外泌体领域研发集齐Cell、Nature、Science，布局集齐罗氏、武田、礼来等丨医麦新观察

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2020年12月21日/医麦客新闻 eMedClub News/--几乎所有细胞都会分泌细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs），EV具有双层膜结构，含有丰富的内含物（包括蛋白、脂类、核酸等），参与细胞间的信号传递。而在EVs中有一粒径在100nm左右的亚群，被称为外泌体（Exosomes）。

一直以来，如何运输大分子通过质膜和内体屏障仍然是一个主要的挑战。而外泌体作为细胞间通讯的一种自然方式，具有生物相容性，在适当的时候具有免疫惰性，并且可以有效地到达目标，这使它们成为在全身递送各种药物的重要载体。目前越来越多的被作为小分子疗法、蛋白质、RNA、DNA和CRISPR技术等基因疗法的递送载体。

近日，美国科罗拉多大学生物化学系刘学东教授团队在Developmental Cell杂志上发表了一篇研究论文，该研究团队开发了一种工程化细胞外囊泡（外泌体），被称为Gectosomes，这种方法能够促进药物的主动装载和提高药物递送的特异性，将功能蛋白和核糖核蛋白（RNP）在体外传递到细胞以及在体内递送至小鼠肝组织中。

Gectosomes是一种工程化的产生水疱性口炎病毒 G 蛋白（VSV-G）的外泌体携带 GFP（绿色荧光蛋白）。具体来说，研究人员先将VSV-G在人细胞中的过表达，从而产生大量的外泌体，然后利用GFP改造这些外泌体，并筛选出能产生绿色荧光的外工具外泌体。它们通过分裂的GFP的互补作用，将VSV-G与生物活性大分子共包囊。

和普通外泌体相比，Gectosomes形态巨大，直径则分布在100-1000nm之间，通过研究人员对其特征和功能的深入鉴定，发现 Gectosomes不仅具有普通外泌体传递核酸、蛋白等大分子的功能，而且具有更高的效率和特异性，因此Gectosomes只是形态较大，但它们的确是外泌体。

也因此，在行使功能时，Gectosomes有着特殊的能力。它在传递酶、RNA 干扰载体、Cas9 核糖核蛋白时效率更高，牢牢地抓住生物大分子，防止其逃逸脱靶。在顺利地将多种大分子搬运到靶细胞后，它还可以编程其基因表达，研究者设计了包裹 Cre、AGO2 和 SaCas9 的 Gectosomes，证明了其在体外细胞系和体内小鼠肝脏组织中对内源性基因进行设计修改的能力。

此外，研究人员还利用 Gectosomes 装载了 SaCas9 /mPCSK9 sgRNA，并将其注射到小鼠肝脏内，发现 Gectosomes 未产生生理毒性，同时小鼠血清 PCSK9 和总胆固醇水平均显著降低，经肝脏测序分析，发现 PCSK9 的基因突变的确由 Gectosomes 导致。因此，工程化的外泌体还具有向活体组织转运基因编辑工具的潜力。

总而言之，这新研究揭示了 工程化细胞外囊泡（外泌体）在大分子传递和基因组修饰过程中的工作机制，为这项技术在治疗多种人类疾病方面的应用铺平了道路。

资本不断涌入，大型药企重金布局

基于外泌体可以有效的递送各类药物到达目标，而不会危害附近健康的正常细胞，以及它与其它基于纳米颗粒的递送系统相比更易于修饰以靶向目标的诸多优势和潜力，其或许可以解决其他递送技术无法达到的细胞和组织，从而解决基于蛋白质，抗体和核酸疗法的某些局限性。

因此，越来越多的学术团队和药企正在尝试利用外泌体作为药物递送载体，关于外泌体的合作、投资和研究进展层出不穷，越来越高的金额，越来越多的项目，一时间呈风起云涌之势。

>>>> 交易/合作/投资

2020年1月，Aegle Therapeutics宣布获得一笔400万美元的投资，由New World Angels领投，Tellus BioVentures，DEFTA Healthcare Technologies和DeepWork Capital等跟投，以推进该公司开创性的干细胞外泌体的临床试验，针对营养不良型大疱性表皮松解症（DEB），一种罕见的儿童皮肤起泡疾病。

2020年7月29日，美国旧金山的Mantra Bio获2500万美元的A轮融资，以基于其外泌体载体工具（TEV）专有平台开发基因疗法和RNA疗法等下一代精准疗法。

2020年7月22日，Vesigen Therapeutics完成2850万美元A轮融资，由拜耳和晨兴创投领投，进一步开发其专有的细胞外囊泡递送技术——抑制蛋白结构域蛋白1介导的微泡（ARRDC1介导的微泡，ARMMs），克服基因编辑（CRISPR/Cas9）、mRNA替代和RNAi疗法等下一代治疗策略的细胞内药物递送障碍。

