2023 年外泌體行業研究報告_第1頁
2023 年外泌體行業研究報告_第2頁
2023 年外泌體行業研究報告_第3頁
2023 年外泌體行業研究報告_第4頁
2023 年外泌體行業研究報告_第5頁
已閱讀5頁,還剩72頁未讀, 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

以下文章來源于維渡縱橫,作者郭允樂賈心語2013年,三位“外泌體“領域的科學家榮獲“諾貝爾獎”,這也讓“外泌體”這個名詞進入大眾視角,這是一種30-150nm的納米級的脂質結構,自身對抗衰、修復、抑制炎癥、美容等都具有非常顯著的功效,并且它的穿透性極強、吸圖1.2013年諾貝爾生理或醫學獎-外泌體本研究報告在維渡縱橫發布的2022年研究報告基礎上,更加系統、深入、多角度的對外泌體/細胞外囊泡領域進行1外泌體行業概述遞送系統的演變隨著治療方式從“小分子”擴展到包括“核酸”、“多肽”、“蛋白質”、“抗體”、“核圖2.治療方式的演變現代藥物遞送技術始于1952年,誕生了Spansule(緩釋膠囊)技術,到20時間,并主導了藥物遞送領域和市場;1989年,基于LupronDepot(PLGA聚合物)的批準為長效注射劑和植入劑打開了大門,并出現遞送各種小分子、多肽、蛋白質的系統的百花爭艷;1990年第一個Adagen(PEG化蛋白)的二醇化蛋白藥物,該技術從1995年的Doxil(PEG化脂質體)批準開始在納米制劑中應用,在2018年批準了siRNA藥物如Onpattro(PEG化LNP)、2021年批準了mRNA藥物如Comiranty(PEG化LNP)。2000年,美國政府推出了“國家納米技術倡議”(NNI),被稱為“納米醫學”,Mylotarg(ADC)、Doxil(PEG化脂質體)、Abraxane(白蛋白-紫杉醇復合物)成為納米醫學的典型代表;藥物-聚合物復合物和偶聯物中的ADC至今備受關注,2009年第一個抗體-藥物偶聯物Mylotarg(ADC)獲批;2018年Onpattro(LNP)的獲批打開了LNP遞送系統的廣泛應用,眾多創業公2017年首個眼科AAV基因遞送藥物Luxturna(AAV)上市,AAV等病毒遞送系統進入了爆發期;2021年,exoIL-12(Exosome,外泌體)率先進入人體臨床試驗,標志著外泌體遞送系統進入了產業化的征途。雖然該產品由于某些原因暫停,但后起之秀ExoFlo?(Exosome,外泌體)學和細胞與基因治療的新篇章。圖3.遞送系統的演變外泌體遞送系統不同于傳統遞送系統,包含天然外泌體和工程化外泌體:天然外泌體內部包裹了多種調節蛋白、microRNA和mRNA等天然活性物質,具有優異的治療和美容效果,作為細胞治療的“無細胞療法”的重要手段。1)在醫美護膚領域:ExoCoBio的干細胞外泌體已經于2018年上市銷售,是世界首創將源于干細胞培養液的外泌體(ASC-EXOSOME?)成分冷凍干規模銷售。2)在治療藥物領域:干細胞天然外泌體藥物ExoFlo?中發現了多種蛋白和核酸物質,可替代干細胞治療,處于美國III期臨床試驗;CAR-T細胞來源的EVs表達高水平的穿孔素和顆粒酶B以及CAR,有效地殺傷實體腫瘤。表1外泌體藥物ExoFlo?中發現的調節蛋白工程化外泌體是通過“基因工程”或“化學工程”對外泌體進行工程化改現活性物質的靶向遞送,可廣泛遞送小分子、多肽、蛋白、抗體、核酸等活性物質,具有增強的載藥效率、靶向性、抵抗機體清除率等特點。工程化外工程化外泌體代表企業Codiak由于產品開發失利而宣告破產發具有一定挑戰性。外泌體結構及形成外泌體(Exosome)是幾乎所有細胞均可釋放的、直徑約30-150nm的細胞外囊泡(Extracellularvesicle,EV),由細胞內多泡體(multivesicularbody,MVB)與細胞膜融合后,釋放到細胞外基質中。EV可分為Exosome(外泌體,30-150nm)、Ectosome(核外顆粒體,100-1000nm)、Apoptoticbodies(凋亡小體,50-5000nm)三大類。Exosome由胞吐作用(exocytosis)釋放,Ectosome由質膜向外出芽(Outwardbudding)而分泌,Apoptoticbodies在凋亡后期由程序性死亡圖4.細胞外囊泡亞型示意圖;(Int.J.Mol.Sci.2016,17,170)在經典分泌途徑中,帶有蛋白質貨物如胞外蛋白的囊泡在高爾基體(GOLGI)),囊泡(核外顆粒體,Ectosome)方式運輸到細胞外空間。貨物通過細胞內吞),外泌體(Exosome)的形成始于初級內體(EE)的膜向內出芽,泡體(MVBs)。在胞吐途徑①中,多泡體(MVBs)與質膜(PM)融合,將其內容物(外泌體,Exosomes)釋放到細胞外空間,外泌體貨物運送到受體細胞可以通過直接與受體細胞膜融合(Membranefusion胞飲作用/吞噬作用(Pino-orphagocytosis或配體-受體結合(Receptorbinding)等各種機制發生;在降解途徑②中,多泡體(MVBs)行酶輔助降解。這一途徑對于抑制激活的生長因子受體的信號傳導尤為重要圖5.不同類型EV形成通路Extracellularprotein-胞外蛋白;Receptor-受體;Cargo-貨物:蛋白、RNA等;Regularproteinexport/secretion-調控蛋白運輸/分泌;Intraluminalvesicle(ILVs)-腔內小囊泡;Exosome-外泌體;Shedvesicle/Ectosome-核外顆粒體;PM-質膜;ER-內質網;EE-初級內體;LE-次級內體;LS-溶酶體;MVB-多泡體;GOLGI-高爾基體;NUCLEUS-細胞核;Exocyticpathway-胞吐途徑;Degradativepathway-降解途徑;(Int.J.Mol.Sci.2016,17,170)在外泌體的生成過程中,有幾種蛋白密切參與,包括RabGTPases、ESCRT蛋白,以及被用作外泌體標記的CD9、CD81、CD63、flotilin、TSG101、神經酰胺和Alix等。不同來源的細胞生成外泌體的速率、大小、組分(貨物)均有異質性。外泌體腔內組分主要由mRNA、miRNA、gDNA片段、以及無數圖6.外泌體的組分和鑒定外泌體作為細胞間物質交流和信號傳遞的途徑,不同細胞間通過分泌攜帶有不同組分的外泌體實現通訊,這些分泌的外泌體被受體細胞吸收,通過釋放天然外泌體使用不同細胞來源產生的“天然外泌體”已經在醫美領域實現商業化,同步也正在進行多項藥物臨床試驗,最快已處于臨床III期試驗,顯示出不錯的安全性和有效性。