皮桐昊，劉瑞琦，賈佳佳，王東凱

（沈陽(yáng)藥科大學(xué) 藥學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110016）

藥物在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程極其復(fù)雜，多數(shù)藥物載體會(huì)在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中由于生物不相容性而導(dǎo)致藥物的生物利用度降低。并且在現(xiàn)階段的藥物治療中，多數(shù)藥物均需要載體進(jìn)行遞送以發(fā)揮良好的治療效果，而傳統(tǒng)的藥物遞送載體均以外源性載體為主，雖然現(xiàn)階段的納米級(jí)的藥物載體在一定程度上優(yōu)于傳統(tǒng)的藥物遞送載體，但將其投入臨床應(yīng)用和其在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程仍然面臨著兩大問題：①安全性——納米載體材料的毒性；②在體內(nèi)是否會(huì)造成異質(zhì)性——被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（reticuloendothelial system,RES）或單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（mononuclear phagocyte system,MPS）識(shí)別捕獲而被快速清除[1]。盡管現(xiàn)階段可通過聚乙二醇（PEG）對(duì)納米粒子進(jìn)行表面改性，賦予其“隱形”的特性，抑制血液中的調(diào)理素蛋白對(duì)納米載體的識(shí)別，減少了非特異性血清吸附，減少了RES 的吞噬，進(jìn)而使得納米載體可以在體內(nèi)具有較長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間，為靶向傳遞提供更多的機(jī)會(huì)；但由于PEG 層本身具有高度的親水性，在賦予納米載體“隱形”的同時(shí)，也阻礙了納米藥物載體與細(xì)胞膜之間進(jìn)行相互作用，會(huì)導(dǎo)致藥物的釋放不理想。并且，近年來(lái)有研究表明，納米載體也具有一定的免疫原性[2-4]，會(huì)引起機(jī)體的免疫應(yīng)答，仍然無(wú)法從根本上解決上述兩大問題，適用范圍受到很大的限制。

與人工合成的納米級(jí)藥物載體相比，外泌體作為天然的內(nèi)源性物質(zhì)，首先就具有很好的生物相容性，具有極低的免疫原性，并且毒性極小，可以從根本上解決上述的兩大問題。此外，外泌體在結(jié)構(gòu)上與單層脂質(zhì)體相似，在脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)中，疏水性藥物分布在雙分子層內(nèi)，親水性藥物分布在管腔內(nèi)[5]。根據(jù)這種相似性，預(yù)計(jì)外泌體藥物遞送系統(tǒng)將表現(xiàn)出與脂質(zhì)體相似的特征。通過仔細(xì)篩選外泌體的來(lái)源，可以作為一種高度特異性的藥物遞送系統(tǒng)，同時(shí)，作為天然的藥物載體來(lái)包載多種藥物[6]。近年來(lái)，已經(jīng)有一些案例證明了臨床前使用外泌體作為藥物遞送系統(tǒng)在多種治療應(yīng)用中的成功。例如，研究發(fā)現(xiàn)利用外泌體的包囊載藥，姜黃素的溶解性、穩(wěn)定性和抗炎性都得到了提升。此外，外泌體制劑在保護(hù)小鼠免受脂多糖攻擊方面優(yōu)于脂質(zhì)體制劑[7]。由此可見，外泌體確實(shí)是一種理想的藥物遞送載體，具有很高的研究?jī)r(jià)值和極其廣闊的應(yīng)用前景。

1 外泌體

1.1 外泌體及其基本來(lái)源

剛發(fā)現(xiàn)外泌體時(shí)，這種比多泡體還要小的細(xì)胞外囊泡被視為細(xì)胞外排出的代謝垃圾[8]，但隨著對(duì)這種細(xì)胞外囊泡不斷地深入研究，發(fā)現(xiàn)這種細(xì)胞外囊泡在細(xì)胞之間的通訊交流中發(fā)揮著極其重要的作用[9]。在這種細(xì)胞外囊泡的形成過程中，多種生物分子被包裹在內(nèi)腔或者脂質(zhì)雙分子層內(nèi)，從而促進(jìn)該囊泡的多種功能[10]。該細(xì)胞外囊泡就是于 1987 年被 Johnstone 等[11]命名的外泌體。

