外泌体行业的机遇与挑战
外泌体是经由多泡体与质膜融合以后释放到细胞外的，直径介于50-150nm之间的膜性囊泡状小体。外泌体内部含有多种生物学大分子，包括蛋白质、核酸和磷脂等。外泌体具有丰富的生物学功能，可作为细胞间物质和信号通讯的重要途径。
2013年诺贝尔生理学或医学奖被授予发现囊泡转运机制的詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·聚德霍夫3位科学家。近十年，作为细胞外囊泡（EV）主要组成部分的外泌体更是备受关注，多个囊泡相关新杂志的成立见证了外泌体研究的速度迅猛发展。
图1.外泌体相关文章发表趋势与主要事件
近年来外泌体领域的初创企业数量和规模不断增长。自全球爆发的COVID-19疫情以来，因外泌体可以有效地用于冠状病毒疫苗和治疗，将外泌体的研究和临床转化推向高潮。目前，全球共有近50家开展外泌体相关研究的企业。外泌体/EV药物研发吸引了大量的科研投入以及资本的关注，多个制药巨头开展了10亿美金级别的外泌体合作项目。根据全球市场研究公司Data Bridge Market Research的数据，2018年全球外泌体市场达到65亿美元。该市场预计将以21.9%的复合年增长率增长，到2026年将增长到310亿美元，市场空间极具发展潜力。
表1. 研发中的外泌体/EV生物标志物
（EGFR：表皮生长因子受体；EV：细胞外囊泡；IVD：体外诊断；LB：液体活检；RUO：仅供研究使用。）
在全球外泌体相关研究的企业中，近1/3布局外泌体诊断业务，超过2/3布局外泌体治疗领域。外泌体/EV的临床应用研究是从MSC来源外泌体在心血管疾病和癌症中的治疗作用开始的，取得了比亲本MSCs或其他分泌成分更好的效果。干细胞来源外泌体作为无细胞疗法，可避免干细胞治疗带来的致癌风险和伦理学问题，具有较好的临床应用前景。目前已有多家外泌体/EV治疗产品处于临床试验阶段，最快的外泌体/EV临床研究到三期。
表2 研发中的外泌体/EV临床研究
（EV, extracellular vesicle，细胞外囊泡; MSC, mesenchymal stem cell，间充质干细胞。摘自ClinicalTrials.gov）
越来越多的企业正在开发外泌体治疗或诊断方法，积极开展“天然”和“工程化”外泌体产品的临床研究，许多细胞企业也在向外泌体领域拓展。据统计，全球目前共有近50家开展外泌体相关研究的企业。其中，近1/3专注于外泌体诊断相关业务，超过2/3主要开展外泌体药物相关的研究。而在药物研究中，企业主要集中布局在肿瘤（30%）、脑部疾病（16%）、肺部疾病（7%）、皮肤病（5%）、疫苗开发（13%）、医美修护（8%）、肝脏疾病（5%）、肾部疾病（3%）以及基因治疗/罕见病（13%）等9类适应证及应用场景。
1、Adipomics总部位于美国马萨诸塞州波士顿，是从美国儿童国立医院独立出来的公司。公司专注于早发性心血管疾病和2型糖尿病的治疗。公司宣称，他们研发一种利用脂肪细胞外泌体治疗早发性心血管疾病和2型糖尿病的方法。
2、Aegle Therapeutics总部位于美国佛罗里达州迈阿密，使用外泌体和异体骨髓间充质干细胞外囊泡来治疗皮肤疾病。公司关注于烧伤、大疱性表皮松懈和疤痕预防。FDA 已经批准了公司的第一个IND申请，开始在烧伤患者身上进行临床试验。公司在 2020 年初筹集了400万美元，专门用于大疱性表皮松懈症的临床试验。
图2 Aegle Therapeutics管线
3、Aruna Bio总部位于美国北卡罗莱纳。公司正在开发利用外泌体能通过血脑屏障来输送药物用于治疗神经退行性疾病。Aruna 已经开发了一种可伸缩、连续的神经元细胞产生外泌体的生产系统。2019 年 7 月，该公司宣布完成 1300 万美元的融资，将用于支持神经外泌体递送平台的持续开发和新型神经外泌体疗法的推进，治疗神经退行性疾病，如肌萎缩性侧索硬化症和亨廷顿病，以及中风。
4、Capricor Therapeutics公司简介：Capricor Therapeutics，纳斯达克上市公司，总部位于美国加州洛杉矶。公司正在开发基于外泌体的药物传递平台，用于治疗心肌梗死。2016 年获得来自美国国立卫生研究院（NIH）420 万美元的研究经费，用于开发治疗发育不全的左心综合征的 CAP-2003（心球样细胞团来源的细胞外泌体）
5、Carmine Therapeutics 总部位于美国马萨诸塞州剑桥。2019 年，由艺斯高创投科技、Harvey Lodish 教授和 黎月明教授和史家海教授成立。Carmine开发使用红细胞外囊泡来递送RNA的治疗方法。红细胞外囊泡缺乏核酸，更加适合递送核酸药物。Carmine 生产红细胞外囊泡的原材料主要是O型血捐献者的血液。因此，他们能够获得足够的血液样本，不需要体外培养，解决了外泌体大规模生产的难题，成本可控。2020年7月，Carmine与日本武田制药签署了研究合作协议，开发两种罕见疾病的非病毒基因疗法。Carmine 有资格获得超过 9 亿美元的里程碑付款。
