季节更替,呼吸道易受外界因素影响,秋冬的干燥、寒风,很可能引发呼吸道症状,甚至导致肺损伤。
哮喘作为一种全球范围内高发的慢性气道炎症性疾病,传统治疗方法主要依赖药物控制症状,虽然吸入糖皮质激素被广泛用于控制哮喘,但仍有相当一部分患者面临疗效不佳或副作用困扰的困境。

近年来,随着生物医学的飞速发展,外泌体作为一种新兴的治疗工具,逐渐走入科学家与临床医生的视野。尤其值得注意的是,通过雾化吸入途径递送外泌体,正在成为哮喘治疗领域一项具有突破性潜力的策略。
外泌体是由细胞主动分泌的纳米级囊泡,天然携带蛋白质、脂质、核酸(包括 mRNA 和 miRNA)等多种生物活性分子,作为细胞间的信使,广泛参与免疫调节、组织修复与再生等关键生理过程。在各类外泌体中,源于间充质干细胞(MSCs)的外泌体(MSC-EVs)尤其引人注目。
它们不仅保留了干细胞的主要治疗特性,如显著抑制炎症反应和促进组织修复,还具备更高的安全性:由于不含细胞核,不存在致瘤风险;免疫原性低,不易引发排斥反应;并且能够通过标准化流程进行规模化生产、储存和质量控制,更符合临床应用的要求。

外泌体雾化吸入治疗哮喘的多重机制
一篇发表在高影响力期刊《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》的综述,系统总结并展望了MSC-EVs经雾化吸入治疗哮喘的机制与前景。文章指出,外泌体通过以下多重机制发挥治疗作用。

01 免疫调节
携带 miR-1470 等分子,促进调节性 T 细胞(Tregs)增殖,抑制炎症因子 IL-4/5/13 释放下调 ILC2s 活性(关键靶点:miR-146a-5p),减轻嗜酸性炎症。

02 巨噬细胞重塑
通过抑制 TRAF1 蛋白,阻断 NF-κB 通路并激活 PI3K/AKT,推动巨噬细胞从促炎 M1 型向抗炎 M2 型转化。
03 免疫调节
miR-188 阻断 JARID2/Wnt/β-catenin 通路,减少杯状细胞增生 miR-301a-3p 抑制 STAT3,阻断平滑肌细胞异常增殖。

与传统静脉注射相比,雾化吸入是一种非侵入性、患者可自行操作的给药方式。
使用振动筛孔雾化器(VMN),可使外泌体在肺部的沉积效率提高6倍,同时避免药物在肝肾中的非特异性蓄积,从而大幅降低全身副作用。
一项针对新冠肺炎相关急性肺损伤的临床研究(NCT04602442)表明,患者连续5天每日吸入2×10⁹个外泌体,耐受性良好,未报告任何不良反应,这为其安全性提供了初步临床依据。

事实上,雾化吸入外泌体已经在多种肺部疾病中展示出良好的治疗潜力,如肺炎、慢阻肺、肺纤维化等。其独特的生物分布和功能特性使得外泌体成为肺病治疗领域的研究热点。

间充质干细胞分泌的细胞外囊泡将其货物转移到受体细胞的过程
外泌体雾化修复其他肺部疾病:
缩小肺结节,促进肺部病灶的吸收
《Stem Cell Reviews and Reports》杂志发表一项来自江苏省无锡第五人民医院(三甲医院、无锡市感染病专科联盟龙头单位、无锡市传染病和结核病质控中心)的临床研究,研究结果表明,脐带间充质干细胞来源的外泌体雾化治疗COVID-19肺炎安全可行。研究人员对7例COVID-19肺炎患者(2名重症、5名轻症)进行了间充质干细胞(MSCs)外泌体雾化治疗试验,并评估了主要的安全性和疗效结果。
一轻度患者前后影像变化:
2020年4月3日,该患者第一次CT扫描显示左肺下叶外有孤立结节,4月4日,患者接受外泌体雾化治疗,4月10日,第二次CT检查显示左肺下叶结节密度明显降低,大小也缩小,4月21日,第三次CT检查,左下肺病灶完全吸收,从发现结节到完全吸收肺部病变所需的时间为18天。
相比之下,另一例患者(轻度病例,无雾化治疗)类似肺部病变的吸收时间为27天。

左:轻度病例,有雾化治疗 右:无外泌体雾化治疗的轻度病例
一重度患者前后影像变化:
该患者从2020年2月27日开始接受外泌体雾化治疗,3月18日,患者的CT扫描显示双肺病变明显吸收,病变密度消退。4月1日,该患者肺部病灶完全吸收。
而未接受外泌体雾化治疗的重度患者,吸收肺病灶后仍然存在纤维脐带阴影。

左:重度患者,有外泌体雾化治疗 右:无外泌体雾化治疗的重度病例
其他五名患者的CT图像如下图所示,能发现从一开始就接受外泌体治疗的人(患者5、7)和抗病毒治疗一段时间后再接受外泌体治疗的人(患者1、3、4)在肺部病变完全吸收的时间之间存在显著差异。

雾化的MSC来源的外泌体可以到达肺部的精细结构,如细支气管和肺泡,以直接将抗炎分子递送到它们的靶位。雾化吸入MSC来源外泌体不会诱发急性过敏反应或继发性过敏反应,同时促进肺部病变的吸收,并减少轻度新冠肺炎患者的住院时间。
随着更多深入研究和临床转化推进,这项创新给药方式的疗法,有望为全球数亿哮喘患者,特别是饱受传统治疗局限与副作用困扰的难治性肺部疾病患者,真正打开呼吸自由与肺部健康重建的大门。
参考资料:
[1]Even coronavirus survivors can be left with lung damage that takes 15 years to heal.
[2] Exosomes derived from mesenchymal stem cells.
[3] 间充质干细胞外泌体免疫调节作用及其机制的研究进展
[4] Mesenchymal stem cell-derived exosomes improve the microenvironment of infarcted myocardium contributing to angiogenesis and anti-inflammation.
[5]Coronavirus patient savages public for underestimating disease - 'Felt like truck hit me'.
[6]Effect of SARS-CoV-2 infection upon male gonadal function:A single center-based study.
[7]How does coronavirus kill? Clinicians trace a ferocious rampage through the body, from brain to toes.
[8]Chu M, Wang H, Bian L, Huang J, Wu D, Zhang R, Fei F, Chen Y, Xia J. Nebulization Therapy with Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes for COVID-19 Pneumonia. Stem Cell Rev Rep. 2022 Aug;18(6):2152-2163.