外泌體是一種由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有脂質(zhì)雙分子層的納米級(jí)的細(xì)胞外囊泡，可以看作為一個(gè)內(nèi)源性的“納米球”，其直徑在 30～100 nm。外泌體具有脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)，由膽固醇、鞘磷脂和磷酸甘油酯等成分共同組成，在其脂質(zhì)雙分子層的表面附著有粘附分子、主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex,MHC）、大量的特定蛋白質(zhì)，包括四跨膜蛋白、熱休克蛋白等等和各種特定的配體（CD9、CD63、CD81 等）。除此以外，在外泌體的內(nèi)腔中還攜帶各種生物分子，包括核酸、某些酶類、蛋白分子、細(xì)胞代謝物等，例如信使核糖核酸（messenger ribonucleic acid,mRNA）、微小核糖核酸（micro ribonucleic acid,miRNA）、脫氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid,DNA）和長(zhǎng)鏈非編碼核糖核酸（Longnon-coding ribonucleic acid,LncRNA）等，如圖1 所示[12]。

Fig.1 Structure schematic of exosomes[12]圖1 外泌體的結(jié)構(gòu)圖[12]

外泌體的形成過程可以大致分為以下三步：①細(xì)胞膜通過內(nèi)吞作用向內(nèi)凹陷形成囊泡。②囊泡進(jìn)一步形成多泡體，多泡體內(nèi)包含細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容物和蛋白質(zhì)。此時(shí)，多泡體有兩種選擇路徑，其一是與溶酶體結(jié)合，將內(nèi)容物和蛋白質(zhì)降解，另一種是③多泡體向細(xì)胞膜移動(dòng)，并與細(xì)胞膜融合，將胞內(nèi)囊泡釋放到細(xì)胞外，這個(gè)被釋放到細(xì)胞外的囊泡就是外泌體，這個(gè)過程也是外泌體的釋放過程（見圖2[13]）。多泡體經(jīng)細(xì)胞膜被釋放到供體細(xì)胞外之后，形成外泌體，隨之被附近的細(xì)胞或者是其他遠(yuǎn)處的受體細(xì)胞所吸收，進(jìn)而對(duì)受體細(xì)胞的生命活動(dòng)產(chǎn)生影響。

Fig.2 The formation process of exosomes[13]圖2 外泌體的形成過程[13]

外泌體的獲取來(lái)源較為豐富、廣泛，無(wú)論在正常生理狀態(tài)下，還是在病理狀態(tài)下，機(jī)體內(nèi)幾乎所有的細(xì)胞都可以分泌產(chǎn)生外泌體，例如免疫細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等。外泌體可以被視為一種特異性分泌的膜泡,是細(xì)胞與細(xì)胞之間進(jìn)行物質(zhì)交換和信息交流的一種重要媒介。

1.2 外泌體作為藥物遞送載體的優(yōu)勢(shì)

