間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的胞外囊泡治療肺部疾病的研究進(jìn)展

王唱垚，王華

·綜述·

間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的胞外囊泡治療肺部疾病的研究進(jìn)展

王唱垚，王華

071002 保定，河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（王唱垚）；100850 北京，軍事醫(yī)學(xué)研究院輻射醫(yī)學(xué)研究所（王唱垚、王華）

肺部疾病主要是指肺臟本身的疾病或者是疾病的肺部表現(xiàn)，大多是因暴露于污染的環(huán)境或是職業(yè)因素，引起的肺臟不同程度的損傷，因此肺部疾病具有較高的發(fā)病率。根據(jù)肺部疾病的發(fā)病過程不同可以將其分為慢性肺部疾病和急性肺損傷。無論是哪種肺部疾病，一般都會引起抗炎因子（促炎因子）和抗纖維化因子（促纖維化因子）的平衡紊亂，從而導(dǎo)致組織損傷[1]。目前針對不同肺部疾病，大多采用以抗菌類、抗病毒類、糖皮質(zhì)激素等藥物為主的對癥治療。針對部分氣管、支氣管疾病也可采用介入治療，部分嚴(yán)重的肺部疾病則需選擇手術(shù)治療。這些治療手段的療效和預(yù)后尚需進(jìn)一步提高，因此，亟需尋找新的治療策略。

間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）具有組織修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)作用。因此，針對哮喘、慢性阻塞性肺疾病等多種慢性炎癥性肺部疾病，已開展了多項(xiàng)臨床前及臨床研究，證實(shí)了 MSCs 的安全性及初步有效性[2]。盡管 MSCs 的作用機(jī)制尚未完全闡明，但局部或全身給與 MSCs，能夠通過分泌生物活性物質(zhì)促進(jìn)內(nèi)源性修復(fù)途徑的激活并調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞，從而改善炎癥和參與組織重塑過程[3]。這些釋放的生物活性物質(zhì)中就包括胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）。研究表明，MSCs 來源的 EVs 具有與 MSCs 相似的生物學(xué)功能[4]，且比 MSCs 的免疫原性低，組織滲透性高，致瘤性和栓塞形成等副作用小，因此 EVs 被認(rèn)為是一種可替代 MSCs 的更安全的無細(xì)胞治療產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域[5]。本文就 MSCs 衍生的 EVs 治療肺部疾病的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 EVs

EVs 是由細(xì)胞釋放到胞外空間的膜源性囊泡，直徑從 50 nm 到 5 μm，在細(xì)胞間通訊中發(fā)揮關(guān)鍵作用。EVs 中包含著各種具有生物活性的生物分子，如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、DNA、mRNA、microRNAs 等。但 EVs 中的這些生物活性分子與親本細(xì)胞中的表達(dá)并不完全相同。有研究分析了 MSCs 來源的 EVs 中近 400 種 miRNAs，發(fā)現(xiàn)與親本 MSCs 相比，EVs 中 miR-148a、miR-378、miR-532-5p 和 let7f 四種 miRNAs 的水平顯著升高。此外，MSCs 的蛋白表達(dá)譜、表達(dá)水平與 EVs 之間也存在顯著差異，其中與血管生成、凋亡、凝血、細(xì)胞外基質(zhì)重塑和炎癥相關(guān)的蛋白質(zhì)在 EVs 中的表達(dá)高于其親本細(xì)胞[6]。EVs 既可以通過特異性受體-配體相互作用直接刺激靶細(xì)胞，也可以通過靶細(xì)胞對 EVs 的內(nèi)吞、融合或吞噬，將生物活性脂質(zhì)以及胞內(nèi) RNA 和蛋白質(zhì)等生物分子轉(zhuǎn)移到靶細(xì)胞來發(fā)揮作用[7-8]。在一項(xiàng)臨床研究中（MEXVT 研究，NCT04313647），健康志愿者接受異體脂肪干細(xì)胞來源的胞外囊泡（haMSC-EV）霧化后，未觀察到嚴(yán)重不良反應(yīng)，提示 haMSC-EV 可能是未來可應(yīng)用于臨床治療肺損傷疾病的新策略。

