近幾十年來(lái)，隨著靶向給藥領(lǐng)域的擴(kuò)大，納米技術(shù)為智能載體的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。特別是，基于脂質(zhì)的納米載體為藥物封裝提供了一個(gè)多功能平臺(tái)，這也導(dǎo)致了幾種制劑的臨床轉(zhuǎn)化。除了合成納米載體外，細(xì)胞衍生的細(xì)胞外囊泡 (EV) 載體系統(tǒng)也引起了科學(xué)家極大的興趣。
EVs 是一組異質(zhì)的脂質(zhì)結(jié)合納米顆粒，充當(dāng)許多（病理）生理過(guò)程的關(guān)鍵介質(zhì)。他們也正在被探索利用其固有的組織歸巢能力將治療有效載荷輸送到特定細(xì)胞或組織。從藥物遞送的角度來(lái)看，EVs 與脂質(zhì)體相當(dāng)，因?yàn)閮烧叨际腔诹字摹Ｈ欢珽Vs 是由各種脂質(zhì)、表面和膜蛋白的復(fù)雜混合物組裝而成的。其中一些成分有助于組織靶向，而另一些則確保最小的非特異性相互作用。這些獨(dú)特的蛋白質(zhì)修飾磷脂囊泡被假定含有在局部和遠(yuǎn)處找到靶標(biāo)所需的特定條形碼。盡管進(jìn)行了廣泛的研究，但基于 EV 的藥物遞送優(yōu)于通過(guò)工程納米載體（如脂質(zhì)體）遞送的優(yōu)勢(shì)以及相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)-效益比仍然存在爭(zhēng)議。
鑒于此，德國(guó)埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)Gregor Fuhrmann和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Inge Katrin Herrmann等人在Nature Nanotechnology上批判性地討論了EVs作為藥物輸送載體和下一代療法的前景。
首先，作者討論了EVs的獨(dú)特的生物學(xué)和功能。EVs 是作為不同亞群的異質(zhì)混合物產(chǎn)生的，它們可能參與細(xì)胞之間的近端和遠(yuǎn)端通信。進(jìn)入體循環(huán)后，必須避免排泄器官，如肝、肺和腎，以及免疫細(xì)胞。它們的靶組織效率取決于功能化程度和靶細(xì)胞相互作用。
圖| EV 介導(dǎo)的細(xì)胞串?dāng)_、清除機(jī)制和免疫反應(yīng)
然后，作者總結(jié)了EVs作為藥物載體的發(fā)展，還概述了EVs相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)遞送方法的優(yōu)勢(shì)，包括其免疫反應(yīng)和毒性。
雖然科學(xué)家和工程師試圖利用 EV 的獨(dú)特特性來(lái)開(kāi)發(fā)智能給藥系統(tǒng)，與合成納米載體相比，這些系統(tǒng)在靶向、安全和藥代動(dòng)力學(xué)方面表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，但 EV 的臨床轉(zhuǎn)化仍然具有挑戰(zhàn)性。由于電動(dòng)汽車(chē)本身固有的復(fù)雜性、尺寸異質(zhì)性以及生產(chǎn)過(guò)程中遇到的自然（批次間）變化，生產(chǎn)過(guò)程的內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)高于純合成生產(chǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，作者還討論了與其臨床和工業(yè)轉(zhuǎn)化相關(guān)的當(dāng)前障礙，并強(qiáng)調(diào)了與其他新興領(lǐng)域的協(xié)同作用，例如細(xì)胞療法（EV 有時(shí)被認(rèn)為是“無(wú)細(xì)胞的細(xì)胞療法”）。
通過(guò)對(duì)衍生EVs的細(xì)胞進(jìn)行適當(dāng)選擇或工程設(shè)計(jì)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出用于裝載EVs和共軛靶向部分的各種平臺(tái)。這些可以分為三組：
(1)天然EVs，它們是天然的或從基因工程細(xì)胞中獲得的；
(2)混合EVs，用藥物或表面配體進(jìn)行后修飾；
(3) EV 啟發(fā)的脂質(zhì)體。
圖|EVs的分類(lèi)