與人工合成的藥物載體相比較，外泌體作為藥物遞送載體具有以下優(yōu)勢(shì)：①外泌體為內(nèi)源性物質(zhì)，具有極低的免疫原性和良好的生物相容性，不會(huì)被內(nèi)皮網(wǎng)狀系統(tǒng)和單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)識(shí)別捕獲并快速清除。②具有很好的生物穩(wěn)定性，可使藥物的半衰期增加。相關(guān)研究表明，即使暴露在炎癥環(huán)境下，外泌體仍會(huì)對(duì)藥物提供保護(hù)，并具有較長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間[14]。并且值得注意的是，利用 PEG 對(duì)外泌體進(jìn)行表面修飾，利用“隱身”特性延緩了被 RES 的快速清除，可以顯著提高外泌體的循環(huán)時(shí)間。相關(guān)研究表明，修飾后的外泌體體內(nèi)循環(huán)時(shí)間可達(dá)到 60 min 以上[15]。③來(lái)源廣泛，體內(nèi)多種細(xì)胞在正常生理狀態(tài)和病理狀態(tài)下均可產(chǎn)生[16]，且存在多種分離提取的方法。④屬于天然的納米級(jí)藥物遞送載體。⑤可包載的藥物種類多，特別是可以包載生物活性材料,包括DNA、RNA 和蛋白質(zhì)等[12。⑥外泌體可以通過絕大多數(shù)的生物膜系統(tǒng)發(fā)揮作用,包括血腦屏障在內(nèi)[17]。⑦相較于細(xì)胞療法，外泌體更易儲(chǔ)存[18]。⑧外泌體具有腫瘤靶向性以及其他特定的靶向性。大量研究數(shù)據(jù)顯示，外泌體也同其他納米載體（尺寸 ≤ 100 nm）一樣遵循增強(qiáng)滲透和保留效應(yīng)（enhanced permeability and retention effect,EPR）在腫瘤部位達(dá)到靶向聚集[16]；另外一些研究也表明，特定來(lái)源的外泌體具有內(nèi)在的靶向性。例如，由中樞神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體可靶向聚集到特定的神經(jīng)元；由缺氧腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體可向缺氧腫瘤部位靶向聚集[19-20]。⑨無(wú)異倍體性風(fēng)險(xiǎn)[21]，即不會(huì)造成使用者的染色體數(shù)目不完整。⑩作為內(nèi)源性物質(zhì)，其毒性可以忽略。相較于無(wú)機(jī)材料合成的納米載體，不會(huì)由于其不可降解性而存在潛在的毒性積累，大大降低了安全隱患[22-23]。綜上所述，外泌體是理想的藥物遞送載體[24]。

2 外泌體的獲取方法和載藥方法

2.1 外泌體的獲取方法

外泌體雖然是理想的藥物遞送載體，但是其分離提取卻存在一定的難度。如何在分離提取外泌體的過程中，同時(shí)保證其含量、生物活性和結(jié)構(gòu)的完整性是目前需要面臨的三個(gè)最大挑戰(zhàn)。因?yàn)榈侥壳盀橹?，還并不存在一種最優(yōu)的分離提取方法可以同時(shí)解決上述所有問題。

迄今為止，用來(lái)分離提取外泌體的方法存在很多種，包括超速離心法、梯度密度離心法、分子排阻色譜法色譜、超濾離心法、聚合物沉淀法以及商業(yè)化的試劑盒等，但是每一種方法都存在各自的局限性。目前，最常用的外泌體分離提取方法是超速離心法，也被稱為外泌體分離提取的“金標(biāo)準(zhǔn)”[25]。該方法的原理是根據(jù)外泌體的尺寸大小，通過超速離心將外泌體分離提取的一種分離提取技術(shù)。但是，該方法的局限性在于需要多次進(jìn)行離心處理，這就需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，并且需要的樣品量較大。同時(shí)需要注意的是，超速離心可能會(huì)影響到外泌體生物結(jié)構(gòu)的完整性，導(dǎo)致獲得的外泌體含量降低[26]或者生物膜固有特性的改變。不僅如此，該方法還會(huì)使得外泌體發(fā)生聚集或者受到其他細(xì)胞碎片、微粒的干擾和污染[27]。雖然該方法被稱為外泌體分離提取的金標(biāo)準(zhǔn)，但就客觀而言，該方法依然是有很大的局限性。有研究表明，分離提取所得的外泌體的含量和純度也與分離提取的過程方法有著一定的聯(lián)系。表1 總結(jié)了目前分離提取外泌體的方法及各種方法的優(yōu)勢(shì)和局限性[28-33]。

Table 1 Exosome extraction techniques,methods,advantages and disadvantages[28-33]表1 外泌體提取技術(shù)、方法和優(yōu)缺點(diǎn)[28-33]

2.2 載藥方法

在將外泌體作為藥物遞送載體投入到臨床應(yīng)用前，存在的又一個(gè)關(guān)鍵性的難題是如何將藥物準(zhǔn)確有效地載入到外泌體之中。目前，外泌體的載藥方法分為兩大類：被動(dòng)載藥和主動(dòng)載藥。

被動(dòng)載藥的方式是將藥物與外泌體或者外泌體的供體細(xì)胞共孵育，進(jìn)而使得藥物進(jìn)入外泌體中，或者是由外泌體供體細(xì)胞分泌裝載藥物的外泌體，被動(dòng)載藥的局限性相對(duì)較大，包封率較低，但載藥方法簡(jiǎn)單。

