慢性肺部疾病常伴随失调的免疫应答与异常修复过程,导致肺组织发生不可逆损伤,肺功能进行性减退甚至衰竭,严重威胁患者生命。在这一背景下,间充质干细胞(MSCs)及其衍生物凭借其独特的功能特性,在肺部疾病的细胞及无细胞治疗领域展现出巨大潜力,并已步入临床转化阶段。
其中,MSCs及其衍生物(特别是外泌体)的雾化吸入给药,为肺部疾病治疗开辟了新的途径。近期,雾化吸入外泌体作为一种治疗肺结节的新兴策略,正受到医学界的广泛关注。多项临床前及初步临床试验证据表明,雾化给予MSCs外泌体安全有效,有望成为复杂肺部疾病治疗的优选方案。
一、 核心概念:MSCs衍生物与外泌体
MSCs在体外培养过程中会释放多种衍生物,包括培养基、旁分泌因子、分泌蛋白质组、细胞外囊泡等。广义上,经预处理的MSCs本身也可视为衍生物。研究表明,MSCs治疗疾病的核心机制很大程度上依赖于其释放的细胞外囊泡,其中外泌体(MSC-Exo) 扮演着关键角色。

细胞外囊泡依据来源、尺寸和生成机制,主要分为外泌体、微泡和凋亡小体。外泌体是其中体积最小的一类(直径约50-150纳米),不具备自我复制能力,生物活性稳定,免疫原性低,排除了成瘤及血栓形成的风险。其作用机制包括改善肺泡张力、纠正肺动脉高压、抑制活化巨噬细胞以及降低促炎细胞因子水平。
-
外泌体的分泌与作用: 虽然多种细胞均能分泌外泌体,但MSCs的分泌能力尤为突出。MSCs外泌体的生成经历内吞胞膜、质膜融合和释放至胞外环境三个阶段,其内富含源自MSCs的蛋白质、核酸(如mRNA, miRNA)及脂质等生物活性物质,作为重要的信息载体介导细胞间的通讯与调控。
-
间充质干细胞外泌体的功效: 现有研究揭示,间充质干细胞外泌体具备与MSCs本体相当的治疗功效。其核心机制包括强大的抗炎作用、免疫调节能力、调控巨噬细胞表型转化,并能干预上皮-间质转化(EMT)过程,从而在逆转肺纤维化等病理改变中发挥关键作用。
-
关于肺结节: 肺结节是指在肺部影像学检查(如CT)中发现的、直径通常小于3厘米的类圆形局灶性病变,被肺实质包绕,可表现为实性或亚实性(如磨玻璃结节)。根据大小可细分为微小结节和小结节。肺结节患者通常无症状,其性质可能是良性或潜在恶性(癌前病变或早期肺癌)。
二、 肺部疾病传统给药方式的局限与雾化吸入的兴起
选择合适的给药途径对于最大化MSCs外泌体的治疗效果至关重要。目前,MSCs及其衍生物的主要给药方式包括肠内(口服、舌下、口腔、直肠)和肠外(静脉、动脉、皮下、皮内注射)途径,以及局部给药。然而,在应用于呼吸系统疾病时,这些传统途径存在显著局限性:如体内存活率低、潜在的致瘤和血栓风险、外泌体产量与纯度控制的挑战、治疗机制复杂难以精准调控、以及苛刻的储存运输要求。