布局天然外泌體的代表企業包括ExoCoBio、天津外泌體科技、佰傲醫學、DirectBiologics等,這些企業將是外泌體行業最先商業化的企業。1983年,Pan和Johnstone在研究網織紅細胞成熟到紅細胞過程的研究里,在體外培養的綿羊紅細胞培養液上清液中發現了一種從網織紅細胞釋放的囊年,Raposo等發現B淋巴細胞分泌的外泌體攜帶MHC-Ⅱ類分子、共刺激因子和黏附因子。2007年,Lotvall和Valadi發現細胞之間可以通過外泌體中的RNA來交換遺傳物質。2013年,諾貝爾生理或醫學獎授予從事細胞內囊泡(外泌體)運輸調控機制研究的3位科學家——JamesE.Rothman、RandyW.Schekman和ThomasC.Südhof,由此將外泌體研究推向了前所未有的新高潮。圖7.細胞分泌外泌體圖示幾乎所有類型的細胞,都可以產生并釋放外泌體。根據不同生物來源分類,外泌體分為動物細胞外泌體、植物外泌體、微生物外泌體。(1)動物細胞外泌體哺乳動物細胞外泌體由幾乎所有類型的“健康于不同的體液中,例如血漿、尿液、乳汁、唾液、羊膜、細支氣管肺泡、滑膜以及腹水等。在循環外泌體中,80-90%來自血小板、淋巴細胞、樹突狀細胞、其他免疫細胞,通過循環系統到達其他細胞與組織產生遠程調控作用。正是基于此,外泌體天然具有活性物質的遞送功能(天然遞送系統)和作為疾病的特異性生物標記物(診斷標志物)。圖8.哺乳動物細胞外泌體人心臟祖細胞外泌體、骨髓間充質干細胞外泌體、脂肪干細胞外泌體、樹突狀細胞外泌體、HEK293細胞外泌體。圖9.處于臨床的外泌體種類和GMP生產TzuChiMedicalJournal2020,32,113-120)(2)植物外泌體植物外泌體(plantexosome)的形成區域通常始于反式高爾基體或者早期內體,隨后形成多囊泡內體(MVEs)或者多泡體(MVBS),并選擇性地將mRNA、miRNA、其他非編碼RNA等多種RNA、脂質、DNA等結合進囊泡中,最終植物外泌體與質膜結合將內含物釋放。植物外泌體體積小、組織穿透性強,在不同的酸堿度和溫度下都能維持較好的理化穩定性,成為經皮遞送、靶向給藥、基因傳遞等遞送理想載體。目前,公開報道的植物外泌體研究包括葡萄外泌體、生姜外泌體、蘆薈外泌體、人參外泌體、金銀花外泌體、甘草外泌體、紅景天外泌體、西蘭花外泌體、葡萄柚外泌體、小麥外泌體、大蒜外泌體、蒲公英外泌體、洋蔥外泌體等。研究發現,植物外泌體蘊含了植物中90%的活性成分,是植物有效成分濃縮的精華中的精華。1kg植物僅能提取1μg植物外泌體,而其活性卻遠高于1kg植物提取物。圖10.植物外泌體或衍生的PELNV的生物功能MolecularTherapy.2021,29,13-31)植物外泌體含有較為豐富的miRNA,為一類長度約為22個核苷酸的內源單鏈非編碼RNA,來自藥用植物外泌體的miRNA可能作為新的生物活性成分與哺乳動物系統相互作用,外泌體作為中藥活性成分的應用將越來越廣泛。(3)微生物外泌體微生物外泌體的研究主要集中在細菌胞外囊泡(BEVs),其發現可追溯到20世紀60年代。BEVs類型多種多樣,根據產生方式不同包括:菌來源的外膜囊泡(outermembranevesicles,OMVs)、古菌和革蘭氏陽性細菌來源的細胞質膜囊泡(cytoplasmicmembranevesicles,CMVs)、外-內膜囊泡(outer-innermembranevesicles,OIMVs)、破裂性外膜囊泡(explosiveoutermembranevesicles,EOMVs)。圖11.不同的途徑導致形成不同的膜囊泡類型NatRevMicrobiol.2019,17(1):13-24.)BEVs直徑范圍為20-400nm,影響多種生物過程,包括毒力因子的運輸、謝物輸出、細胞間通訊等。極促進腸道和遠端器官的基本功能。在腸道生態系統中,微生物群與宿主之間的雙向通訊不涉及直接的細胞接觸。越來越多的證據表明,細菌分泌的BEVs通過向宿主細胞運輸和傳遞調節宿主信號通路和細胞過程的效應分子來介導菌群功能,腸道微生物群釋放的BEVs可能對健康和疾病有很大的影響。微生物群組成和多樣性的失衡與包括癌癥、神經、代謝種疾病有關,在患者和健康人群的血液和尿液樣本中發現了腸道微生物群來工程化外泌體為了拓展其作為納米遞送系統的可能性,科學家通過生物工程、化學工程策略來設計并裝載“工程化外泌體”,開發出了基于工程化外泌體的“納米遞送系統”。生物工程(BiologicalEngineering)通過膜結合蛋白的遺傳融合引入靶向基序,如多肽、蛋白、ASO等,代表企業有Codiak、Evox、唯思爾康、恩澤康泰等?;瘜W工程(ChemicalEngineering)指通過“脂類化學反應”或“膜適配體、小分子、聚合物等,代表企業有天津外泌體科技等。圖12.工程化外泌體的表面修飾方式根據外泌體純化前還是純化后進行裝載分為三種裝載方式:內源裝載(Endogenousloading):對來源細胞進行生物工程改造,使其分泌工程化外泌體,也稱Preproduction;外源裝載(Exogenousloading):先分離純化好高純度外泌體,進行負載改造,也稱Postproduction;Perproduction:在外泌體形成過程中,利用物理方法破壞-再造質膜而封裝圖13.工程化外泌體的裝載方式AdvancedDrugDeliveryReviews.2021,178:113972.)(1)內源裝載內源裝載(Endogenousloading)是在分泌外泌體的細胞上做基因工程改造,讓其產生攜帶目標分子的外泌體。例如,構建融合表達特定蛋白和外泌體膜蛋白的質粒,通過轉染等方式,讓該融合蛋白在外泌體來源細胞中大量表達,分子,都可以采用內源裝載。不過,與外源裝載相比,內源裝載的實驗難度更大、周期更長。圖14.內源裝載方式;(CritRevBiotechnol.2020,40(6):804-820.)(2)外源裝載外源裝載(Exogenousloading)的常用方法有孵育、超聲透化、電穿孔、脂孵育是讓待裝載的分子與外泌體在一定條件下充分接觸,依靠外泌體膜本身的疏水性被動完成裝載。孵育法操作簡單,不會破壞外泌體膜的完整性,主要適用于疏水小分子,裝載效率受藥物濃度影響,所需時間較長。電穿孔是通過外加電場,在外泌體膜上形成臨時的親水性孔道,增加外泌體膜的通透性,使小分子物質能夠穿過孔道進入外泌體內部。