主動(dòng)載藥的方法包括超聲法、擠出法、反復(fù)凍融法和電穿孔法。其中，超聲法外泌體對(duì)藥物包封率較高，但是該方法可能會(huì)導(dǎo)致外泌體的自身聚集，并且對(duì)外泌體膜表面的蛋白造成影響[34]；擠出法的藥物包封率也同樣較高，但是在載藥的過程中由于擠壓機(jī)械力的存在，有可能會(huì)對(duì)外泌體的生物結(jié)構(gòu)造成破壞，進(jìn)而對(duì)外泌體的脂質(zhì)雙層膜的固有性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響[35]；反復(fù)凍融法的條件相對(duì)溫和，操作較為簡(jiǎn)單，不易對(duì)生物活性物質(zhì)造成破壞，但是，該方法會(huì)導(dǎo)致外泌體對(duì)藥物的包封率較低，并且會(huì)引起外泌體的聚集[36]；電致孔法是指將外泌體置于一定的外電場(chǎng)之中，在外電場(chǎng)的作用下，外泌體表面會(huì)形成若干小孔，這種小孔具有恢復(fù)為完整生物膜的傾向，進(jìn)而將藥物包載于外泌體中。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于其方法參數(shù)具有可控性，這就使得人工干預(yù)更加方便，該方法是目前最具應(yīng)用前景的載藥方法。然而，據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，該方法的缺點(diǎn)是容易引起外泌體自身的聚集，但幸運(yùn)的是該載藥方法中的外泌體自身聚集是可逆轉(zhuǎn)的，可以通過不斷地進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化和海藻糖脈沖介質(zhì)來(lái)有效地減少這種問題的發(fā)生[37]。此外，還出現(xiàn)了一種極其新穎的載藥方法——通過一種特殊的光學(xué)可逆的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，進(jìn)而將蛋白質(zhì)裝載到外泌體之中。該方法克服了傳統(tǒng)方法的局限性，距離理想的載藥方法又近了一步。表2 介紹了一些外泌體藥物裝載方法和適用藥物類型。

Table 2 Exosome drug loading methods and applicable drug types表2 外泌體藥物裝載方法和適用藥物類型

3 外泌體在作為藥物遞送系統(tǒng)載體的應(yīng)用進(jìn)展

3.1 外泌體作為藥物遞送載體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

血腦屏障作為控制各種物質(zhì)在外周血液循環(huán)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system,CNS）之間的通過的一種動(dòng)態(tài)界面，有效地保護(hù)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)，防止病原體、神經(jīng)毒素血漿成分和血細(xì)胞進(jìn)入到大腦[38-41]。但也正是由于血腦屏障（blood-brain barrier,BBB）的存在，多數(shù)通過血液循環(huán)系統(tǒng)要進(jìn)入腦內(nèi)進(jìn)行治療或者進(jìn)行疾病預(yù)防的藥物會(huì)受到阻礙，以至于對(duì)疾病的治療和預(yù)防產(chǎn)生了極大的阻礙。但外泌體作為一種內(nèi)源型的物質(zhì)可以穿透血腦屏障，進(jìn)入腦內(nèi)，為藥物的腦內(nèi)遞送提供了機(jī)會(huì)。

就目前而言，藥物的腦部遞送載體主要有脂質(zhì)體和膠束。脂質(zhì)體目前被廣泛用于腦部的藥物遞送，并且，其也同樣具有較好的生物相容性[42]，但脂質(zhì)體的穩(wěn)定性較差，同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行表面修飾的可用分子較少，使得脂質(zhì)體在腦部的藥物遞送受到了限制[23]；而膠束的結(jié)構(gòu)較為特殊，對(duì)于親水性藥物的腦部遞送，存在著一定的限制。相對(duì)于以上兩種載體，外泌體并不存在上述的限制，為藥物的腦部遞送拓展了一條新的方向。

雖然外泌體作為遞送載體可以跨越血腦屏障轉(zhuǎn)運(yùn)藥物或內(nèi)容物到達(dá)大腦，但天然的外泌體靶向性并不強(qiáng)[43]，所以，需要對(duì)其進(jìn)行改造以得到工程外泌體——使用特性的表面分子對(duì)天然外泌體的脂質(zhì)雙分子層進(jìn)行表面修飾或者使天然外泌體裝載特定的內(nèi)容物[44]；經(jīng)此可以大大提升外泌體的靶向性。通常，前者的改造方法應(yīng)用價(jià)值較高，該方法不僅可以有效地包載治療藥物，還可以保留原外泌體的固有特性，應(yīng)用前景極其廣闊。