近十年来,呼吸系统疾病的吸入药物疗法及相关新产品研发取得了显著进展。大量临床前研究及早期临床试验数据证实,雾化吸入MSCs外泌体不仅操作便捷,其安全性及有效性表现可能优于其他给药方式。
干细胞外泌体雾化技术的原理是将含有外泌体的药液通过雾化装置撞击形成微小雾滴或微粒,使其均匀分散于气体中。患者通过呼吸将这些活性物质直接递送至目标区域——呼吸道和肺泡,从而精准发挥组织修复、免疫平衡、抗炎消肿、促进排痰等功效,快速且持续地改善呼吸系统功能。
三、 雾化间充质干细胞外泌体的核心优势
相较于其他给药方式,雾化给予间充质干细胞外泌体具有多重显著优势:
-
安全性卓越:作为无细胞制剂,无自我复制能力,从根本上杜绝了致瘤风险;生物活性稳定;不表达主要组织相容性复合体II类(MHC II)分子,免疫原性极低,规避了免疫排斥反应;无需复杂的患者配型前处理;储存条件相对简便,给药前仍能保持高活性;操作流程高度简化,无创无痛。
-
靶向递送精准: 得益于其纳米级尺寸,外泌体可随吸入气流高效直达呼吸道及肺部病灶局部,形成局部高药物浓度,更易迁移并富集于受损靶组织器官。
-
高效低毒特性: 药物直接作用于肺部,避免了肝肾的首过代谢效应,显著降低了全身性毒副作用;能快速缓解呼吸系统症状,缩短病程;维持外泌体在肺内的高活性和良好分布,减少了在循环过程中的丢失和形态改变风险。
-
强大修复能力: 通过其核心机制(抗炎、免疫调节、调控巨噬细胞表型、干预EMT)有效逆转肺纤维化进程;调节过度或异常的免疫反应,有力促进受损肺组织的修复与再生。
因此,雾化吸入MSC-Exos 被广泛认为是肺部疾病领域极具前景的更优治疗策略。
四、 外泌体雾化治疗肺结节的临床实证
临床实践表明,雾化吸入外泌体能够有效促使肺结节体积缩小。其作用原理在于外泌体通过雾化途径直接抵达肺部病灶,发挥其卓越的抗炎和组织修复功能,从而促使结节缩小。同时,其免疫调节能力有助于抑制结节的进展或恶变。
例如,一项针对脐带来源间充质干细胞外泌体雾化治疗COVID-19肺炎的研究显示,该疗法显著降低了患者的肺部结节负荷,并有效改善了呼吸功能指标。更重要的是,整个治疗过程展现出良好的安全性,未观察到明显的副作用报告。
具体案例佐证:
-
在干细胞外泌体雾化治疗后2小时的观察期内,未发现如喉咙/舌头肿胀、瘙痒皮疹、呼吸急促、头晕、呕吐或低血压等急性过敏反应。后续随访中也未观察到继发性过敏反应或其他不良事件。
-
影像学证据:胸部CT复查显示,经MSC来源外泌体雾化治疗后,肺部病灶吸收加速,肺结节明显缩小。
-
案例1: 某患者于2020年4月3日首次CT扫描显示左肺下叶外基底段存在一孤立性结节。接受外泌体雾化治疗仅6天后(4月10日),CT复查即见结节密度减低、体积缩小。继续治疗至第17天,该肺部病灶已完全吸收。
-
案例2: 另一患者自2020年2月27日开始接受外泌体雾化治疗。至3月18日CT扫描显示双肺病灶已显著吸收,病灶密度明显减弱。到4月1日复查,肺部病灶实现完全吸收。值得对比的是,未接受外泌体治疗的对照组患者,在病灶吸收后常遗留有纤维索条影。
-

五、 雾化外泌体在各类肺部疾病中的应用前景
雾化吸入外泌体技术在多种肺部疾病的治疗中展现出广阔的应用潜力:
-
慢性阻塞性肺疾病(COPD):通过抗炎和促进肺组织修复,改善患者肺功能及生活质量。
-
哮喘: 有效改善气道炎症状态,缓解气喘、呼吸困难等核心症状,机制涉及调节炎症细胞活性及抑制炎症因子释放。
-
肺纤维化: 核心机制(抗炎、免疫调节、调控巨噬细胞表型、干预EMT)直接作用于逆转纤维化病理进程。
-
肺结节: 如前所述,直接作用于结节部位,发挥抗炎、修复和免疫调节作用,临床案例证实其缩小结节的有效性。
-
急性呼吸窘迫综合征(ARDS): 抑制炎症风暴(细胞因子释放),调节免疫反应,减轻肺内炎症,加速肺组织修复。
-
COVID-19肺炎: 临床研究证实可显著降低致炎性细胞因子水平,增强局部免疫防御,促进肺部病变吸收,有效缩短患者住院时间。
总结
综上所述,雾化吸入间充质干细胞(MSCs)来源的外泌体治疗肺部疾病,在安全性和有效性方面均展现出积极的结果。国内外前沿研究正在扩大规模,深入探索其在不同肺部适应症中的临床应用价值。开展大量基础实验和临床试验以深入阐明其具体作用机制,并优化关键参数如吸入剂量、给药频率以及选择最适宜的雾化装置类型。
编辑:小果果,转载请注明出处:https://www.cells88.com/cells/wmt/42943.html
免责声明:本站所转载文章来源于其他平台,主要目的在于分享行业相关知识,传递当前最新资讯。图片、文章版权均属于原作者所有,如有侵权,请及时告知,我们会在24小时内删除相关信息。
说明:本站所发布的案例均摘录于文献,仅用于科普干细胞与再生医学相关知识,不作为医疗建议。