主要適用于裝載親水分子,過量投入外泌體有助于提高回外泌體膜的穩定性,也可能導致核酸藥物本身聚集導致假陽性結果。超聲是利用探針超聲儀對外泌體進行超聲處理,使外泌體膜變形,產生瞬態小孔,增加膜的通透性,從而小分子物質擴散到外泌體中。主要用于裝載親水分子,裝載后有些小分子物質也會附著于外泌體膜外側。裝載效率高于電穿孔和孵育,但對外泌體膜的損傷較大,可能導致外泌體破裂且實驗重復性較差。脂質體融合外泌體是實現活性物質直接裝載的一種有希望的替代方法。為了控制和改變外泌體納米載體的生物功能,京都大學Katsura通過用凍融技術融合脂質體和外泌體的質膜從而得到雜交的外泌體。特定遺傳修飾細胞分泌的外泌體與各種脂質體融合,是非常有效的膜工程方法。如Lipofectamine含有脂質亞基,可在水環境中形成脂質體并捕獲核酸,帶正電的脂質體表面與帶負電的外泌體質膜融合,隨后釋放核酸完成雜交外泌體的裝載。也有研究單位利用穿膜肽(CPP)轉染核酸藥物到外泌體中,快速簡便且高效。維渡縱橫認為,脂質體融合外泌體技術與LNP的四組分原理有著異曲同工之妙,為mRNA和siRNA藥物的發展提供了更廣闊的空間。圖15.脂質體融合外泌體;(SciRep.2016,25:21933.)化學偶聯外泌體是最具商業化潛力的新興技術,通過“脂類化學反應”或“膜蛋分子、聚合物,在外泌體上進行可控、可調節的多功能化改造?;瘜W偶聯技術可控制功能化分子在外泌體上的“值得注意的是,外泌體偶聯藥物(EDC)的高效Payload裝載,突破了抗體偶聯藥物(ADC)載藥率低、安全性有限的瓶頸。根據維渡縱橫統計,天津外泌的公司,根據已發表文章顯示其藥物裝載率裝載Herceptin抗體的外泌體呈現靶向效果相比對照組提升174.5倍。圖16.外泌體化學偶聯技術外泌體的功能不同的細胞通過分泌攜帶不同組分的外泌體實現細胞間通訊,這些外泌體被受體細胞吸收,通過物質交換或釋放內含物實現物質和信號的交流。外泌體與受體細胞的信息交流可能通過以下四種途徑實現:1)外泌體表面膜攝入外泌體。經由以上幾種途徑,外泌體將其攜帶的生物信息運輸到靶細胞或經體液運輸而被遠端組織細胞攝取,進而影響目的細胞的基本功能和基因表達,這些外泌體參與了一系列生理和病理過程,如繁殖和發育、抗原呈遞、免疫調節、組織愈合、感染、代謝和心血管疾病、神經退行性疾病、癌癥發生發展等。2外泌體的商業應用外泌體在美容抗衰、藥物治療、遞送載體、體外診斷和科研試劑方面有著廣闊的應用前景,其中美容護膚抗衰產品已率先實現了商業化。本章將詳細闡醫療美容與護膚、體外診斷早篩的商業化應用。天然外泌體療法干細胞由于其旁分泌機制發揮治療作用成為再生應用中最流行的外泌體細胞源。間充質干細胞、胚胎誘導的多能干細胞、組織特異性干細胞、初級前體和成熟細胞等分泌的外泌體都有案例成功應用于再生治療中。同時,科學家也發現免疫細胞來源和腫瘤細胞來源的外泌體可用于腫瘤免疫治療和開發腫瘤疫苗。表2.天然外泌體療法全球臨床進展(1)肺部感染和ARDS治療2021年3月,美國FDA批準DirectBiologics公司的干細胞外泌體藥物ExoFlo?的IND申請,順利進入臨床I/II期試驗。它是從人骨髓間充質干細至重度新型冠狀病毒感染和急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)。根據DirectBiologics公司披露,ExoFlo?的II期臨床沒有出現不良事件(AE)和重大不良事件(SAE);ExoFlo-15ml組的死亡率具有統計學意義上的降低,與安慰劑組相比,在18-65歲的呼吸衰竭患者中,絕對和相對風險分別降低了30.8%和61.6%;在18-65歲的ARDS患者中,死亡的絕對風險和相對風險分別降低了41.9%和57.7%。2022年7月,ExoFlo?進入臨床III期試驗,2023年1月,ExoFlo?完成了于疾病治療的重大里程碑。ExoFlo?除了新冠感染治療和ARDS適應癥外,其他適應癥包括克羅恩病、腸易激綜合征、潰瘍性結腸炎、器官移植排斥、DirectBiologics公司認為ExoFlo?的成功源自公司的cGMP放大工藝和無菌工藝獲得了超純無菌外泌體;每毫升可提供超過100億個外泌體帶來了優異的功效;完美的質量控制使每一瓶外泌體都具有質量一致性。圖17.ExoFlo產品西比曼的haMPC-Exos用于肺部感染處于IIT研究,入組了60例志愿者,正在瑞金醫院開展(NCT04544215)。肺損傷相關實驗研究表明,干細胞外泌體具有積極的治療作用。VittiLabs的外泌體藥物EV-Pure用于治療肺纖維化和女性生殖障礙/原發性卵巢功能不全適應癥已經于2022年10月進入臨床I期(NCT05387239)。(2)心血管疾病治療干細胞外泌體的心臟保護機制已成為研究熱點,越來越多的研究證實,干細胞外泌體具有與干細胞相似的心臟保護功能,能顯著提高心肌細胞的存活率、抗心肌細胞損傷、促進新生血管形成、改善心臟功能、抗炎、抗心肌細胞凋亡、促進心肌細胞再生。外泌體具有變以及免疫排斥反應,有望成為治療心血管疾病的有效方法。間充質干細胞外泌體在治療心血管疾病如心肌梗死和心力衰竭方面具有巨大的潛力?!禨temCellsjournals》發表了相關綜述,討論了間充質干細胞外泌體促血管生成、增強其生物活性改善心臟組織修復的方法。2022TehranUniversityofMedicalSciences發起的MitochondriaandMSC-derivedexosomes用于治療心肌梗塞的臨床試驗正式開展,入組了20例志愿者來評估療效(NCT05669144)。間充質干細胞外泌體在缺血性心臟病中具有很好的療效。發表在《BioMed模型大鼠的心臟的纖維化和炎癥反應,并且明顯改善了心臟的功能。9月,伊斯法罕醫科大學的最新臨床研究(NCT03384433)通過5例患者探索了攜帶miR-124的間充質干細胞外泌體對缺血性心臟病的臨床治療作用。(3)肝腎損傷治療肝臟疾病相關實驗研究表明,干細胞外證明干細胞外泌體通過激活SPhks和s1p信號通路保護肝臟免受肝缺血/再上皮間充質細胞的轉移和膠原蛋白的生成來改善肝纖維化。腎損傷相關實驗研究表明,外泌體中攜帶的miRNA和蛋白能夠減輕ILIASBiologics公司的外泌體藥物ILB-202進入了臨床I期,靶向NF-κB用于治療急性腎損傷。