有研究表明，將過氧化氫酶裝載到外泌體中，可成功穿透血腦屏障進(jìn)入大腦，進(jìn)而改善帕金森病的疾病狀態(tài)[45]。另外，Alvarez-Erviti 等[46]構(gòu)建了編碼溶酶體相關(guān)膜糖蛋白2b（Lamp2b）的質(zhì)粒，并將其轉(zhuǎn)染到樹突狀細(xì)胞（dendritic cell,DC）細(xì)胞中,發(fā)現(xiàn)獲得的外泌體通過膜上的 Lamp2b與神經(jīng)元特異性狂犬病病毒糖蛋白（rabies virus glycoprotein,RVG）肽融合強(qiáng)烈，經(jīng)此工程改造的細(xì)胞可分泌帶有 RVG 肽的外泌體[47](見圖3[48])。研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠模型中，該外泌體裝載的siRNA 可以有效地被遞送到大腦；并且該 RVG 肽通過與煙堿乙酰膽堿受體（nicotinic acetylcholine receptor,nAChR）相結(jié)合，可以達(dá)到選擇性地靶向到達(dá)神經(jīng)元細(xì)胞和腦內(nèi)皮細(xì)胞[49]。

Fig.3 Engineering modification of exosomes[48]圖3 外泌體的工程改造[48]

3.1.1 外泌體在 CNS 退行性疾病治療中的應(yīng)用

Izco 等[50]以 RVG 來(lái)源的外泌體為載體，通過電穿孔的方法，將短發(fā)夾核糖核酸（short hairpin RNA,shRNA）包載進(jìn)外泌體之中，對(duì)帕金森病癥（Parkinson’s disease,PD）的小鼠進(jìn)行給藥。發(fā)現(xiàn) PD 小鼠的大腦中，降低了α-突觸核蛋白的聚集和多巴胺能神經(jīng)元的損傷。Haney等[51]還發(fā)現(xiàn)，將過氧化氫酶加載到外泌體之中，對(duì) PD 體內(nèi)外模型具有顯著的神經(jīng)保護(hù)作用。

3.1.2 外泌體在腦血管疾病治療中的應(yīng)用

Tian 等[52]通過構(gòu)建短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞小鼠模型，驗(yàn)證了以骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為供體細(xì)胞，利用環(huán)(精氨酸-甘氨酸-天門冬氨酸-D-酪氨酸-賴氨酸)肽[cyclo(arginine-glycineaspartate-Dtyrosine-lysine)peptide,c(RGDyK)]修飾的外泌體，可以有效包載姜黃素治療大腦缺血，減低缺血性腦損傷區(qū)域的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡。

Zhang 等[53]通過將 c(RGDyK)和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的外泌體進(jìn)行偶聯(lián)，再將經(jīng)過膽固醇修飾的 miRNA-210 負(fù)載至該外泌體，發(fā)現(xiàn)該外泌體可以促進(jìn)腦部血管生成。

3.2 外泌體作為藥物遞送載體在心血管疾病中的應(yīng)用

心血管疾病作為全球人類健康的第一殺手，有很高的致死率。在體內(nèi)的多種生理過程和病理過程均有外泌體的參與，其不僅可以作為心血管疾病診斷的標(biāo)志物[54]，而且還可以作為天然的藥物遞送載體，為心血管疾病提供治療手段。但是僅僅以天然外泌體作為藥物遞送載體具有一定的局限性，限制了治療作用[55]。通過構(gòu)建滿足某種需求的外泌體可以打破這種局限性，將治療效果最大化?？梢酝ㄟ^某些特定方式來(lái)完成外泌體遞送載體的構(gòu)建，一般可以分為基因修飾和化學(xué)修飾兩種方法[56]。

