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干细胞外泌体雾化(一):肺部疾病治疗的革新性策略
时间:2025-06-09
来源:陕西中港万海生命科学研究院

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2025年6月4日,国际顶级期刊 《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表了一项震撼研究:清华大学医学院、海南医学院第一附属医院、首都医科大学、中国人民解放军总医院第一医学中心等中国科研团队首次证实通过雾化吸入人脐带间充质干细胞(MSC)来源的细胞外囊泡(EVs),能显著逆转肺纤维化进程。这项由中国多家机构完成的临床试验,让医学界对这一 “肺部绝症” 的治疗前景重燃希望。

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肺纤维化是一种进行性、致死性疾病,患者肺部逐渐被瘢痕组织取代,最终因呼吸衰竭死亡。目前全球约 500 万人受其困扰,5 年生存率不足 30%,被称为 “不是癌症的癌症”

传统药物如吡非尼酮仅能延缓病情,肺移植是唯一根治手段,但供体短缺和术后并发症限制了应用。

而这项研究中,24 名中晚期患者接受雾化治疗后,肺功能指标平均改善 20%-30%,两名晚期患者的肺部纤维化病灶甚至出现影像学逆转。

外泌体雾化治疗肺结节 临床案例

雾化吸入外泌体能够有效缩小肺结节的大小。通过雾化吸入,外泌体能够直接到达肺部,发挥其抗炎和修复作用,从而缩小结节。此外,外泌体的免疫调节功能有助于防止结节的进一步恶化。

例如,一项关于脐带间充质干细胞衍生外泌体雾化疗法治疗COVID-19肺炎的研究表明,该疗法显著降低了患者的肺结节负荷,改善了呼吸功能。此外,外泌体治疗还表现出良好的安全性,未引发明显的副作用。

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干细胞外泌体雾化治疗后2小时内未观察到喉咙或舌头肿胀、瘙痒皮疹、呼吸急促、头晕、呕吐或低血压等急性过敏反应。治疗后也未观察到继发性过敏反应,未报告不良事件。

胸部CT检查显示,MSC来源的外泌体雾化处理促进了肺部病灶的吸收,使肺结节缩小。

例如,2020年4月3日,某患者的第一次CT扫描显示左肺下叶外有一个孤立的结节。

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接受雾化治疗6天后,4月10日CT结果显示,结节密度降低,大小缩小,17天后,雾化吸入外泌体使肺病灶完全吸收。

《间充质干细胞外泌体雾化吸入治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的关键技术研究》(ChiCTR2000030261),利用干细胞外泌体的抑制炎症因子、组织修复的作用,通过雾化吸入肺直接接触病灶的方式,促进新冠病毒肺炎患者早日康复,减少并发症。

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以上临床试验成果于2022年发表在《Stem Cell Reviews and Reports》杂志(2022年影响因子6.692)。研究人员对7例新冠肺炎患者(5名轻症、2名重症)实施了脐带间充质干细胞(MSCs)外泌体雾化治疗。结果表明:MSCs来源的外泌体雾化治疗新冠肺炎安全可行,同时MSCs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。

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2022 年 5 月,国际权威期刊《Stem Cell Research & Therapy》刊载了一项令人振奋的研究:7 名重症新冠患者接受干细胞外泌体雾化吸入治疗后,肺部病变均在短短 5 天内有所消退,其中 4 名患者的影像学改善尤为显著。每日剂量 2.0×10^8 纳米囊泡,仅 5 天便显著见效,患者生命体征平稳,无副作用,治疗过程安全可靠,肺部影像学显示,受损组织修复明显,炎症反应显著减轻。

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%。间充质干细胞来源外泌体具有安全性、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方法。

什么是干细胞外泌体

肺部疾病常伴随慢性炎症、组织纤维化或上皮屏障损伤,传统药物因无法穿透黏液屏障或缺乏再生修复能力而疗效有限。

干细胞外泌体(Stem Cell-derived Exosomes, SCEs)凭借其天然纳米级载体特性、低免疫原性及强大的旁分泌调控能力,已成为肺部疾病治疗的研究热点。雾化递送技术通过非侵入性方式直接将外泌体递送至呼吸道和肺泡,显著提高了靶向效率,为慢性阻塞性肺病(COPD)、特发性肺纤维化(IPF)、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)等难治性肺部疾病的治疗开辟了新路径。本文系统综述了干细胞外泌体雾化的作用机制、临床前突破及转化挑战,探讨其临床应用前景。 

干细胞外泌体雾化的作用机制

抗炎与免疫调节 /

miRNA介导的炎症抑制:MSCs外泌体中miR-223、miR-146a等通过抑制NLRP3炎性小体及NF-κB通路,减少IL-1β、IL-6等促炎因子释放,缓解COPD和哮喘的气道炎症。

巨噬细胞极化调控:外泌体通过传递TSG-6、IL-10等分子,推动巨噬细胞从促炎的M1表型向抗炎的M2表型转化,改善ARDS患者的肺泡微环境。

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抗纤维化与上皮修复/

靶向成纤维细胞:外泌体中的miR-29b、miR-200家族通过抑制TGF-β/Smad3和Wnt/β-catenin通路,阻断成纤维细胞活化和胶原沉积,逆转IPF模型中的肺纤维化进程。

肺泡上皮再生:外泌体通过HGF、KGF等生长因子激活EGFR/ERK信号通路,促进Ⅱ型肺泡上皮细胞增殖并分化为Ⅰ型细胞,修复ARDS导致的肺泡-毛细血管屏障损伤。

抗氧化与抗凋亡 / 

外泌体中的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等直接清除活性氧(ROS),同时通过上调Nrf2/HO-1通路增强细胞抗氧化能力,减轻烟雾或辐射诱导的肺上皮细胞凋亡。

干细胞外泌体雾化的核心优势

高效靶向性

雾化颗粒(粒径1-5 μm)可穿透气道黏液层,沉积于终末细支气管和肺泡,局部药物浓度较静脉注射提高10-20倍(Advanced Drug Delivery Reviews, 2023)。

规避全身副作用

直接作用于肺部,减少外泌体在肝、肾等器官的非特异性分布,降低免疫清除风险。

患者依从性高

无创吸入方式适用于长期治疗(如COPD稳定期管理),且可通过便携式雾化器实现居家给药。

结论

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干细胞外泌体雾化通过“精准递送-多重调控-高效修复”的级联效应,为哮喘、鼻炎、肺炎、肺纤维化、上呼吸道感染、急性呼吸窘迫综合征等呼吸系统疾病患者提供了兼具安全性与疗效的创新方案。未来,随着技术的不断完善和临床应用的逐步推广,干细胞外泌体雾化有望造福更多患者,帮助他们更快、更安全地恢复健康。

参考文献

1:Lee H. et al. (2023). Nature Communications, "Inhalable MSC exosomes attenuate pulmonary fibrosis via miR-29b delivery".

2:Chen Z. et al. (2022). Am J Respir Crit Care Med, "Nebulized exosomes reverse airway remodeling in experimental COPD".

3:Gupta N. et al. (2023). Science Translational Medicine, "Aerosolized exosomes rescue alveolar fluid clearance in ARDS".

4:Wang X. et al. (2023). ACS Nano, "Engineered exosome-inhalation for lung cancer therapy".

免责声明:本文旨在科普相关知识、不作为医疗指导意见

编辑|Zhang.ZG

审核|Geng.ZG

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