1.1 EVs 的生物學(xué)特征和分類

根據(jù) EVs 的大小、分泌方式的不同可以將 EVs 分為外泌體、微囊泡和凋亡小體。外泌體是最小的 EVs，直徑為 50 ～ 150 nm。外泌體的形成發(fā)生在核內(nèi)體成熟為多囊體的過程中，當(dāng)多囊體與質(zhì)膜融合，多囊體內(nèi)的腔內(nèi)囊泡被釋放到細(xì)胞外空間，就形成了外泌體[9]。外泌體含有一系列保守的蛋白質(zhì)，包括四跨膜蛋白（CD9、CD63、CD81），熱休克蛋白（Hsp60、Hsp70 和 Hsp90），TSG101 和 MHC I 類和 II 類分子，這些蛋白質(zhì)常作為外泌體鑒定的標(biāo)志物。

微囊泡的大小在 100 ～ 1000 nm，由質(zhì)膜向外出芽產(chǎn)生。磷脂酰絲氨酸轉(zhuǎn)位到外膜小葉，并通過肌動蛋白-肌球蛋白相互作用收縮細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)形成微囊泡[10]。微囊泡含有大量的磷脂酰絲氨酸、膽固醇和與脂筏相關(guān)的蛋白質(zhì)，并富含鞘磷脂和神經(jīng)酰胺。其中二磷酸腺苷核糖基化因子6和囊泡相關(guān)膜蛋白3可以作為鑒定微囊泡的標(biāo)志物[10]。

凋亡小體是 EVs 中最大的一類，大小為 1 ～ 5 μm，通過細(xì)胞死亡時凋亡細(xì)胞膜的特征性起泡和突起產(chǎn)生的。在接收到正常生理信號或致病過程觸發(fā)的程序性細(xì)胞死亡時，膜發(fā)生起泡，形成凋亡突起。這些突起物分解形成凋亡小體，包含細(xì)胞器、核基因組 DNA、碎片狀核酸等生物活性物質(zhì)[11]。通常，巨噬細(xì)胞可以識別凋亡小體特異的質(zhì)膜標(biāo)記物，然后進(jìn)行吞噬去除[12]。

1.2 EVs 治療肺部疾病的作用機(jī)制

1.2.1 免疫調(diào)節(jié)和抗炎作用 免疫調(diào)節(jié)異常是許多肺部疾病的重要病理特征，MSCs 衍生的EVs 具有和 MSCs 相同的免疫調(diào)節(jié)能力。研究發(fā)現(xiàn) MSCs 衍生的 EVs 可以以劑量依賴的方式抑制 B 細(xì)胞的增殖分化[13]。同樣，EVs 也能夠促進(jìn) T 細(xì)胞的激活，研究發(fā)現(xiàn)骨髓 MSCs 來源的EVs 能夠誘導(dǎo)輔助性 T 細(xì)胞向 Th2 型細(xì)胞轉(zhuǎn)化，抑制T 細(xì)胞向分泌 IL-17 的效應(yīng) T 細(xì)胞分化，并增加調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞水平[14]。EVs 還可以上調(diào)調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞和效應(yīng)T 細(xì)胞之間的比例，減少促炎細(xì)胞因子的釋放，包括干擾素-γ、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和 IL-1β，同時增加抗炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，如轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、IL-10 和前列腺素 E2[15]。除了對 B 細(xì)胞和 T 細(xì)胞具有調(diào)節(jié)作用之外，MSCs 衍生的 EVs 還能夠?qū)⒕奘杉?xì)胞從炎性 M1 表型極化為抗炎 M2 表型，來自脂多糖預(yù)處理的 MSCs 的 EVs 可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞向 M2 型極化，并上調(diào)抗炎因子的表達(dá)[16]。在細(xì)菌性肺炎小鼠模型中，MSCs 來源的微囊泡通過分泌角質(zhì)細(xì)胞生長因子，并減少炎癥因子的分泌，從而提高模型小鼠的存活率[17]。在高氧誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性支氣管肺發(fā)育不良小鼠模型中，骨髓和臍帶 MSCs 來源的外泌體能夠通過調(diào)節(jié)肺巨噬細(xì)胞表型來減輕炎癥、改善肺功能、減少纖維化和肺血管重塑、降低肺動脈高壓，從而治療高氧誘導(dǎo)的支氣管肺發(fā)育不良[18]。此外，MSCs 衍生的 EVs 也可以通過恢復(fù)線粒體轉(zhuǎn)錄因子 A（recombinant transcription factor A，mitochondrial，TFAM）維持 TFAM-mtDNA 復(fù)合物的穩(wěn)定，防止靶細(xì)胞 mtDNA 損傷和 mtDNA 向胞質(zhì)泄漏，從而有效地減輕細(xì)胞的線粒體損傷和炎癥[19]。

