急性肺损伤会造成肺泡‑毛细血管屏障受损,血管通透性上升,肺水肿、大量中性粒细胞浸润肺部,气体交换功能急剧下降。重症病例病死率居高不下,临床上以机械通气、对症支持为主,特异性治疗药物十分匮乏。
间充质干细胞 MSC 曾经被大量用于急性肺损伤研究,干细胞输入体内之后,主要依靠旁分泌发挥保护效果,而不是直接分化替换受损肺组织。由此科研人员把目光投向干细胞分泌的外泌体。外泌体是 30‑150nm 细胞外囊泡,内部包裹蛋白质、脂质、mRNA、microRNA 等生物活性物质,可以实现细胞间信号传递。相比活干细胞制剂,外泌体不存在细胞增殖、异位分化风险,储存运输条件相对友好,是无细胞再生医学的代表方向。
在急性肺损伤动物模型中,MSC 来源外泌体展现出多重保护效果。第一,抑制过度炎症反应,下调 TNF‑α、IL‑6 等促炎因子释放,降低肺部中性粒细胞浸润程度,缓解炎症风暴;第二,保护肺泡上皮细胞与血管内皮细胞,减少细胞凋亡,修复受损肺泡屏障,减轻肺水肿;第三,调控巨噬细胞表型,促使促炎 M1 巨噬细胞向抗炎 M2 表型转换,改善肺部局部微环境。囊泡内 microRNA 是介导上述效应的重要活性组分。

现阶段已经有若干小样本早期临床探索,验证外泌体雾化、静脉输注给药的可行性。雾化吸入给药可以让外泌体直接作用于肺部病灶,局部药物浓度高,全身副作用更小,是非常受看好的给药路径。
但是外泌体产品产业化道路依旧障碍重重。首先是制备标准化难题:干细胞供体差异、细胞代次、培养条件都会改变外泌体产量与活性;行业尚未形成统一完整质控标准,外泌体纯度、粒径、活性标志物检测流程有待规范。其次,外泌体具备一定免疫原性,重复给药潜在免疫反应需要长期评估;另外大规模工业化放大生产工艺难度较高。
未来,一方面优化生产纯化工艺,建立完整质量控制体系;另一方面也可以对干细胞进行基因编辑,改造外泌体内活性组分,进一步提升肺部修复效力,推动外泌体无细胞治疗走向临床实际应用。