解密外泌體：醫療新寵如何改寫藥物傳遞與再生醫學未來？

在再生醫學快速發展的今天，〝外泌體〞（Exosomes）成為醫療科技界的新寵。這些由細胞分泌的小型囊泡，正展現出革命性潛力，有望顛覆過去藥物遞送與疾病治療的方式。不僅具備高度生物相容性、低免疫原性，更能穿越血腦屏障（Blood-Brain Barrier, BBB），將治療分子精準送達特定組織或細胞，開啟了精準醫療的新篇章。

什麼是外泌體？

外泌體是一種直徑約 30 至 150 奈米的囊泡，由細胞內部的多囊泡體（Multivesicular Bodies, MVBs）融合至細胞膜後釋放至細胞外。這些囊泡攜帶著細胞原本的成分，如蛋白質、脂質、mRNA、miRNA 等生物分子，扮演細胞間訊息傳遞的重要角色。

由於外泌體具有源細胞的特徵，因此根據來源細胞的不同，內容物與功能也千變萬化。例如：巨噬細胞外泌體具有抗腫瘤特性，而間質幹細胞（MSC）外泌體則可作為藥物載體與治療劑。

外泌體的三大類型：天然、修飾與人工

目前根據來源與製作方式，外泌體可分為以下三大類：

• 天然外泌體

天然外泌體來自動物或植物細胞，而動物來源外泌體又可細分為「正常細胞來源外泌體」與「腫瘤細胞來源外泌體」。

• 正常細胞來源：如上皮細胞、內皮細胞、MSC、巨噬細胞、樹突細胞與多種免疫細胞所分泌的外泌體，常見於臨床研究與治療中。
• 腫瘤細胞來源：其表面抗原可反映腫瘤特性，並參與腫瘤生長、轉移、免疫與疾病標記，常應用於癌症的診斷與療法。

植物來源的外泌體樣態奈米粒子（Exosome-like nanoparticles, ELNs），如生薑、葡萄、胡蘿蔔、葡萄柚等食物，類似於哺乳動物的外泌體，具有透過抗發炎作用預防肝病和維持腸道健康的潛力，為功能性食品與預防醫學提供新方向。

• 修飾外泌體

修飾外泌體是在天然外泌體的基礎上，透過基因工程或化學修飾技術改造其內部結構或表面蛋白，以提升其藥物負載效率、靶向性與生體分布特性。例如：在外泌體表面添加特定抗體或胜肽配體，可加強其與目標細胞的結合能力與組織穿透力。

應用實例：研究顯示，以 miRNA 修飾的外泌體可針對癌細胞進行基因調控，達到抑制腫瘤生長的效果。

• 人工外泌體

人工外泌體則是仿造天然外泌體的結構與功能，透過細胞膜重構、生物材料模擬等方法人工合成。相較天然來源，人工外泌體具備高度可控性、標準化生產流程與客製化功能設計的優勢。

這類外泌體正被廣泛探索於疫苗傳遞、抗體運輸與基因療法等應用，期望解決天然外泌體在穩定性與製備一致性方面的限制，成為下一代藥物遞送平台的重要一環。

多樣的應用潛力：從診斷到治療

外泌體因其具高度穩定性與天然生物標記能力，在臨床診斷與疾病監測上展現出極高潛力，例如：

• 癌症診斷：子宮內膜癌與乳癌患者血清中外泌體攜帶的 miRNA 表現譜，可作為早期診斷與預後判斷的重要生物指標。

• 神經疾病監測：阿茲海默症患者腦脊髓液中的外泌體，含有特定蛋白與 RNA，有助於非侵入性追蹤病情進展。

• 脊髓損傷判讀：血液中的 miRNA 外泌體亦能作為脊髓損傷的生物標誌。

在治療應用方面，外泌體展現出多項創新潛力：

• 紫杉醇（Paclitaxel）：利用外泌體作為載體，可提升藥物對癌細胞的毒殺力，並減少對健康細胞的副作用。

• 抗生素與小分子藥物：包裹在巨噬細胞外泌體中的抗生素，提高對抗藥性細菌感染的治療效果。

• 蛋白與核酸傳遞：外泌體可運送抗氧化酶（如 Catalase）進入腦部，減少神經發炎，或攜帶 CRISPR/Cas9 基因編輯工具，達到精準基因修飾效果。

面臨的挑戰與未來展望

儘管外泌體技術展現出極大潛力，但在推向臨床應用過程中仍面臨諸多挑戰：

• 純化與大量製備技術：目前缺乏高效率、低成本且可規模化生產的外泌體純化方法。

• 品質與安全性標準：尚未建立一致且嚴謹的的品質控管與安全評估規範。

• 生物分佈與代謝動態研究：外泌體在體內的分布動態仍需更多動物模型與臨床試驗數據支持。

參考資料

Sharma, V., & Mukhopadhyay, C. D. (2024). Exosome as drug delivery system: Current advancements. Extracellular Vesicle, 3, 100032.