
引言
近年来,干细胞外泌体雾化成为了肺损伤修复的新研究策略。例如,在2020年我国就已经有间充质干细胞外泌体雾化治疗新冠的研究项目登记注册。这几年,基于干细胞外泌体雾化修复肺损伤的临床成果相继发表,这一创新方案受到了更为广泛的关注。今天,我们通过文献盘点,为大家科普干细胞外泌体雾化的优势,以及干细胞外泌体修复肺损伤的临床进展。
研究发现:雾化吸入的给药方式具有靶向性强、操作简单、副作用少等优点。雾化吸入的干细胞外泌体能够迅速被肺部细胞吸收,从而快速发挥其抗炎和修复作用。目前,干细胞外泌体雾化已经在多种肺部疾病的治疗研究中被应用,并展现出了积极的结果。
呼吸系统疾病是全球首要死亡原因之一。据估计,呼吸系统疾病是累积的第三大死因,2019 年全球约有 400 万人死于呼吸系统疾病【1】。
如慢性阻塞性肺疾病(COPD)、哮喘、肺纤维化等,一直是全球公共卫生领域的重大挑战。这些疾病不仅严重影响患者的生活质量,还带来了巨大的医疗负担。
近年来,干细胞及外泌体已被证明对各种呼吸系统疾病是安全有效的,例如慢性阻塞性肺病 (COPD)、急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 和肺纤维化 (PF)【2】。
由于干细胞直接给药可能会存在干细胞给药后的存活率低、干细胞大小可能会阻塞一些小直径肺血管、以及干细胞培养和储存干细胞条件苛刻等局限性【3】,科学家们将焦点放到了干细胞外泌体雾化吸入上。
干细胞外泌体
干细胞外泌体是干细胞胞内体内陷与细胞膜结合释放的小囊泡,直径在30-150nm,含有丰富的生物活性物质,如蛋白、脂质和核酸等成分。通过直接与靶细胞融合或间接递送的方式,调控靶细胞的增殖、迁移、凋亡。
干细胞外泌体具有高安全性、高活性、可以长期低温保存,使用便捷等优势。大量研究发现MSC衍生的外泌体含有生物活性物质,如mRNA、miRNA和蛋白质,这些物质已被证明能有效减少炎症并调节气道重塑,降低不同程度肺炎患者的C反应蛋白(CRP)水平。
干细胞外泌体雾化修复肺部损伤的原理
01
外泌体雾化吸入法
干细胞外泌体雾化将干细胞外泌体雾化因子药液撞击成微小的雾滴或微粒均匀弥散在气体中,通过呼吸直接运送到呼吸道和肺泡部位,发挥组织修复、免疫平衡、抗炎消肿、排毒止痰等作用与功效,快速并持续改善人体呼吸系统功能。外泌体吸入肺部后,大部分外泌体会在几个小时内起到抗炎作用,少部分外泌体会进入血液循环或淋巴系统,从而产生其他功能,促进损坏组织的修复与再生,这一过程不会诱发急性过敏反应或继发性过敏反应。
与口服,肌肉注射和静脉给药方式相比,雾化吸入疗法因药物直接作用于呼吸道和肺脏靶器官,具有起效迅速,局部药物浓度高,疗效佳,全身反应少和不需要患者刻意配合等优势,被国内外广泛应用于治疗呼吸系统相关疾病。
02
外泌体雾化修复肺部的机理作用
干细胞外泌体雾化因子为呼吸系统疾病如哮喘、鼻炎、肺炎、肺纤维化、上呼吸道感染、急性呼吸窘迫综合征等提供一种更加安全、有效、使用方便的细胞调理方式。
☑️抗炎作用
通过降低炎症细胞因子以及增加抗炎因子的水平来减轻炎症反应。
☑️抗凋亡作用
减少肺和远端器官的凋亡细胞。
☑️抗菌作用
通过刺激宿主免疫细胞和抗菌肽的产生,刺激吞噬细胞的吞噬作用,减少继发细菌感染的危险。
☑️恢复作用
恢复肺泡上皮和血管内皮细胞的完整性,减少及恢复病毒引起的肺功能障碍。
☑️清除作用
加快肺泡内液体的清除和肺功能恢复。
☑️保护作用
保护肺脏器官功能免受过度免疫及炎症因子释放带来的损伤。
干细胞外泌体已被证明在以下几种呼吸系统疾病存在治疗作用:
干细胞外泌体雾化修复肺损伤的临床研究
临床研究案例一
2022年,《Stem Cell Reviews and Reports》杂志(2022年影响因子6.692)发表了一项来自江苏省无锡第五人民医院的临床研究,研究人员对7例新冠肺炎患者(2名重症、5名轻症)进行了脐带间充质干细胞(MSCs)外泌体雾化治疗试验。
结果表明:干细胞来源的外泌体雾化治疗新冠肺炎安全可行,同时MSC外泌体雾化治疗可以促进肺部病变的吸收,并缩短轻度新冠肺炎患者的住院时间。除此之外,在感染早期对MSC衍生的外泌体进行雾化治疗可能对患者更有利。
临床研究案例二
2021年8月,呼吸与危重症医学科主任、上海市呼吸传染病应急防控与诊治重点实验室主任瞿介明教授团队首次验证经雾化吸入异体人源间充质基质细胞外囊泡(MSC-EVs)在临床应用中的可行性及安全性,相关研究成果刊发在国际顶级权威杂志Journal of Extracellular Vesicles(IF:25.841)上。
结果均证实了雾化吸入MSC-EVs优越性能,本研究观测到的有效性及可行性,为推进雾化MSC-EVs在难治性肺部疾病中的临床转化应用提供了有力的证据。
临床研究案例三
2021年,发表在《Stem Cells and Development》上的一文指出,间充质干细胞来源外泌体在治疗重症新冠肺炎患者成效显著,康复率高达71%。外泌体具有安全性、恢复氧合、下调细胞炎症因子和重建免疫系统功能等优点,是一种很有前途的新冠肺炎治疗候选药物。
综上所述,雾化干细胞外泌体作为一种新的给药方式,具有更多的优势。雾化干细胞外泌体能够实现局部给药、提高生物利用度、便捷性高以及安全性较高等特点,更适合于肺细胞的修复。随着技术的进一步发展,相信干细胞外泌体雾化将在未来的疾病治疗中发挥越来越重要的作用。
干细胞外泌体雾化疗法优势及对应症状
随着医学技术的进步,干细胞外泌体雾化技术逐渐成为最有效的给药方式,雾化可以让药物直接作用于呼吸道,使得局部药物浓度很高,直接作用于患处起效快、使用方便。
优势一:直达患处
雾化吸入的方式可以使干细胞外泌体活化因子直接到达呼吸道和肺部,作用更为有效。
优势二:使用剂量小
每次用量仅相当于传统回输的几十分之一,经济高效。
优势三:方便快捷
无创,使用场景广泛,操作过程五到十分钟。
优势四:疗效显著
局部使用能避免全身使用经肝脏“首过效应”。阳过后修复鼻腔、口腔、咽喉、肺部、杀灭病毒效果显著。
优势五:活性稳定
能够保持良好的干细胞因子生物稳定性。
干细胞外泌体雾化优势与适用人群
1、雾化疗法优势