6、Codiak Biosciences 总部位于美国波士顿，是最早成立的外泌体治疗类公司。2016年成立，A和B 轮融资筹集超过8000万美元。2017年11月，Codiak BioSciences增加了7650万美元的C轮融资，资金充足。公司已经开发了EngEx平台，平台允许将特定的蛋白粘附在外泌体的腔体或表面。Codiak开发了一种技术，可让纯化的外泌体递送小分子或核酸，已实现规模化生产用于治疗的外泌体。2019年1月，总部位于都柏林的生物制药公司Jazz Pharmaceuticals和Codiak BioSciences 宣布价值10亿美元的战略合作，共同研究、开发和商业化工程外泌体，为难以治疗的癌症创建外泌体疗法。Codiak 授予 Jazz 独家许可，用于开发、制造和商业化针对5个靶点的候选外泌体治疗方案。这 5个靶点将使用 Codiak 的 EngEx™外泌体治疗平台进行开发，主要针对已在血液系统恶性肿瘤和实体瘤中得到充分验证、并且是目前不可成药的致癌基因，包括 NRAS和 STAT3。
图3 Codiak Biosciences管线
7、Direct Biologics 位于美国圣路易斯密苏里州，生产cGMP级别外泌体。其中 ExoFlo外泌体是从捐赠的人类间充质干细胞中获得而来，并使用专有工艺进行纯化。公司强调了一系列在外泌体中富集的生长因子。
8、Evox Therapeutics 总部位于英国牛津。公司拥有广泛的早期、临床前、管道靶向性溶酶体贮存疾病、神经肌肉疾病和代谢性疾病。2017年12月，Evox公司宣布已与勃林格殷格翰进行合作，研究外泌体介导与勃林格殷格翰关注的特定疾病领域的靶点具有高度医学相关性的RNAs递送。2018年9月，Evox Therapeutics 筹集了3550万英镑B 轮融资，由Redmile Group领投。2018年11月，Evox Therapeutics宣布从 Duchenne UK 获得65.5万英镑的资助，用于支持对公司外泌体治疗平台的探索，以在杜氏肌营养不良症的临床前模型中递送全长抗肌萎缩蛋白或其较短变体。2019年3 月，Evox Therapeutics从InnovateUK获得150万英镑的资助，用于支持公司与伦敦大学学院的合作，进行基于外泌体的治疗精氨酸琥珀酸尿症的临床前开发。
图4 Evox Therapeutics管线
9、ExoCoBio 总部位于韩国首尔。2017年1月成立，专注于干细胞外泌体研究，开发被称为 CellTweetTM 的药妆品。公司已经开发了外泌体化妆品（如Exomage）。还研发了基于外泌体的免疫肿瘤学产品。ExoCoBio在A轮融资募集总额达到1,100万美元。2018年9月，公司完成了2670万美元的B轮融资，用于建立符合 GMP 的外泌体生产设施，生产外泌体药物，为化妆品行业的商业化提供额外的商业机会。
10、Exopharm 澳大利亚公司，正在寻求开发和商业化外泌体作为治疗药物。公司已经建立了生产技术，并对两种外泌体产品进行了临床试验。Plexaris™和 Cevaris™产品中的外泌体分别从血小板和成体干细胞中纯化获得。Plexaris 可在临床上用来进行自体治疗伤口愈合的临床试验。
11、Kimera Labs 总部位于美国佛罗里达州。公司关注从间充质干细胞外泌体用于皮肤病学和肿瘤学，其中研发项目也包括化妆品。间充质干细胞外泌体中富集的生长因子已被证实提供了有益的作用。
12、Organicell 总部位于佛罗里达迈阿密。公司拥有用于治疗外泌体的cGMP分离工艺。Organicell利用外泌体治疗两名 Covid-19 患者，并计划对包括肌肉骨骼、肺、心脏、自身免疫和泌尿学在内的广泛适应症进行临床试验。
13、Vitti Labs 是密苏里州 Liberty 一家经 cGMP 认证、AATB 认可的细胞和组织银行。他们从脐带和胎盘中获取生物材料，利用脐带和胎盘来源的间充质干细胞和外泌体来治疗这些疾病。
尽管外泌体/EV用于疾病的诊断和治疗有很大前景，但机遇与挑战并存。外泌体内含物种类丰富，异质性较高，没有纯化表征的标准，没有可参考的工艺，没有规模生产的经验。主要技术难点是规模化生产和质控标准。目前EV的分离通常依赖于超速离心等低通量技术，扩大细胞培养以生产足够的EV用于临床应用也面临技术挑战。从分离方法到适用于临床的EV制剂生物表征的标准化是其中一个技术挑战。EV制备中的功能活性鉴定是尤其必要的。关于EV作为药物递送系统的应用，应该探讨的一个问题是，装载外源性货物是否会与内源性货物相互作用，以及是否会产生脱靶效应。确定治疗性EV、特别是干细胞来源的EV的有效剂量及作用机制，仍然是一个挑战。目前国内外尚没有相关药物被批准上市，转化之路还有一段路要走。
参考资料：
1. Cheng L, Hill AF. Therapeutically harnessing extracellular vesicles. Nat Rev Drug Discov. 2022 May; 21(5):379-399.
最后编辑于 2022-10-11 · 浏览 3822