基因修飾即對(duì)目標(biāo)外泌體的供體細(xì)胞進(jìn)行基因修飾。對(duì)該供體細(xì)胞進(jìn)行基因修飾使其可以表達(dá)目標(biāo)靶向肽，其產(chǎn)生的外泌體也可以表達(dá)靶向肽[55]。這種方式構(gòu)建的功能化外泌體的穩(wěn)定性得到了較大提高，但耗時(shí)、耗資，技術(shù)要求相對(duì)較高。在這里需要提到的是，機(jī)體內(nèi)可產(chǎn)生外泌體的細(xì)胞有很多種，不同細(xì)胞所產(chǎn)生的外泌體攜帶內(nèi)容物的豐富性存在一定差異。在進(jìn)行基因修飾之前，可通過所需外泌體的表面標(biāo)志物的區(qū)別，識(shí)別其來(lái)源[56]，并篩選出合適的供體細(xì)胞。

化學(xué)修飾即對(duì)目標(biāo)外泌體直接進(jìn)行表面修飾。一般常用來(lái)修飾的化學(xué)基團(tuán)有疏水配體或脂質(zhì)類配體和4-戊酸基團(tuán)。在疏水相互作用下，疏水配體或脂質(zhì)類配體可以自發(fā)主動(dòng)地插入到外泌體的脂質(zhì)雙分子層之中，進(jìn)而完成表面修飾[57-58]；4-戊酸基團(tuán)對(duì)外泌體的表面修飾分為兩步，外泌體的氨基和4-戊酸的羧基發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)（碳二亞胺偶聯(lián)反應(yīng)），之后通過點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)（銅催化的疊氮-炔烴 Husigenhuan 加成反應(yīng)）再與靶向肽連接，完成表面修飾[59]。

相較于基因修飾，化學(xué)修飾方法的優(yōu)點(diǎn)在于可在體外完成修飾[56]，技術(shù)操作相對(duì)而言簡(jiǎn)單。相較于傳統(tǒng)的綴和技術(shù)，以上兩種反應(yīng)均可在水溶液中進(jìn)行，并且具有相容性、選擇性和專一性高的優(yōu)勢(shì)[59]。這些優(yōu)勢(shì)為外泌體的化學(xué)修飾和臨床應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但由于化學(xué)修飾是對(duì)外泌體膜表面進(jìn)行改造，即靶向肽或者其他基團(tuán)與外泌體膜結(jié)合，這可能會(huì)對(duì)外泌體膜的固有特征產(chǎn)生影響[56]。

值得注意的是，在化學(xué)修飾中用到的靶向肽，均需要滿足以下條件：對(duì)整合蛋白αvβ3 具有高度親和力，同時(shí)必須是含有精氨酸—天冬氨酸序列的環(huán)狀多肽，即心肌細(xì)胞特異性靶向肽和心肌缺血靶向肽[55,58,60]。有相關(guān)研究[55]表明，采用靶向肽修飾的外泌體有效地提升了其對(duì)心肌缺血區(qū)域的靶向性，進(jìn)而提高了治療效果。

3.2.1 外泌體在治療心肌梗死疾病中的應(yīng)用

Huang 等[61]以脂肪干細(xì)胞為供體細(xì)胞，使其表達(dá)沉默信息調(diào)節(jié)因子 1 的外泌體。將其給予急性心肌梗死的患者應(yīng)用。發(fā)現(xiàn)該外泌體可以縮小心肌梗死的面積區(qū)域，促進(jìn)血管生成，減輕炎癥的反應(yīng)。有相關(guān)研究進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，用心肌缺血靶向肽對(duì)外泌體進(jìn)行化學(xué)修飾，并應(yīng)用于心肌梗死的小鼠，發(fā)現(xiàn)小鼠左心室射血分?jǐn)?shù)提高顯著[55]。

3.2.2 外泌體在治療心肌缺血疾病中的應(yīng)用

Cui 等[62]已經(jīng)證實(shí)，以脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞為供體細(xì)胞，其表達(dá)出的外泌體對(duì)心肌缺血區(qū)域的細(xì)胞具有保護(hù)作用；并且，其他干細(xì)胞，如多能干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞等分泌產(chǎn)生的外泌體對(duì)損傷的心肌細(xì)胞還具有一定的修復(fù)作用。另外值得注意的是，心肌細(xì)胞分泌產(chǎn)生的外泌體對(duì)已經(jīng)損傷的心肌細(xì)胞也有一定的修復(fù)作用[63-64]。