1.2.2 促進(jìn)組織修復(fù) 肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞和肺泡上皮細(xì)胞是多種疾病中最容易受到損傷的兩種細(xì)胞，尤其是在急性肺損傷的情況下，這兩種細(xì)胞的損傷很容易引起急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）并增加患者的死亡率。而 MSCs 衍生的 EVs 對這兩種細(xì)胞的損傷均有著潛在的修復(fù)作用。EVs 可以將血管生成素-1（angiopoietin-1，Ang1）的 mRNA 轉(zhuǎn)移到受損內(nèi)皮細(xì)胞，降低炎癥損傷的人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞的蛋白質(zhì)滲透性，阻止細(xì)胞骨架蛋白 F-肌動蛋白重組為“肌動蛋白應(yīng)力纖維”，并恢復(fù)細(xì)胞緊密連接蛋白 ZO-1 和黏附分子連接蛋白 VE-鈣黏蛋白[20]。MSCs 衍生的 EVs 對肺泡上皮細(xì)胞也有著一定的修復(fù)作用，EVs 可以增加被炎癥因子損傷的肺泡 II 型上皮細(xì)胞的ATP并增加細(xì)胞存活率[17]。在芥子氣引起的肺損傷模型中，骨髓 MSCs 來源的外泌體通過上調(diào) G 蛋白偶聯(lián)受體家族 C5 組成員 A 重組蛋白來調(diào)控 Yes 相關(guān)蛋白通路，促進(jìn) B 淋巴細(xì)胞瘤-2 基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和連接蛋白的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)上皮細(xì)胞屏障功能的恢復(fù)[21]。目前關(guān)于 EVs 發(fā)揮組織修復(fù)作用的機(jī)制之一可能是通過促進(jìn)血管生成，或誘導(dǎo)肝細(xì)胞生長因子、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶和受細(xì)胞刺激作用激活的蛋白激酶等通路調(diào)控與凋亡、細(xì)胞骨架重組和缺氧相關(guān)的 mRNA 的表達(dá)[22-23]。

1.2.3 抗菌活性 肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、流感嗜血桿菌等細(xì)菌常常會引起細(xì)菌性肺炎，嚴(yán)重時也會引起 ARDS，更甚會導(dǎo)致死亡。MSCs 能夠分泌一些抗微生物因子，如抗菌肽 LL-37，增強(qiáng)免疫細(xì)胞對細(xì)菌的吞噬[24]；MSCs 也可以通過抑制中性粒細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)白細(xì)胞功能達(dá)到抗菌的作用[25]。而 MSCs 衍生的 EVs 也有同樣的效果，在嚴(yán)重細(xì)菌性肺炎中，通過給與 EVs 可以降低細(xì)菌負(fù)荷[26]。MSCs 衍生的 EVs 也可以通過傳遞 miR-145 抑制多藥耐藥相關(guān)蛋白 1的活性，從而通過白三烯 B4/白三烯 B4 受體 1信號通路增強(qiáng) LTB4 的產(chǎn)生和其抗菌活性[27]。此外，EVs 也可以將線粒體轉(zhuǎn)移到損傷的巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)其氧化磷酸化水平，促進(jìn)巨噬細(xì)胞抗炎及吞噬表型，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對細(xì)菌的吞噬能力[28]。