圖18.ILB-202機制(4)眼科治療外泌體可在淚液、房水、玻璃體液、血液等眼部體液中穩定存在,在調節眼部細胞遷移、增生、凋亡、免疫反應、血管生成等方面發揮重要作用,與角膜損傷、糖尿病視網膜病變、年齡相關性白內障、青光眼、年齡相關性黃斑變性、葡萄膜黑色素瘤等眼病關系密切。ErciyesUniversity的治療產品Whartonjellyderivedmesenchymalstemcellexosomes處于II/III期臨床(NCT05413148),用于治療視網膜色素變性。該研究于2022年8月開始,入組135例志愿者。原生生物的間充質干細胞外泌體PSC-MSC-Exo處于IIT研究,用于治療干眼眼癥。(5)腫瘤治療腫瘤細胞來源的外泌體通常包含一些腫瘤抗原,可以使抗原遞呈細胞激活,故而外泌體可用于腫瘤疫苗的開發,且一些研究發現此類腫瘤疫苗具有很好的可行性和安全性。醫藥魔方數據顯示,復旦張江的Chimericexosomaltumorvaccine(嵌合外泌體腫瘤疫苗)目前處于臨床I期研究,用于治療膀胱癌。圖19.外泌體在腫瘤免疫中的功能免疫細胞來源的外泌體能夠介導和調節機體對腫瘤的免疫反應,外泌體在腫大量的MHC-多肽復合物和免疫刺激相關的分子,能夠激活相關的T細胞,介導體內抗腫瘤應答,在多個臨床試驗中表現出良好的抗腫瘤療效。CAR-T細胞來源的EVs表達高水平的穿孔素和顆粒酶B以及CAR,誘導表效地穿透實體腫瘤,該文章CAR-T-DerivedExtracellularVesicles:APromisingDevelopmentofCAR-TAnti-TumorTherapy發表于《Cancer》(Cancers2023,15(4),1052)。圖20.T淋巴細胞衍生的細胞外囊泡參與免疫反應(6)軟骨損傷治療骨關節炎是臨床常見病,以關節軟骨損傷、軟骨下骨硬化、滑膜炎癥等為特征。近年來大量研究表明,干細胞外泌體具有抗炎、免疫調節、促進組織修復和再生等作用,是治療骨關節炎和軟骨損傷的新療法,不同干細胞來源的外泌體對骨關節炎均能起到保護和治療的作用。SF-MSC-EX用于治療軟骨損傷處于臨床II期試驗階段(NCT05261360),該試驗于2022年3月開展,入組受試者30例。CellsforCells的CelliStemOA-sEV處于臨床I期,用于治療膝骨關節炎。四川大學華西醫院的AutologousAdMSC-Exo治療骨關節炎已開展IIT研究。(7)其他治療干細胞外泌體可以用于治療腦卒中、糖尿病、卵巢早衰、克羅恩病、腸易激、皮膚相關疾病、移植物抗宿主病、傷口愈合等疾病。工程化外泌體遞送外泌體的作用不斷被發掘,廣泛作為藥物、醫美護膚、疫苗的遞送載體。外一經發現就備受學術界和工業界關注。程化外泌體,裝載遞送蛋白類、核酸類、多肽類分子實現創新藥和疫苗(1提高患者用藥效率、降低用藥頻率、聯合用藥提升治療效果、減少全身暴露工程化外泌體藥物進入臨床試驗,1個處于IIT研究(表3)。表3.工程化外泌體全球臨床進展(1)裝載蛋白CovenD24(也稱EXO-CD24)由OBCTCD24Ltd和ElpenPharmaceuticalCo.Inc.聯合研制,用于抗新冠肺炎,共計開展了一個臨床I期試驗和4個臨床II期試驗(NCT04969172、EudraCT2021-002184-22、EudraCT2021-004259-17、NCT04902183、NCT04747574),先后共入組了526例志愿者,取得積極成果,超過90%的參與試驗的新冠重癥患者在5天內治愈出院。CovenD24是一種以外泌體為載體、內含CD24蛋白的藥物,CD24主要通過與特定細胞受體結合,能夠抑制免疫反應及細胞因子釋放,抵抗COVID-19。但目前CD24這一靶點尚無新藥獲批,默沙東以4.25億美元預付款收購的CD24-Fc融合蛋白藥物(MK-7110)終止了新冠肺炎的臨床III期試驗,實體瘤適應癥正在開展臨床I/II期試驗。所以CovenD24選擇CD24或具有較大研發風險。圖21.CD24/Siglec-10信號通路CD24與巨噬細胞上的Siglec-10互相作用,可抑制巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬,敲除CD24或Siglec-10,將促進巨噬細胞對腫瘤細胞的殺傷作用。CD24被認為是一種新型腫瘤免疫靶點,與明星分子CD47一樣,也是一種腫瘤細胞“別吃我”信號蛋白。exoIL-12?和exoSTING?由CodiakBioSciences研發,是基于該公司工程化外泌體技術平臺engEx?PLATFORM開發的兩款產品,也是全球最先進入臨床的工程化外泌體遞送藥物。該平臺使用PTGFRN和BASP1作為支架蛋白,將靶向配體或治療分子安裝到BASP1蛋白上,達到運輸至靶組織靶細胞和治療疾病的作用。圖22.engEx?PLATFORM外泌體遞送平臺exoIL-12?是一種外泌體治療候選藥物,通過外泌體支架蛋白PTGRFN在表引起嚴重不良事件,導致多個臨床試驗失敗,特別是在剛剛過去的2022年,所以Codiak在外泌體全新領域再疊加風險極高的IL-12或將帶來較大的研發風險。小貼士:白介素臨床失敗案例2009年11月,羅氏的重組IL-12(Ro24-7472)宣告II期臨床試驗失??;2022年3月,BMS與Nektar合作開發的IL-2受體激動劑NKTR-214聯合Opdivo治療黑色素瘤的III期臨床試驗宣告失??;2022年8月,Moderna停止開發靶向IL-2的治療自身免疫性疾病的mRNA藥物mRNA6231;2022年8月,Codiak宣布暫停推進exoIL-12?的II期臨床試驗,具體原因未披露;2022年9月,紅細胞治療先驅Rubius首發的兩個產品RTX-224(IL12/4-1BBL)、RTX-240(IL15/4-1BBL)也是觸碰了白介素的魔咒宣告I期臨床試驗失敗并破產清算;2022年10月,賽諾菲宣布終止偏向性IL2療法SAR444245的II期臨床試驗;2022年11月,IL-2/IL-15激動劑NL-201宣布臨床I期失敗,Neoleukin公司裁員70%;2023年1月,默克轉讓IL-12類似物M9241給PDSBiotechnology。該分子于2011年進入臨床I期,至今已開發12年,仍處于臨床II期試驗,可見白介素類產品開發的難度之大;2023年2月,阿斯利康放棄IL-12產品MEDI9253的推進。exoIL-12?適應癥為皮膚T細胞淋巴瘤(CTCL給藥途徑為瘤內注射。2020出良好的安全性和耐受性,沒有局部或系統治療相關的不良事件,也沒有檢測到IL-12的全身性暴露。