從監(jiān)管的角度來(lái)看，上述群體可能屬于生物制品的制藥類(lèi)別。一般來(lái)說(shuō)，生物制品中的活性物質(zhì)比非生物藥品中的活性物質(zhì)更為復(fù)雜。因此制造過(guò)程中的培養(yǎng)條件，如細(xì)胞傳代、細(xì)胞密度和 EV 收獲的頻率，強(qiáng)烈影響產(chǎn)品質(zhì)量的各個(gè)方面，包括產(chǎn)量、EV 組成和 EV 生物活性。因此生產(chǎn)EVs過(guò)程需要額外的過(guò)程控制。值得注意的是，雖然上游加工可以適應(yīng)用于細(xì)胞療法的細(xì)胞生產(chǎn)中使用的安全和質(zhì)量概念，但下游加工可以部分適應(yīng)生物制品生產(chǎn)中使用的概念。
此外，作者還提出了關(guān)于實(shí)驗(yàn)要求和科學(xué)需求的顏色代碼指南，以促進(jìn)EVs作為藥物載體的發(fā)展，以評(píng)估其遞送功效并允許對(duì)替代品進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試。
圖|載藥EVs生產(chǎn)過(guò)程中的工藝步驟和關(guān)鍵單元操作
圖|技術(shù)制造選項(xiàng)的說(shuō)明
綜上所述，EV 可用作各種藥物輸送應(yīng)用的載體系統(tǒng)。與標(biāo)準(zhǔn)遞送方法相比，EVs 已被證明在全身性給藥于嚙齒動(dòng)物時(shí)可遞送免疫清除率降低的功能性貨物。然而，需要在臨床相關(guān)系統(tǒng)中進(jìn)行更多評(píng)估，并與基于脂質(zhì)體的替代品進(jìn)行直接、定量的比較，以全面評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)收益比。EVs的成功轉(zhuǎn)化取決于具有成本效益的大規(guī)模生產(chǎn)、分離和表征方法的可用性，該方法具有高靈敏度以評(píng)估批間差異（及其生物學(xué)后果），以及廣泛適用的裝載藥物方法的可用性。
新分析技術(shù)的日益普及有望為EVs的獨(dú)特性提供新的見(jiàn)解，并可能激發(fā)下一代合成系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)。
無(wú)獨(dú)有偶，說(shuō)到分析技術(shù)，近日，巴黎大學(xué)Guillaume van Niel等人在Nature Methods上綜述了影像學(xué)在體內(nèi)理解細(xì)胞外囊泡生物學(xué)中的作用。
由于 EV 的體積小，大多數(shù)研究都依賴(lài)于對(duì)從生物流體中分離出來(lái)的大量 EV 進(jìn)行分離和生化分析。盡管提供了信息，但這些方法并沒(méi)有捕捉到 EV 釋放、生物分布和對(duì)病理生理學(xué)的其他貢獻(xiàn)的動(dòng)態(tài)。實(shí)時(shí)和高分辨率顯微鏡技術(shù)的最新進(jìn)展，結(jié)合創(chuàng)新的 EV 標(biāo)記策略和報(bào)告系統(tǒng)，為在體內(nèi)生理環(huán)境和單囊泡水平研究 EV s提供了新工具。
因此，作者批判性地回顧了 EV 成像的最新進(jìn)展和挑戰(zhàn)，并在尋求解開(kāi) EV 生物學(xué)和治療應(yīng)用的過(guò)程中確定了緊迫、突出的問(wèn)題。
圖|標(biāo)記策略成像EV 相互作用、內(nèi)吞和命運(yùn)
參考文獻(xiàn)：
Herrmann, I.K., Wood, M.J.A. & Fuhrmann, G. Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform. Nat. Nanotechnol. 16, 748–759 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41565-021-00931-2
Verweij, F.J., Balaj, L., Boulanger, C.M. et al. The power of imaging to understand extracellular vesicle biology in vivo. Nat Methods 18, 1013–1026 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41592-021-01206-3