1.2.4 改善肺纖維化 在一些炎癥損傷引發(fā)的肺部疾病的慢性恢復(fù)過程中，會出現(xiàn)失調(diào)的肺纖維增生，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)蛋白過度沉積，緩慢發(fā)展為慢性間質(zhì)性肺纖維化，導(dǎo)致肺功能下降。在許多實(shí)驗(yàn)性肺損傷模型中發(fā)現(xiàn)，MSCs 衍生的 EVs 對急性肺損傷后的肺纖維化具有抑制作用。在小鼠特發(fā)性肺纖維化模型中，給與 MSCs 衍生的 EVs 可以減少膠原沉積和炎癥[29]。在博來霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化模型中，骨髓 MSCs 衍生的 EVs 可以通過 miR-186 抑制 SRY 核轉(zhuǎn)錄因子 4及分泌型蛋白dickkopf-1的表達(dá)，從而抑制肌成纖維細(xì)胞分化，改善肺纖維化[30]。在急性肺損傷（acute lung injury，ALI）導(dǎo)致的肺纖維化過程中，MSCs 外泌體通過傳遞 miR-23a-3p 和 miR-182-5p，沉默核因子κB 激酶亞單位 β 抑制劑和破壞 κB 抑制因子激酶 β 亞基的穩(wěn)定，進(jìn)而抑制核因子 κB 和 hedgehog 通路，從而逆轉(zhuǎn) LPS 誘導(dǎo)的肺損傷和纖維化的進(jìn)展[31]。此外，脂肪 MSCs衍生的 EVs 可以通過傳遞 let-7d-5p 抑制 TGF-β R1，減少 PM2.5 誘導(dǎo)的大鼠肺泡上皮細(xì)胞的凋亡和壞死，改善肺纖維化[32]。

2 MSCs衍生的胞外囊泡對肺部疾病的治療

2.1 ARDS

ARDS是一種由肺炎、敗血癥、肺部損傷等因素引起的嚴(yán)重低氧性呼吸衰竭。其特征是肺泡毛細(xì)血管膜被破壞，大量中性粒細(xì)胞流入肺泡間隙，促炎細(xì)胞因子（趨化因子）水平升高，表面活性物質(zhì)功能障礙，存在富含蛋白質(zhì)的肺水腫液，導(dǎo)致嚴(yán)重低氧血癥[3]。

對于 ARDS 的治療，目前主要分為機(jī)械通氣治療和非機(jī)械通氣治療，非機(jī)械通氣治療主要包括肺水清除，補(bǔ)充肺泡表面活性物質(zhì)，采用 β 受體激動劑、他汀類藥物、糖皮質(zhì)激素、抗凝劑等藥物，但療效尚不確定，在降低死亡率和改善預(yù)后方面沒有明顯效果[33]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MSCs 衍生的 EVs 在細(xì)菌和病毒誘導(dǎo)的 ALI 引起的 ARDS 模型中顯示出較好的治療效果。通過流感病毒誘導(dǎo)豬 ALI 模型，在病毒感染 12 h 之后，利用豬骨髓 MSCs 衍生的 EVs 進(jìn)行氣管內(nèi)注射治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)病毒復(fù)制及散播減少，促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生減少，從而減輕流感病毒引起的肺損傷[34]。在另一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，在小鼠肺炎模型中，通過靜脈注射人骨髓 MSCs 衍生的 EVs 可以減少炎癥，增加受損的肺泡II型細(xì)胞內(nèi)的 ATP 生成，提高小鼠存活率[17]。血管生成素-1（angiopoietins-1，Ang-1）是一種血管生成因子，參與肺損傷時內(nèi)皮細(xì)胞的穩(wěn)定，降低白細(xì)胞-內(nèi)皮相互作用和內(nèi)皮通透性。研究發(fā)現(xiàn)，MSCs 衍生的 EVs 可通過促進(jìn) Ang-1的 mRNA 向受損內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移來恢復(fù)受損肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞的蛋白質(zhì)通透性，減少肺部損傷引起的水腫[20]。MSCs 衍生的 EVs 能夠通過肝細(xì)胞生長因子改善經(jīng) LPS 誘導(dǎo)的肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞的屏障功能[35]。此外，包裝在 MSCs 衍生的 EVs 中的 miRNA 在減輕 ARDS 肺損傷中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，MSCs 衍生的 EVs 可以通過傳遞 miR21-5p、miR30b-3p 和 miR146a 等來減弱炎癥反應(yīng)[36-38]，通過傳遞 miR27a-3p 調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化[39]。在一項(xiàng)新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）有關(guān)的呼吸窘迫綜合征的臨床研究中（DB-EF PHASEII-001），通過靜脈注射異體骨髓 MSCs 來源的外泌體（ExoFlo）能夠降低受試者的死亡率。