2022年6月,Codiak公布CTCL試驗部分,2例患者均得到治療,每位患者在多個腫瘤病變處接受了20余次exoIL-12注射(6.0μg治療時間大于6疾病負擔減少61%,注射和未注射的所有皮膚病變CAILS評分的改善范圍為20-80%,治療醫生認為不需要再注射?;颊?02注射了20次,疾病負擔降低了43%,注射和未注射的所有病變的CAILS評分均有30-50%的改善。披露數據結果的同時宣布將于2023年第一季度啟動II期試驗,但2022年8月公司突然公告暫停exoIL-12?的臨床II期,具體原因未披露。圖23.exoIL-12?的結構exoSTING?是將STING激動劑納入外泌體腔內,同時在外泌體表面表達高水平的PTGFRN蛋白,以促進腫瘤抗原提呈細胞的特異性皮膚鱗狀細胞癌,2022年9月完成27例志愿者參與的臨床I/II期試驗。在所有劑量隊列中,exoSTING耐受性良好,未觀察到三級或更高級別的劑事件(TRSAE)——2例二級細胞因子釋放綜合征、1例一級發熱。在注射腫瘤和遠端非注射腫瘤中觀察到抗腫瘤活性的跡象。數據支持將exoSTING推進劃2023年第一季度啟動臨床II期試驗,但2022年8月公司突然公告暫停exoSTING?項目。圖24.exoSTING?的結構(2)裝載核酸exoASO?-STAT6是在外泌體表面裝載了針對STAT6轉錄因子的反義寡核苷酸(ASO),同時在外泌體表面表達高水平的PTGFRN蛋白以促進選擇性靶向M2極化腫瘤相關巨噬細胞的攝取。該產品適應癥為晚期肝細胞癌(HCC)、胃圖25.exoASO?-STAT6的結構(3)裝載小分子將小分子藥物裝載于外泌體有利于提高藥物的穩定性、溶解度、生物利用度、也可以裝載在外泌體表面,但需要篩選一些適合裝載的小分子,方法有共孵育、擠壓、超聲、反復凍融、微流控、供體細胞共培養和再分泌以及下文提到的外泌體偶聯藥物。等分子,表現出優異的效果,為后續新藥的開發奠定了堅實基礎。圖26.牛奶外泌體-阿霉素的內部裝載;(JournalofExtracellularVesicle,2021,10(13):e12163)(4)口服給藥牛奶是外泌體的可擴展來源,含有來自多種細胞來源的豐富外泌體,已經證明牛奶外泌體(MEs)是進化上保守的細胞外囊泡(EV),具有良好的穩定性和低免疫原性,顯示出優異的跨物種耐受性。牛奶外泌體可以在胃中的強酸性條件和腸道中的降解條件下存活,保持結構環系統后發揮作用。牛奶外泌體穿越胃腸道屏障的能的口服給藥工具,已被廣泛接受為運輸多種生物分子和化療藥物的有前途的口服藥物載體。2023年3月11日,天津外泌體科技(TingoExosomesTechnologyCo.,Ltd)開發出mRNA-牛奶外泌體新型口服遞送系統,相關研究成果于發表于《Vaccines》。牛奶外泌體能夠保護mRNA免受消化道酶和pH值變化等因素影響,基于這些特性,天津外泌體科技研發團隊開發出高效mRNA-牛奶外泌體新型口服疫苗,初步實現SARS-CoV-2RBDmRNA的口服遞送。圖27.mRNA-牛奶外泌體新型口服疫苗;(Vaccines2023,11(3),673)外泌體偶聯藥物2021年7月26日,Nature子刊NatureBiomedicalEngineering在線刊發了中科院魏煒教授團隊聯合首都醫團隊共同署名文章,開發出外泌體偶聯VEGF單抗,利用Treg來源的外泌體(rEXS)為載體,通過基質金屬蛋白酶(MMP)敏感肽段(cL)連接VEGF抗體(aV),創建了rEXS-cL-aV體系。當玻璃體腔注射后,利用rEXS向炎癥部位的趨化性,攜帶aV富集于眼底新生血管病灶,隨后利用病灶部位高表達的MMP酶解敏感肽段cL并釋放aV,在小鼠模型中證明其VEGF單抗,具備強大的市場潛力。圖28.外泌體偶聯VEGF單抗;(NatBiomedEng.2021,5(9):968-982)(Exosome-XenobioticConjugation)已經實現Her2抗體負載的外泌體靶向除了偶聯抗體,天津外泌體科技使用小分子青蒿琥酯作為模型藥物,實現了子,實現了毫克級藥物裝載。該公司利用EXC平臺設計并制備了首個EDC(Exosome-DrugConjugation)模板藥物,外泌體表面化學偶聯抗體和小分子,突破ADC藥物載藥率低、安全性有限的瓶頸。圖29.EDC相對ADC的潛在優勢醫療美容與護膚激活細胞再生功能,滲入皮膚后釋放囊泡包裹的營養物質,持續滋養,調整細胞微環境,增強細胞活力,進而促進細胞遷移,促進膠原蛋白及彈性修復損傷、細胞再生,恢復皮膚年輕態,在醫療美容與護膚品領域的應用非常有潛力。韓國ExoCoBio(ASCE+?、EXOMAGE?和CELLTWEET?)、佰傲醫學捍馬醫療(奧本源)、天津外泌體科技(牛奶外泌體原料+Y3)、嬌韻詩(光圖30ExoCoBio外泌體美容護膚品的機制(1)皮膚修復2019年,ExoCoBio在StemCellResearchandTherapy上發表了一篇科學靶點,促進傷口愈合,在世界上屬首次系統化的報道。研究表明,干細胞具有旁分泌的特性,能夠修復損傷組織、促進細胞生長及調節免疫反應,其分泌的外泌體作為細胞分泌的關鍵一環,可以通過大部分毛細血管到達遠處損傷部位,并且可以與現有已知活性藥物進行組合,增強療效,促進炎癥消除和傷口愈合。“ASCEplus-SRLV”是世界首創將源于干細胞培養液的外泌體(ASC-EXOSOME?)成分冷凍干燥制成的產品,以具卓越的“肌膚再生”及“抗的粉末安瓶及液態安瓶,使用時將兩種安瓶混合后使用。ASCEplus外泌體可以減少55%的炎性細胞因子,促進7倍的膠原蛋白合成,以及增加3倍的彈性蛋白合成,達到皮膚修復再生、延緩衰老、改善痘肌、炎癥等作用,從而全方面改善皮膚問題。2021年6月,ExoCoBio公司與biobijou公司合作進入中國市場。圖31.美容產品ASCE+2021年3月,梅奧診所開展了一項《APhaseIOpen-LabelTrialtoDeterminetheSafetyofPEPonaSkinGraftDonorSiteWound》研究,入組了37例受試者,確定一種被稱為PEP(一種源自美國人的聚集的生物制劑在有皮膚移植供體傷口的人中的安全性(NCT04664738)。(2)延緩衰老2019年,美國約翰霍普金斯大學科研團隊研究發現,高度純化的誘導多能干細胞來源的外泌體(iPSCS-EXO)用于培養活性氧(ROS)水平升高的衰老此,來自人類干細胞的外泌體可以緩解干細胞在培養中的老化(StemCells.2019,37(6):779-790.)