在 2025 年 8 月14日发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊的综述文章《Extracellular vesicle-based drug overview: research landscape, quality control and nonclinical evaluation strategies》中,来自中国食品药品检定研究院、吉林大学第一医院等机构的研究团队,系统梳理了细胞外囊泡(EV)药物的研究进展、质量控制及非临床评估策略。
这篇综述聚焦哺乳动物细胞来源的 EV,旨在为 EV 药物的开发与评估提供参考,加速其临床转化,最终造福患者。

中国食品药品检定研究院王军志院士团队领衔总结了EVs药物的临床转化和工艺开发研究现状,并提出质量控制策略和非临床评估,以期为EVs产品的开发和评估提供参考。
什么是细胞外囊泡?
细胞外囊泡是细胞释放的具有磷脂双分子层膜结构的微小颗粒,无法自主复制,主要分为微囊泡和外泌体。微囊泡直径约 30-150nm,由细胞膜直接包裹胞内物质形成并释放;外泌体直径 100-1000nm,通过内吞作用形成的内体与细胞膜融合后释放。由于两者结构和成分高度相似,且难以严格区分,国际细胞外囊泡学会(ISEV)建议统一称为 “细胞外囊泡(EV)”。
EV 的膜结构与来源细胞相似,富含鞘脂、胆固醇、磷脂和膜蛋白,内部则包含蛋白质、RNA 和 DNA 等生物活性物质。这种特性让 EV 能像 “生物快递” 一样,通过膜表面特征靶向特定细胞,将活性分子传递给受体细胞,调节其生理功能。这一特点使 EV 具备双重应用价值:既能作为天然治疗药物,直接发挥抗炎、组织修复等作用;又能作为药物递送工具,包裹小分子药物、核酸等物质,精准送达病灶。

图示:细胞外囊泡
EV 药物的研究现状与应用潜力
EV 药物的研究已从早期的 “细胞代谢废物” 认知,发展为如今的前沿治疗手段。2013 年,因发现 EV 的运输与调控机制,相关研究获得诺贝尔生理学或医学奖,推动了 EV 作为 “细胞间信使” 的功能认知。目前,全球已有超过 100 项临床试验正在评估 EV 药物在呼吸系统疾病、神经系统疾病、重症炎症及肿瘤等领域的疗效。
从来源看,EV 药物可分为天然 EV 和工程化 EV 两大类。天然 EV 主要来自哺乳动物细胞、牛奶和植物:
工程化 EV 则通过基因、物理或化学手段改造,提升药物装载能力和靶向性。例如,在 EV 表面修饰靶向肽可增强其对肿瘤细胞的识别;装载 siRNA 或化疗药物能提高抗癌效果。目前,工程化 EV 虽处于研究阶段,但被认为比天然 EV 具有更大的临床应用潜力。
临床转化进展与挑战
在临床应用方面,EV 药物已取得阶段性成果。2022 年,间充质干细胞来源的 EV 通过雾化吸入治疗重症新冠患者的研究显示出良好安全性;2023 年,ExoFlo 药物在治疗中重度新冠相关急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的 Ⅱ 期临床试验中,使 60 天死亡率降低 30.8%。在神经系统疾病领域,2024 年美国 FDA 批准了神经细胞来源 EV 药物 AB126 的临床试验,用于治疗神经退行性疾病。
然而,EV 药物的临床转化仍面临多重挑战。在技术层面,大规模生产工艺不成熟,EV 产量低且批次差异大;工程化改造的效率和精准性有待提升,例如外源药物装载可能破坏 EV 结构。
在监管层面,全球尚无针对 EV 药物的专用技术指南,产品定义、分类及质量控制标准不明确。此外,EV 的作用机制复杂,其活性成分和潜在副作用尚未完全阐明,也给临床前研究和评估带来困难。
质量控制与非临床研究要点
为推动 EV 药物的规范化发展,综述提出了系统的质量控制策略。从生产材料来看,需严格管控细胞来源、培养基成分及工程化修饰所用的质粒、病毒等原料,优先使用无动物源成分的材料以降低污染风险。
生产过程中,需明确关键工艺参数,如细胞培养的温度、pH 值,以及纯化步骤的离心速度、时间等,确保 EV 的产量和质量稳定。
在 EV 药物的表征方面,需评估身份标识(如 CD9、CD63 等表面标志物)、粒径分布、浓度、形态结构、成分分析及生物活性等指标。
例如,通过纳米颗粒追踪分析(NTA)测定粒径和浓度,通过透射电镜观察形态,通过功能实验验证其抗炎或促修复能力。对于工程化 EV,还需额外评估药物包封效率、装载量等参数。
非临床研究需关注动物模型的选择、给药途径及安全性评估。动物模型应尽可能模拟临床疾病状态,例如用基因修饰小鼠研究阿尔茨海默病;给药途径需与临床预期一致,如静脉注射用于全身性疾病,雾化吸入用于肺部疾病。安全性评估则需重点关注免疫原性、神经毒性、致瘤性等潜在风险,确保 EV 药物的临床应用安全。
未来展望
尽管面临诸多挑战,EV 药物凭借低免疫原性、高靶向性等独特优势,已成为创新疗法的重要方向。随着工程化技术的进步(如基因编辑修饰 EV 表面靶向分子)、生产工艺的优化(如 3D 细胞培养提升产量)及监管体系的完善,EV 药物有望在未来十年内获得更多临床批准。
正如综述所强调,EV 药物的发展需要基础研究、产业界与监管机构的协同合作。通过建立标准化的质量控制体系和非临床评估方法,解决生产规模化、作用机制阐明等关键问题,EV 药物将为难治性疾病患者带来新的治疗希望,开启精准医学的新篇章。
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