2.2 新型冠狀病毒肺炎

COVID-19 由新型嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2 （SARS-CoV-2）引起。新型冠狀病毒重癥和危重癥患者，特別是老年人和患有基礎(chǔ)疾病的患者，有較高的死亡風(fēng)險[40]。COVID-19 的特征是過度激活的免疫功能，其中包括炎癥過度反應(yīng)和細(xì)胞因子風(fēng)暴，它們會導(dǎo)致肺組織損傷、氣體交換功能障礙、急性呼吸窘迫綜合征、多器官功能衰竭，甚至死亡。

COVID-19 的治療除了針對不同癥狀治療和給氧治療外，也開展了一些針對免疫功能障礙的治療，例如使用糖皮質(zhì)激素[41]、白細(xì)胞介素-1 拮抗劑[42]、抗病毒特異性中和抗體[43]等。目前的研究表明，免疫調(diào)節(jié)治療方案具有一定的有效性和耐受性，但仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn) MSCs 衍生的 EVs 在豬流感模型中具有減少病毒復(fù)制、抑制促炎因子分泌的作用[34]，因此 MSCs 衍生的 EVs 被認(rèn)為是一種對抗新型冠狀病毒的有效策略。在一項(xiàng)針對嚴(yán)重 COVID-19 患者的小型、非隨機(jī)的臨床研究中，評估了異基因骨髓 MSCs 來源外泌體的效果，結(jié)果顯示出良好的安全性，并能夠改善炎癥、恢復(fù)血氧飽和、重建免疫[44]。在另一項(xiàng)臨床試驗(yàn)中，對 COVID-19 肺炎患者進(jìn)行 MSCs 衍生的外泌體霧化治療，發(fā)現(xiàn)經(jīng) EVs 治療后的患者肺部病變吸收明顯加快、住院時間縮短、C-反應(yīng)蛋白水平降低[45]。這些研究都提示 MSCs 衍生的 EVs 在 COVID-19 的治療中能夠發(fā)揮一定的作用，但是仍需要進(jìn)一步的研究來評估 EVs 療法的安全性和臨床藥理學(xué)，為制造、儲存、治療提供標(biāo)準(zhǔn)，然后這些治療方法才能在全球范圍內(nèi)推廣。

2.3 肺動脈高壓

肺動脈高壓（pulmonary hypertension，PAH）是指肺動脈壓力≥ 25 mmHg 而引起的肺循環(huán)血流動力學(xué)改變。PAH 是一種進(jìn)行性疾病，其特征是肺動脈重塑、肺浸潤增加、血管橫截面積減少和肺血管阻力升高，最終導(dǎo)致右心衰竭和死亡[46]。

目前針對 PAH 的治療主要采用抗凝藥物、利尿劑、洋地黃等藥物，但這些治療方法并不針對異常的肺血管重塑和炎癥，因此需要積極探索一種能夠逆轉(zhuǎn)肺血管重塑，抑制炎癥，并促進(jìn)血管再生的治療方法。MSCs 衍生的 EVs 具有免疫調(diào)節(jié)、促進(jìn)血管生成的功能，因此是治療 PAH 的潛在方法。利用野百合堿誘導(dǎo)大鼠 PAH 模型，發(fā)現(xiàn)經(jīng)尾靜脈注射 MSCs 衍生的 EVs，能夠改善平均肺動脈壓、平均右心室壓、減少右心室肥大和肺血管重塑[47]，上調(diào)受損肺血管緊張素轉(zhuǎn)換酶 2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）和 Ang 的表達(dá)水平[48]。研究發(fā)現(xiàn)骨髓 MSCs 衍生的 EVs 可以通過其攜帶的 miRNA 來抑制肺動脈高壓的發(fā)展，例如可以通過 miR-191 抑制骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體 2來修復(fù)野百合堿誘導(dǎo)的肺損傷[49]。