。2020年7月7日,英國倫敦瑪麗皇后大學AnaO’Loghlen團隊在《CellMetabolism》(IF=21.567)發表了“SmallExtracellularVesiclesHaveGSTActivityandAmeliorateSenescence-RelatedTissueDamage”。研究指出,胞的衰老,揭示了外泌體通過自身GST活性調節GSH/GSSG而影響細胞和器官的ROS積累,從而調控衰老表型。近期,該研究在《NatureReviewsMolecularCellBiology》雜志(IF=55.47)上進行了Highlight推薦(CellMetab.2020,32(1):71-86.)。2022年,ScienceAdvances雜志上發表一篇文章,用來自年輕動物的脂肪間充質干細胞(ADSC)的小細胞外囊泡(sEV)治療老年動物,發現通常隨著衰老而改變的幾個參數有所改善,例如運動協調性、握力、抗疲勞性、毛皮再生、腎功能、虛弱(SciAdv.2022,8(42):eabq2226)。圖32.外泌體的抗皮膚衰老作用(3)敏感肌修復據中山大學附屬第三醫院皮膚科副主任鄭躍介紹,該院皮膚科從2020年10月開始到2021年7月完成了一項臨床試驗,招募了44例不同類型皮膚敏感的患者,用涂抹式的外泌體舒緩修復敏感性皮膚。臨床研究初步顯示,外泌體對皮膚屏障有較好的修復作用,它對敏感性皮膚,特別是有紅斑或者是有紅區炎癥的敏感性皮膚有較好的治療效果,也就是反映了外泌體的抗炎作用。鄭躍表示,臨床試驗結果認為,外泌體作為皮膚修復的手段之一,可以單獨使用或根據皮膚狀態和需求聯合功效性護膚品、玻尿酸、光電等其他醫美手段一同使用。中山大學附屬第三醫院皮膚科主任賴維認為:外泌體免疫原性低,還含有抗炎成分等,除了修復敏感肌,還有抗衰老和皮膚美容的功能,可以滿足敏感肌和衰老肌膚的修復、抗炎、舒緩及皮膚活力再生。在科羅拉多州丹佛市舉行的2022年美國皮膚外科學會(ASDS)上,梅奧診所的SaranyaWyles醫學博士團隊公布一項外泌體美容研究,招募了56名善。特別是40多歲、50多歲和60多歲的患者,在發紅和皮膚老化方面得到了持續改善。(4)美白淡斑嬌韻詩參與的一項發表在Nature子刊上的研究發現:角質細胞釋放的外泌體可以調節黑色素細胞的色素沉著,這種外泌體會攜帶有能力調節色素沉著的微小RNA與黑色素細胞進行交流制外泌體中包含的信息來發揮美白淡斑效果的光滑金虎尾果提取物。目前,光滑金虎尾果提取物已在嬌韻詩護膚品中使用,即嬌韻詩旗下的美白產品光芒小瓷瓶的主打美白成分之一(NatureCommunications.2015,24(6),7506)。法國化妝品原料商Silab與法國國家健康與醫學研究院INSERM合作的研究發現,成纖維細胞外泌體在毛發生長中具有關鍵作用:真皮與毛囊之間的外泌體通訊是毛發生長的一條值得關注的生物學通路,來自成纖維細胞的外泌體能促進Norrin(一種能激活參與毛發生長的β-連環蛋白通路的配體)的分泌。Silab據此推出了一款能夠作用于“真皮和毛囊之間的外泌體通天然生發成分HAIRGENYL?酵母提取物。2022年4月,韓國外泌體生物技術公司ExoCobio推出ASCEplus-HRLV,這是世界上首個基于外泌體的防脫生發產品。圖33.ASCEplus防脫和抗皮膚衰老/抗炎作用;(Cells.2020,9(5):1157.)體外診斷/早期篩查因子、脂類物質等參與細胞間物質運輸和信息傳遞,與多種疾病的發生和發展過程密切相關。特定的蛋白質、核酸、信號分子、脂質等可反映細胞水平的異常,可被用作疾病診斷的無創或微創生物標志物。作為新興體外診斷技術,在腫瘤腫瘤及其他多種慢性疾病的篩查和診斷等領域應用前景巨大。外泌體已成為繼循環腫瘤細胞(CTC)、循環腫瘤DNA(ctDNA)后液體活檢領域研究的熱點。相較于CTC、ctDNA兩種檢測方式,外泌體檢測具有樣本形式豐富、內含物更穩定兩大優勢,更易得到理想的檢測濃度。圖34.外泌體應用于腫瘤早篩的檢測流程(2)中樞神經系統外泌體作為一種由細胞分泌的、能夠通過全身循環和局部擴散作用介導細胞用。外泌體源性miRNA能通過血腦屏障,穩定且不易被降解,敏感性高,有望成為CNS疾病早期診斷指標;但是,需要提高腦脊液或血疾病的發生、發展以及參與疾病的機制等尚需進一步研究。(3)感染疾病外泌體參與細胞間信號傳遞、凝血、炎癥和細胞內穩態等多種生物學過程影響感染性疾病的發生發展。越來越多的研究表明外泌體與感染性疾病的關聯性,外泌體可能被用作感染性疾病的生物標志物,具有預防感染的可能性,毒)及其它感染性疾病診斷標記物,揭示外泌體能夠為感染性疾病的診斷、治療及預防提供新思路。(4)心血管疾病心血管疾病診斷的生物標志物主要是對已知心肌蛋白的靶向分析,肌酸激酶同工酶、肌紅蛋白及肌鈣蛋白等生物標志物目前已廣泛應用于臨床。肌鈣蛋白是急性心肌梗死診斷的金標準,但對其他心血管疾病的診斷缺乏特異性。外泌體的成分和生物學內容物對細胞激活和損傷具有特異性,它們具有作為心血管疾病診斷和預后生物標志物的潛力。由于有些外泌體是在特定的應激條件或損傷條件下形成,因此循環的生物標志物的候選者。近年來研究發現外泌體miRNAs參與心血管疾病的生理和病理機制及外泌體miRNAs的臨床應用已成為心血管疾病診斷研究的前沿和熱點外泌體miRNAs作為急性心肌梗死、慢性心力衰竭和冠狀動脈疾病等心血管疾病新的診斷性生物標志物有很好的研究前景。(5)呼吸系統疾病外泌體miRNA在呼吸系統疾病的疾病miRNA在特發性肺纖維化、慢阻肺、肺結核及哮喘等呼吸系統疾病的發病機制中具有重要意義,且它們具有非免疫原性和快速提取的特點,因此,外泌體miRNA有希望作為肺部疾病的一種新的診斷和治療的生物標志物。3外泌體的生產與質控外泌體行業已經到了大規模產業化的前夕,規?;a和質量控制成為非常重要的一環。生產工藝產量低、回收率或純度低、靶向特異性差,使得外泌體的大規模生產仍是阻礙其發展的主要瓶頸之一。實驗室階段的外泌體生產具有一定的局限性,一些開放性操作拓展至放大生產時會導致一系列挑戰,因此需要一些創新性的技術來銜接,以支持更大規模的生產需求。圖35.外泌體實工業化生產源裝載外泌體還需要經過工程化后再純化,再制備成相應制劑。(1)外泌體的生產來源于干細胞和293細胞等動物細胞外泌體的收獲需要先進行大規模細胞培養,以生產獲得含有外泌體的原料。