细胞外微泡——疾病治疗研发新前沿

Johnny · 发表于 2019-3-22 11:04:50

细胞外微泡——疾病治疗研发新前沿

身体自身的细胞释放三种主要的细胞外囊泡（EV）：外泌体、凋亡小体和微泡（MV）。可以通过它们的触发机制和生理特性来区分。外泌体（约30-150 nm）由细胞内体系统内存在的多泡体的释放；当细胞骨架在细胞凋亡开始时破裂，通过细胞碎裂产生凋亡小体（约100 nm-5 μm）。MVs（约50 nm-1 μm）是异质亚细胞结构，通过激动剂激活、剪切或物理应激后细胞膜的出芽产生。MV表达亲本细胞膜标记并含有细胞内信息，但在大小和产生它们的机制方面不同于外泌体。通过使细胞经受物理或生物化学触发机制，可以在体外刺激MV释放，并且可以使用不断发展的分析技术来表征它们的物理和功能特性。目前关于使用EV作为药物递送载体的研究主要集中在外泌体和MV上。关于外泌体的潜在临床应用已经发表大量重要文献，但关于MV的较少。MV正在成为一种有前途的亚细胞治疗平台，适合大规模生产和临床应用，MV通过各种机制实现广泛的内在功能，例如细胞间通信、组织修复和免疫监视。它们用于细胞内运输以运输生物活性分子（例如，蛋白质、脂质和核酸）的能力影响受体和供体细胞的各种病理生理功能。MV由于其复杂性而发挥多种生理作用，在设计基于MV的治疗载体时，必须考虑它们的内在功能。

基本上所有身体细胞释放的微泡（MV）均可用作智能靶向治疗药物递送系统。
相对于药物和游离或负载的合成纳米载体，MVs的关键优势包括缺乏免疫原性、克服天然屏障的能力和固有的细胞靶向性质。与全细胞相比，MVs具有更好的体内稳定性，并且更易于加工和修改以用于特定应用。
生物技术和细胞治疗行业正在开发用于组织工程和再生医学的各种治疗应用的幼稚（未修饰）和载药MVs。
临床使用MVs替代细胞可能会影响整个生物技术和细胞治疗行业，以获得更好的治疗效果。
生物技术行业扎实的生产经验和各行业供应商的专业知识将是支持MVs成功获取和转化应用的关键。

微泡（MV）是存在于所有体液中的亚细胞生理载体，其介导生物系统内细胞间信息的转移并促进健康状况。MVs具有脂质双层膜，其装饰有多个配体，可与靶细胞上的受体相互作用，使其成为靶向递送的有希望的候选物。生物技术和细胞治疗行业正在开发基于MVs的制剂，使用这种亚细胞治疗机制（在初始或改良状态下）用于再生医学，作为完整细胞疗法的替代物，以及作为智能靶向药物递送载体。然而，在MVs扩大开发、临床转化和常规治疗应用之前，必须克服重大的生产挑战。生物技术行业开发的独特专业知识将有助于市场基于MVs的疗法。近期Trends in Biotechnology上的一篇综述总结了生物技术和细胞治疗行业MVs作为固有治疗剂或药物递送系统的应用。讨论了成功转化应用的制造、开发、表征和监管等方面的挑战。

图1. 细胞外囊泡（EVs）[包括微泡（MVs）]在体液中的生物学和生理功能及其对健康和疾病平衡的影响。

图2. 根据GMP兼容和可扩展程序生产基于微泡（MV）的治疗剂的临床制造方法示意图，以确保质量、安全性和一致性。

图3. 从体外扩增细胞或收集的血细胞产生微泡（MV）的药物加载方法（内源性和外源性）用于多种治疗应用。

图4. 微泡（MV）的功能化方法，以增强其细胞内靶向和长效作用。（A）基于融合脂质体的细胞工程方法，用于加载具有各种功能配体和治疗分子的MV。（B）用于生成目标MV的各种功能化策略和工程方法。

图5. 工业微泡（MV）项目开发流程（浅蓝色背景）。在对MV生产过程进行中试规模设计和研发规模验证后，MV生产商聘请合同制造组织（CMO），在主管国家监管机构管理局（NRA）的监督下，以研究性新药状态（IND）或同等药物的形式生产用于临床试验的MV。一旦临床数据显示有效，MV生产商就聘请了一家专门从事生物技术行业的工程公司，该公司严格遵守MV生产商的用户需求规范，可以继续进行设施的概念、基本和详细设计阶段，并选择合适的设备。接下来，设施的建造和设备的制造都要经过资格认证阶段：设计资格（DQ）、安装资格（IQ）、工厂验收测试（FAT）、现场验收测试（SAT）、操作资格（OQ）、性能认证（PQ）、以及符合预先确定的质量规格的连续MV验证批次的生产。在提交和批准所有必需的验证和临床文档后，制造站点获得许可，MV产品获得相关NRA的上市许可。MV生产商在GMP要求下运营该设施，并对原材料供应商（例如，生长培养基、胎牛血清、缓冲组分）和制造过程中使用的赋形剂进行质量审核。该设施在GMP下运营，并定期进行NRA检查，以维持生产现场许可和MV上市许可。MV产品受药物警戒监测，特别是监测不良反应。QRM，质量风险管理。

目前，国内外已有很多公司在开发外泌体/微泡的治疗应用，如Capricor Therapeutics、Puretech（与罗氏合作）、Reneuron、Codiak Biosciences（与Jazz合作）、Evox Therapeutics、Stem Cell Medicine、Aruna Biomedical、ExananoRNA等。近期，小编了解到诺和诺德中国正在招聘外泌体方面研发人员，推断这位MNC也在做外泌体治疗应用研发。

参考文献：

Agrahari V, Agrahari V, Burnouf PA, Chew CH, Burnouf T5. Extracellular Microvesicles as New Industrial Therapeutic Frontiers.Trends Biotechnol. 2019 Jan 8. pii: S0167-7799(18)30335-4. doi: 10.1016/j.tibtech.2018.11.012. [Epub ahead of print]

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