☑️有效 干细胞外泌体是干细胞治疗在体内发挥作用的重要途径之一,可以部分取代干细胞治疗技术。
☑️方便 雾化给药代替了原有细胞治疗的静脉给药,可以在家庭、工作场所等院外环境使用。
☑️安全 采用过滤除菌等手段,减少了细胞制剂污染的可能性,降低了人体副反应。
2、雾化液适用人群
肺功能衰退人群、受(过敏性)鼻炎、咽炎、气管炎等炎症困扰的人群、呼吸道敏感人群,常有干咳、气喘、多痰、声音嘶哑、呼吸不畅等症状、长期处于空气污染环境人群、长期吸烟或处于二手烟环境人群。
参考文献:
1.Ritchie, H.; Roser, M. Causes of Death. Available online: https://ourworldindata.org/causes-of-death (accessed on 20 April 2022).
2. Geiger, S.; Hirsch, D.; Hermann, F.G. Cell therapy for lung disease. Eur. Respir. Rev. 2017, 26, 170044.
3. Azhdari, M.H.; Goodarzi, N.; Doroudian, M.; MacLoughlin, R. Molecular Insight into the Therapeutic Effects of Stem Cell-Derived Exosomes in Respiratory Diseases and the Potential for Pulmonary Delivery. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 6273.
4. Zheng, Y.; Liu, J.; Chen, P.; Lin, L.; Luo, Y.; Ma, X.; Lin, J.; Shen, Y.; Zhang, L. Exosomal miR-22-3p from human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells protects against lipopolysaccharid-induced acute lung injury. Life Sci. 2021, 269, 119004.
5. Cassady, S.J.; Lasso-Pirot, A.; Deepak, J. Phenotypes of Bronchopulmonary Dysplasia in Adults. Chest 2020, 158, 2074–2081.
6. Bancalari, E.; Jain, D. Bronchopulmonary Dysplasia: 50 Years after the Original Description. Neonatology 2019, 115, 384–391.
7. Thompson, A.A.R.; Lawrie, A. Targeting Vascular Remodeling to Treat Pulmonary Arterial Hypertension. Trends Mol. Med. 2017, 23, 31–45.
8. Zhang, E.; Geng, X.; Shan, S.; Li, P.; Li, S.; Li, W.; Yu, M.; Peng, C.; Wang, S.; Shao, H.; et al. Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells reverse epithelial-mesenchymal transition potentially via attenuating Wnt/beta-catenin signaling to alleviate silica-induced pulmonary fibrosis. Toxicol. Mech. Methods 2021, 31, 655–666.
9.Papi, A.; Brightling, C.; Pedersen, S.E.; Reddel, H.K. Asthma. Lancet 2018, 391, 783–800. ain, K.K. An Overview of Drug Delivery Systems. Methods Mol. Biol. 2020, 2059, 1–54.
10. Ruge, C.A.; Kirch, J.; Lehr, C.M. Pulmonary drug delivery: From generating aerosols to overcoming biological barriers—Therapeutic possibilities and technological challenges. Lancet Respir. Med. 2013, 1, 402–413. [Google Scholar] [CrossRef]
11. Ali, M. CHAPTER 9—Pulmonary Drug Delivery. In Handbook of Non-Invasive Drug Delivery Systems; Kulkarni, V.S., Ed.; William Andrew Publishing: Boston, MA, USA, 2010; pp. 209–246.
12.O’Byrne, P.; Fabbri, L.M.; Pavord, I.D.; Papi, A.; Petruzzelli, S.; Lange, P. Asthma progression and mortality: The role of inhaled corticosteroids. Eur. Respir. J. 2019, 54, 1900491.

免责申明:本公众号所发布的图片及内容,部分来源于国内外知名杂志及互联网,转载或引用仅为传播更多信息为目的,如内容涉及版权等问题,请联系我们删除,我们会在工作日及时更改或删除相关文章。