牛奶外泌體的收獲不需要細胞培養,直接從新鮮牛奶中即可獲取,是一個高效、大量獲取外泌體的來源,最容易產業化。植物外泌體需對植物進行提取獲得外泌體原料。燒瓶、多層細胞工廠等培養系統已經相當成熟,但不足以滿足未來商業化可行性的需要。貼壁細胞培養平臺擴大生產的技術要素主要集中在最大化培養表面積上,Cytiva推薦基于3D微載體貼壁懸浮培養的工藝。微載體(Microcarrier)培養系統是貼壁培養和懸浮培養相結合的一種操作單元,具有比表面積大、允許環境參數監控、方便取樣、易于放大、可在無蛋白水解在線監控問題,又解決了懸浮的均質問題。圖36.干細胞3D微載體培養生產外泌體來自馬薩諸塞大學醫學院的研究人員開發了一種穩健可放大的符合GMPs的賴性細胞培養并結合切向流過濾(TangentialFlowFiltration,TFF),使外泌體的產量提高了140倍,在治療性siRNA轉移至原代神經元的能力上具有在攪拌式生物反應器(SR)中使用微載體懸浮培養,可明顯增加"貼環境時,攪拌和通氣引起的剪切應力可能導致細胞及外泌體表型改有報道稱,在轉速為180rpm生物反應器中培養T淋巴細胞引起IL-2受體下調,細胞擴增減少。剪切應力可誘和細胞外信號相關激酶的機械轉導途徑,導致成骨分化,進而改變外泌體表至關重要。?HEK293細胞外泌體的獲取HEK293細胞是一種懸浮適應細胞,在病毒載體(如LV、AAV)的生產中被尤其適合懸浮適應細胞的外泌體生產,與其他懸浮適應的細?牛奶外泌體的獲取牛奶外泌體需從新鮮牛奶中提取制備,采用超速離心法(UC)或多種化學前處理方法去除乳蛋白,切向流超濾技術(TFF)進一步去除殘留的乳蛋白,實現牛奶外泌體樣品的初純與濃縮。?植物外泌體的獲取植物外泌體與其他外泌體的提取方式類似,可適用如超速離心法、免疫親和捕獲法等傳統分離方法;但由于植物細胞存在細胞壁和機械組織,必要時也可以考慮纖維素酶解等輔助手段。例如漿果類植物,如番茄、荸薺等富含水分,僅需通過傳統的機械粉碎結合已有的外泌體提取技術即可實現對外泌體的有效提取。而對于非漿果類植物,如人參、田七等塊莖類藥用植物,外泌體直接提取較為困難,需采用酶解等樣品前處理手段。(2)外泌體的分離純化外泌體分布在極其復雜的體系中,單一方法很難獲得高純度的外泌體,需要利用外泌體的不同物理化學和生化特性進行多方法的聯合,這使得高產量的外泌體分離純化非常具有挑戰性。對于外泌體的分離純化,可以通過確定的程序,超速離心法、超濾法、免疫親和層析、基于電荷中和的聚合物沉淀法、尺寸排阻色譜、微流體技術、切向流過濾來完成產品的分離純化(Theranostics2020;10(8):3684-3707)。公認的外泌體分離金標準方法。超速離心法需要昂貴的設備和訓練有素的技術人員,特別是對于梯度超速離心。同時,分離的外泌體的結構和生物學功水平蛋白質聚集體和脂蛋白污染不利于外泌體的功能研究和藥物開發超濾和尺寸排阻色譜法可以彌補此類問題。分離細胞外囊泡,并通過大小區分外泌體和核外顆粒體。與超速離心方法相比,大大縮短了處理時間并不需要特殊設備。重要的是,通過輕松調整濾光片大小,超濾允許研究人員對具有定義粒徑的細胞外囊泡(包括特定亞群進行分類。該方法包括串聯配置的微濾器和順序超濾兩種。圖37.A.微濾器;B.順序超濾運行模式包括直流過濾(DFF)或切向流過濾(TFF)。圖38.切向流過濾示意圖DFF對于采用離心式裝置的較小流量(最多30mL)處理過程效果較好,但動式攪拌棒配置(攪拌槽)或通過生成一個受控的層流,在成交叉流。攪拌棒運行可改善超濾效果,但在獲得最佳性能方面仍有局限性。因為攪拌速度和時序水平取決于棒體擺動范圍,而此范圍會隨著擺動半徑的改變而變化。切向流過濾(TFF)是一種應用于生物分子分離和純化的快速有效的方法。該方法可用于各生物領域,例如免疫學、蛋白質化學、分子生物學、生物化學和微生物學。TFF可用于對容量從10mL到數千升的樣品溶液進行濃縮和脫鹽處理。此方法可用于分餾大小不一的生物分子、獲取細胞上清液,以及對發酵培養基和細胞裂解物進行澄清處理。圖39.切向流過濾設備由于效率高、設備成本低、操作快速、便攜性良好、可達到中等純度等優點,超濾越來越受歡迎。但在過濾可能由于堵塞和膜捕獲而造成原料的損失。種細小的多孔材料,如葡聚糖聚合物(Sephadex)、瓊脂糖(Sepharose)、聚丙烯酰胺(Sephacryl或BioGel)等被運用到SEC的優化中。圖40.SEC尺寸排阻色譜法示意圖該方法易于擴展和自動化,用于高通量外泌體制備。但設備成本相對較高,需要額外的外泌體富集方法。高度親水的聚合物與外泌體周圍的水分子相互作用,產生疏水性微環境,導至20000Da的PEG。該法易于使用、設備需求低、樣品量兼容性高、效率高、可分離蛋白質聚集體、其他細胞外囊泡、聚合物污染物的污染物。但所需的處理時間較長,需要復雜的清理步驟,會影響下游分析和定量的結果。免疫親和力捕獲法是識別外泌體特異性標志物的抗體(固定在固體表面上)和外泌體的流體一起孵育富集外泌體,通過額外的洗脫步驟收集外泌體。外泌體標志物如Rab5、CD81、CD63、CD9、CD82、膜聯蛋白和Alix等跨膜蛋白已被廣泛用于商業化選擇性外泌體分離。該方法具有較高的捕獲效率和靈敏度,而且還可容納較大的起始樣品量;此外,該方法可以通過檢測分離的外泌體上的疾病特異性標志物如EpCAM,CD133,EGFR直接轉化為診斷圖41.免疫親和力捕獲法示意圖 外泌體的生物學功能,尋找對外泌體損傷更低的洗脫液,另外該法產量較低、抗體基成本較高的問題,化學抗體或許是下一步的改進方向。?微流體技術含外泌體的流體添加到介質中后,根據細胞外囊泡的物理和生化特性,分離外泌體,可以從少量體液中快速分離外泌體,并進行實時外泌體表征分析以進行原位診斷。該方法高效方便,但只適合小樣本分離。質量控制作為新型生物制品,目前沒有專門針對外泌體質量控制的法規和指導原則。但外泌體是細胞產物,其質量控制與指導原則可參照細胞產品相關原則。針對細胞治療和細胞相關產品,FDA于2016年發布了“ContentandReviewofChemistry,Manufacturing,andControl(CMC)InformationforHumanSomaticCellTherapyInvestigationalNewDrugApplications(INDs)”,該指導原則就細胞庫、生產過程中添加的各物料等在生物安全性、產品質量穩定性進行詳細指導。價技術指導原則》及相關問題解讀,該指導原則對細胞治療及其相應產品在使用血清及其它物料、細胞庫等存在風險進行評估指導。