除了急性肺部疾病外，MSCs 衍生的 EVs 在慢性肺部疾病中也發(fā)揮著重要作用。

2.4 慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary diseases，COPD）是一種常見的、可預(yù)防的肺部疾病，其特點(diǎn)是黏液分泌過多、纖毛異常、氣流阻塞、換氣功能障礙和支氣管炎，導(dǎo)致慢性炎癥反應(yīng)、持續(xù)的呼吸道癥狀和氣流受限[50]。

目前對于 COPD 主要采用支氣管擴(kuò)張劑、抗氧化劑、吸入糖皮質(zhì)激素等藥物進(jìn)行治療，可以減少或消除患者的癥狀、提高活動耐力、減少急性發(fā)作次數(shù)和嚴(yán)重程度以改善健康狀態(tài)，但對于重癥患者，藥物治療的效果并不理想。研究發(fā)現(xiàn) MSCs 衍生的 EVs 在實(shí)驗(yàn)性 COPD 模型中表現(xiàn)出很好的保護(hù)作用。建立慢性香煙塵霧誘導(dǎo)的 COPD 小鼠模型，發(fā)現(xiàn) MSCs 衍生的 EVs 可以改善模型小鼠的肺功能，包括提高 O2飽和度、pH、PaO2，上調(diào)抗炎因子 IL-10 表達(dá)，下調(diào) TNF-α 和 IL-12 等促炎因子的表達(dá)，減少肺浸潤巨噬細(xì)胞、抗原呈遞肺泡巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞總數(shù)并減輕炎癥。MSCs 衍生的 EVs 還能夠影響 DCs 的遷移和抗原呈遞特性，這有助于抑制 CD4+和 CD8+T 淋巴細(xì)胞的活化。此外，吸入 MSCs 分泌的 EVs 能夠通過改善 COPD 患者的第 1 秒用力呼氣容積、呼氣峰值流量，減輕肺氣腫，改善 COPD 患者的生活質(zhì)量[51]。除了天然來源的 EVs 外，MSCs 連續(xù)穿過聚碳酸酯膜獲得的人工納米囊泡可以通過激活堿性成纖維細(xì)胞生長因子 2信號通路來改善肺氣腫，并顯示出比天然 EVs 更有效地促進(jìn)肺再生的能力[52]。總之，MSCs 衍生的 EVs 作為新的潛在治療產(chǎn)品，通過調(diào)節(jié)慢性炎癥、抑制肺氣腫和恢復(fù)功能失調(diào)的線粒體功能，為 COPD 的治療提供了全新的思路。

2.5 特發(fā)性肺纖維化

特發(fā)性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是一種慢性、進(jìn)行性、纖維化性間質(zhì)性肺部疾病，其特征是肺泡上皮細(xì)胞功能障礙、成纖維細(xì)胞增殖、細(xì)胞外基質(zhì)重塑、細(xì)胞外基質(zhì)膠原積累和間質(zhì)炎癥。組織纖維化主要是由促纖維化介質(zhì)（主要是 TGF-β）的增加引起的，這種生長因子能夠通過促進(jìn)受損組織中成纖維細(xì)胞的激活和增殖，促進(jìn)抗凋亡肌成纖維細(xì)胞的存活，并激活上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化來刺激細(xì)胞外基質(zhì)成分的沉積[53]。

研究發(fā)現(xiàn) MSCs 的細(xì)胞培養(yǎng)上清中含有一系列蛋白質(zhì)，如纖連蛋白、基膜聚糖蛋白、骨膜蛋白等，能夠促進(jìn)人小氣道上皮細(xì)胞修復(fù)[54]；通過增加 Treg 的數(shù)量，降低細(xì)胞毒性 T 淋巴細(xì)胞、抑制 α 平滑肌肌動蛋白表達(dá)，阻止肺纖維化進(jìn)程[55]；通過減少羥脯氨酸沉積和抑制 TGF-β 信號傳導(dǎo)激活，減輕肺纖維化[56]。因此 MSCs 來源的 EVs 具有潛在的治療 IPF 的可能性。