Ong 等[65]將缺氧誘導(dǎo)因子 1（hypoxia-inducible factor-1,HIF-1）與心臟祖細(xì)胞共同孵育，使細(xì)胞過度表達(dá) HIF-1，分泌出含有豐富 miR-126 和 miR-210 的外泌體；對(duì)該外泌體進(jìn)行提取純化后，應(yīng)用于心肌缺血的小鼠，發(fā)現(xiàn)該外泌體對(duì)缺血性心肌提供了保護(hù)作用。

4 外泌體作為藥物載體的應(yīng)用

目前，外泌體作為藥物載體的應(yīng)用已經(jīng)有了很多的實(shí)例，無(wú)論是供體細(xì)胞的多樣性，還是遞送物質(zhì)的多樣性，均顯示出了較為成熟的外泌體應(yīng)用技術(shù)。并且，在癌癥、感染性疾病的適應(yīng)癥上有所突破。外泌體作為藥物載體的應(yīng)用見表3。

Table 3 Application of exosomes as drug carriers表3 外泌體作為藥物載體的應(yīng)用

5 挑戰(zhàn)及展望

外泌體作為內(nèi)源性的“納米球”，在各個(gè)方面都顯示出其作為藥物遞送載體的優(yōu)勢(shì)和潛力。無(wú)論是外泌體極低的免疫原性和毒性，亦或是良好的生物相容性、內(nèi)在的靶向性和穩(wěn)定性，都彰顯著外泌體載藥系統(tǒng)的天然優(yōu)勢(shì)和潛力，為各種疾病的治療帶來(lái)了新的曙光。雖然，近些年對(duì)外泌體載藥的研究增多，并且，有很多研究證明了外泌體載藥系統(tǒng)的潛力和可行性，但是就目前而言，現(xiàn)階段對(duì)外泌體的研究還是不夠全面的，我們對(duì)外泌體的了解或許是只是冰山一角，距離外泌體載藥系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正的臨床應(yīng)用，我們還需面臨著許多的巨大挑戰(zhàn)。

目前，最大的挑戰(zhàn)之一是外泌體載藥在生物體內(nèi)非特異性的體內(nèi)分布。相關(guān)研究顯示：由某些特定供體細(xì)胞分泌產(chǎn)生的外泌體，即使未經(jīng)表面修飾，相對(duì)于傳統(tǒng)的藥物載體而言，也具有著某些器官的內(nèi)在的特定的靶向性，例如以 M1 極化的巨噬細(xì)胞為供體細(xì)胞，所分泌的外泌體對(duì)腫瘤組織有顯著的內(nèi)在靶向性[77]。

并且，目前，對(duì)外泌體的分離提取也存在難題，缺少一種理想的分離提取技術(shù)可以同時(shí)保證外泌體的含量、結(jié)構(gòu)完整性和純度?，F(xiàn)階段的分離提取技術(shù)也面臨著大規(guī)模量產(chǎn)的技術(shù)難關(guān)。

其次，是載藥方法，增加外泌體的藥物包載量也是限制其應(yīng)用的一點(diǎn)；并且，現(xiàn)階段如何將大核酸加載到外泌體中還是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)[78]。

再者，現(xiàn)階段對(duì)外泌體的非臨床研究和臨床研究存在差異，這種差異也存在于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型和人體之間[79]，某些外泌體的靶向性在進(jìn)入人體后是否還有其他的預(yù)期效果，這一點(diǎn)有待深入研究。

最后，對(duì)于外泌體載藥遞送系統(tǒng)，需要權(quán)衡其各個(gè)方面的特征，綜合考慮不同來(lái)源的外泌體在治療中的局限性和優(yōu)勢(shì)，更需要考慮到藥物、外泌體和治療部位的相互作用，調(diào)整策略以確保其具有針對(duì)性[80]。

盡管目前我們對(duì)外泌體藥物遞送系統(tǒng)的研究還停留在初期，但我堅(jiān)信，外泌體藥物遞送系統(tǒng)的臨床應(yīng)用就在不遠(yuǎn)的明天。