2020年9月28日，外泌体治疗公司ILIAS Biologics宣布已在韩国完成了2060万美元的B轮融资，以支持其专有的EXPLOR®（通过光可逆蛋白质-蛋白质相互作用进行蛋白质负载的外泌体工程）平台技术的持续开发，以及基于外泌体的治疗产品线的开发。自2015年11月成立以来，ILIAS共筹集了4020万美元的资金。

2020年12月1日，专门从事外泌体生物生产的生物制药公司EVerZom宣布已募集到110万欧元，用于开发其外泌体药物生产平台。EVerZom将用这笔资金加速平台开发和扩大规模，争取到2022年能实现常规临床级生产。

除了资本的青睐，大型药企在外泌体领域的重金布局也层出不穷。

罗氏制药（Roche）早在2018年就与领先的外泌体公司PureTech Health签署一项总额超过10亿美元的多年合作协议，利用PureTech的乳源外泌体（milk-derived exosome）平台技术，用于递送罗氏反义寡核苷酸（AON）平台所开发的药物。

2020年3月，武田制药（Takeda）与Evox Therapeutics达成了关于罕见病的重点合作伙伴关系，合作重点是开发多达五种新颖的蛋白质代替药物和mRNA疗法，并探索使用Evox专有的外泌体技术DeliverEX™递送这些药物。Evox将有资格获得高达4400万美元的前期、短期阶段性付款和研究资金，总的来说可获得约8.82亿美元的预付款、开发和商业里程碑付款，以及将从每款产品的净销售额中获得分级版税。

2020年6月，Evox又与另一制药巨头礼来制药达成金额最高可达12亿美元的神经系统疾病合作项目，利用DeliverEX™平台来开发和提供RNAi和反义核苷酸 (ASO)药物的有效载荷，用以治疗神经系统疾病。

2020年7月1日，武田制药牵手红细胞外泌体技术研发公司Carmine Therapeutics，双方达成总金额超9亿美元的合作协议，以支持Carmine公司的非病毒载体递送技术——红细胞外囊泡（RBCEV）递送平台 REGENT™ 的开发，该技术利用RBCEV以实现基因治疗的成功递送，从而开创了一类新的治疗方法。

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2020年6月15日，罕见病精准基因医学的领导者Sarepta Therapeutics公司和将工程化外泌体作为一种新型生物医学推进到最前沿的公司Codiak BioSciences宣布了一项全球研究与设计和开发外泌体工程疗法的选择权协议，最高可达7250万美元。合作将基于Codiak的工程化外泌体递送Sarepta的基因疗法、基因编辑和RNA药物，用于治疗神经肌肉疾病。工程化的外泌体方法提供了在不触发适应性免疫应答的情况下有效发挥基因治疗的潜力。

>>>> 研究进展

2020年1月，佐治亚大学（UGA）的研究人员在Translational Stroke Research发表了一篇文章，在动物猪的模型中初步证实了神经干细胞源性细胞外囊泡（NSC EV）可以用于治疗缺血性中风。

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2020年6月1日，Nature Reviews Cardiology杂志发表了一份细胞外囊泡治疗心血管疾病的综述“Native and Bioengineered Extracellular Vesiclesfor Cardiovascular Therapeutics”，从天然和生物工程化细胞外囊泡两个方面，概述了细胞外囊泡作为无细胞治疗剂治疗心血管疾病的优势和挑战。

2020年7月1日，韩国科学家在Science Advances杂志上发表了一篇文章。通过该研究发现，融合性外泌体可以将融合性病毒抗原（VSV-G）引入肿瘤细胞表面，使肿瘤细胞“异种化”（指使用病毒性抗原，增加宿主免疫系统将癌细胞识别为非自身或外来细胞的可能性），进而使树突状细胞（DC）很容易的将肿瘤细胞识别，从而将肿瘤抗原有效地呈递给T淋巴细胞，产生强大的抗肿瘤免疫效应。

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2020年8月12日，来自东南大学中大医院的研究团队在Science Advances杂志上发文报道了一种通过工程巨噬细胞来制造负载IL-10的细胞外囊泡（IL-10+EV）的方法，用于治疗缺血性急性肾损伤（AKI）。

结语

外泌体在药物载体领域的极大应用潜力已经被看到，当然，目前也仍然存在很多挑战，例如不同细胞来源的外泌体生物功能差异较大、规模化生产的普适性等，未来，经过更加深入的研究和不断创新，相信这一极具潜力的技术终将发挥其作用，造福于更多患者。

参考资料：

1.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1534580720308832?via%3Dihub

2.https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.11.007

3.https://www.nature.com/articles/s41587-020-0725-7/tables/1

4.Nature Reviews Cardiology：doi: 10.1038/s41569-020-0389-5

5.Science Advances：Extracellular vesicle–encapsulated IL-10 as novel nanotherapeutics against ischemic AKI

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