2.6 哮喘

哮喘是一種常見的以氣道狹窄和高反應(yīng)性為特征的慢性炎癥性疾病，其病理生理學(xué)特征是氣道壁的慢性炎癥，伴有黏液分泌過多、上皮脫落、膠原沉積增加以及氣道平滑肌增生[57]。使用 β2腎上腺素受體激動劑聯(lián)合吸入皮質(zhì)類固醇能夠在大多數(shù)哮喘患者中實(shí)現(xiàn)疾病控制。然而，嚴(yán)重哮喘患者可能對治療產(chǎn)生耐藥性，同時長期使用糖皮質(zhì)激素也會引起內(nèi)分泌代謝紊亂、高血壓、糖尿病等并發(fā)癥[58]。

近年來，越來越多的實(shí)驗(yàn)證明，MSCs 衍生的 EVs 具有治療哮喘的潛力。在卵清蛋白誘導(dǎo)的哮喘模型中，MSCs 衍生的 EVs 可以通過減少嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量，顯示出與 MSCs 相似的減少肺部炎癥和逆轉(zhuǎn)受損組織重塑的能力，減少氣道中的膠原纖維、肺組織中 TGF-β 的產(chǎn)生以及胸腺中 CD3+CD4+T 細(xì)胞的數(shù)量[59]，緩解 Th2/Th1 誘導(dǎo)的肺部炎癥和氣道高反應(yīng)性[60]。此外，MSCs 衍生的 EVs 也能夠通過增加哮喘患者外周血單核細(xì)胞中 IL-10 和 TGF-β1 的表達(dá)來促進(jìn)調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞增殖[61]。總之 MSCs 衍生的 EVs 具有獨(dú)特的免疫調(diào)節(jié)和促進(jìn)氣道重建的作用，為哮喘提供了一種新的治療方法，但其具體作用機(jī)制仍需深入研究。

3 總結(jié)與展望

大量研究證明，MSCs 具有免疫調(diào)節(jié)和促進(jìn)再生的作用，在干細(xì)胞治療方面展現(xiàn)出廣闊的前景。MSCs 衍生的EVs 具有與其來源 MSCs 相似的作用，并且具有更好的免疫相容性，更高的穩(wěn)定性，可穿透血腦屏障，無潛在的成瘤風(fēng)險等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，MSCs 衍生的 EVs 可以通過其攜帶的 miRNA、RNA 和蛋白質(zhì)等內(nèi)容物的轉(zhuǎn)移而激活多種信號通路，從而有效地干預(yù)及治療多種肺部疾病，但由于其成分復(fù)雜，不同 EVs 組分具體的分子機(jī)制尚不清楚，有待深入研究。

作為一種無細(xì)胞替代治療產(chǎn)品，MSCs 衍生的 EVs 的研究仍處于起步階段，許多問題尚需明確。雖然 MSCs 衍生的 EVs 在肺部疾病動物模型的治療中有大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但在不同的實(shí)驗(yàn)中使用的 MSCs 衍生的 EVs 的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，劑量的量化方法不同，因此，使得不同研究之間比較較為困難。因此，需要進(jìn)一步建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，明確 EVs 劑量的量化方法，以便在不同研究中 EVs 的治療效果具有可比性。此外，MSCs 衍生的 EVs 的生產(chǎn)和制備操作也需要進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，為了將 EVs 從實(shí)驗(yàn)動物模型過渡到臨床，需要進(jìn)一步擴(kuò)大 EVs 的生產(chǎn)規(guī)模。因此，在 MSCs 衍生的 EVs 應(yīng)用于臨床之前，還有許多技術(shù)問題需要解決。

目前關(guān)于 EVs 治療肺部疾病的臨床試驗(yàn)較少，僅見于治療 COVID-19。另外，臨床試驗(yàn)中入組病例數(shù)較少，且以非隨機(jī)，非雙盲設(shè)計(jì)為主，因此，所獲得的臨床數(shù)據(jù)尚需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量及規(guī)范臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)來進(jìn)行驗(yàn)證。

MSCs 衍生的 EVs 具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)和組織修復(fù)能力，為其在急性和慢性肺損傷的臨床應(yīng)用提供了可能。如果能夠克服上述挑戰(zhàn)，那么 MSCs 衍生的 EVs 作為許多肺部疾病的潛在治療方法將具有光明的前景。

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10.3969/j.issn.1673-713X.2023.05.009

王華，Email：18511712135@163.com

2023-04-19