外泌體作為細胞代謝過程中的產物,產品的質量與宿主細胞的質量息息相關,諸多文獻對外泌體GMP級生產流程進行優化和質量監控,主要包括上游細胞安全生產檢測和下游外泌體生產檢測。圖42.GMP生產外泌體流程及質量監控圖(1)細胞安全生產療產品生產質量管理指南(試行)》,指導藥品上市許可持有人規胞治療產品的生產和質量管理,保證產品質量,同時,這也為細胞治療藥物研發企業提供了更清晰的研發、生產和發展路徑。細胞制備應滿足《中華人民共和國藥典》、《藥品生產質量管理規范》、《藥品注冊管理辦法》、《藥品生產監督管理辦法》、《藥品生產質量管理規范》及其附錄、《藥品注冊辦法》、《藥品說明書和標簽管理規定》、《藥品生產企業現場檢查風險評定原則》、《醫療廢物管理條例》、《病原微生物實驗室生物安全管理條例》。對細胞安全生產的基本要求:有細胞采集、加工、檢定、保存和臨床應用全過程的標準操作程序(SOP)和完整的質量管理記錄;整個過程必須遵循細胞產品質量控制標準(QC),并擁有與其配套的檢測設備和檢測方法;細胞庫的細胞必須保證可溯源;按照批準的細胞產品質量控制標準對每批次細胞產品進行嚴格檢測,包括細菌、真菌、支原體和內毒素。(2)外泌體生產檢測外泌體生產純化過程中涉及到的關鍵設備、儀器、耗材及試劑,包括超速離期檢查耗材的儲存及有效期是否符合要求,保證所用原料、試劑與耗材的安全有效;最終產品質量嚴格遵循《細胞治療產品研究與評價技術指導原則》對其進行相應檢測。圖43.外泌體質量控制項目目前亟需對不同分離方法在外泌體回收效率、純度、蛋白標志物、裝載藥物量等方面進行評價,制定統一的流程和標準??茖W家使用NanoFCM對不同樣品外泌體用不同純化方法純化進行了研究,NanoFCM可在單顆粒水平對外泌體的顆粒濃度、大小、純度、蛋白等進行表征,研究純化方法對外泌體的影響,優化外泌體的純化過程,有望為建立標準有效的外泌體分離和質控方法提供表征手段。4外泌體產業鏈分析外泌體產業處于起步階段,尚未形成完善的產業鏈格局。產業鏈上游為原材料、設備、服務供應商;中游為外泌體治療藥物、醫美產品、診斷試劑供應商;下游為流通和應用終端。圖44.外泌體行業產業鏈分布產業鏈上游造設備、試劑、耗材,以及提供外泌體CRO與CDMO服務的相關企業;3)外泌體檢測檢測領域的上游供應商還包括提供抗原、抗體等試劑原料及設備部件的相關企業。目前國內主要制造設備、試劑和耗材仍以進口為主,跨國企業仍處于壟斷地體科技(牛奶外泌體、干細胞外泌體、293細胞外泌體)、思珞賽等企業為代表;外泌體CRO服務主要以恩澤康泰生物等為代表。產業鏈中游產業鏈中游為利用上游供應商提供的原材料、設備、耗材、試劑進行外泌體相關治療、美容、診斷等產品的研發、生產、銷售。目前外泌體領域處于起國內以佰傲醫學、天津外泌體科技等公司為代表。新藥研發、診斷試劑均處于臨床研究和臨床前研究階段,國外以ExoFlo、Codiak、Aegle、Exopharm、OBCTCD24、ILIAS、Evox、Exosome等為代表;國內以唯思爾康、紐蘭生物、匯芯生物、安齡生物、億微生物等為代表。產業鏈下游產業鏈下游為流通與終端機構。終端主要包括治療藥物面向的醫療機構、醫美產品面向的醫美機構、診斷產品面向的三方醫檢機構和醫療機構,以及護5產業驅動因素與挑戰產業驅動因素(1)基礎研究突破出,全球外泌體研發持續升溫,有關外泌體載藥、外泌體療法、診斷和早篩等方向的研究成果陸續發表在Science、Nature等各大頂級期刊上,論文發為外泌體的應用與產業化探索奠定了堅實的基礎。圖45.外泌體學術研究成果發表情況(2)跨國藥企布局大型跨國藥企產業化合作的態勢逐漸明朗。以禮來、武田、爵士制藥為代表的大型跨國藥企已經分別與擁有外泌體創新技術平藥申請以及商業化推廣。禮來制藥:2020年6月9日,禮來公司與Ev協議,利用其技術平臺開發遞送RNA干擾藥物和反義寡核苷酸藥物(ASO)的工程化外泌體,治療中樞神經系統疾病。利用外泌體遞送蛋白質及mRNA核酸藥物,治療包括C型尼曼-皮克病在內(3)應用價值驅動蛋白、核酸等活性物質的納米遞送系統,還可以被用于診斷和早篩的無創或微創生物標志物,應用前景非常廣闊。開啟了納米醫學產業、細胞與基因治療產業、醫美與護膚產業和體外診斷產業的新篇章。(4)政策驅動強化上市后監管,建設藥品監管科學研究基地,建設抗體藥物、融合蛋白藥物、生物仿制藥、干細胞和細胞免疫治療產品、基因治療產品、外泌體治療產品、中藥等質量及安全性評價技術平臺。(5)商業化驅動隨著細胞與基因治療產業的不斷發展和成熟,外泌體產業的上游商業化技術不斷完善,為外泌體產業奠定了商業化基礎。圖46.微載體大規模細胞培養生物反應器外泌體領域率先在醫美和護膚品方面獲得突破,產品全球銷售,打開了產業化的大門;多種外泌體藥物和外泌體診斷試劑也處于人體臨床試驗階段,最快已處于III期臨床,在安全性和有效性方面獲得了一致認可。問題與挑戰2023年,張琪、于湄、劉磊、田衛東等在《中國組織工程研究題和挑戰(中國組織工程研究,2023,27(19):3052-3060)。(1)親本細胞選擇與培養目前,對于外泌體生產的最佳技術暫時還未達成共識。親本細胞的選擇構成了外泌體生產的首要關鍵步驟,不同的細胞生產的外泌體生物學特性有差異,研發人員需要根據外泌體的活性和組織歸巢特性以及潛在的免疫原性和致癌性來選擇親本細胞。培養過程中的微小變化可能會改變外泌體的生物學特性。即使來源于相同的親本細胞,由于培養條件的變化,比如親本細胞的代數、培養方式、培養基等變化,最后得到的外泌體也有可能不同,這也是外泌體生產過程需要考慮的關鍵問題。從生產過程安全性的角度來看,最好使用封閉式系統,但這比開放式系統更難監控。牛奶來源的外泌體是獲得大量生物相容性外泌體的有效替代來源,從復合牛奶中大規模獲取外泌體更加適合工業化生產。(2)分離純化工藝外泌體的分離純化也是一個不容忽視的關鍵程序。不同的分離提純方法得到的外泌體產量差距懸殊,外泌體亞群也有所不同,這為質量控制帶來了挑戰。目前亟需對不同分離純化方法在外泌體回收效率、純度、蛋白標志物、裝載藥物量等方面進行評價,制定統一的流程和標準。(3)成分表征外泌體的表征集中在測量顆粒大小和數量,以及檢測特定的表面蛋白和貨物。透射電子顯微鏡成像是表征外泌體結構和大小的標準方法。此外,掃描電子顯微鏡和動態光散射可以對外泌體進行表征。合格的體外表征與量化可以預測

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論