近日，Nature Reviews Materials杂志发表了一篇题为“Extracellular vesicles versus synthetic nanoparticles for drug delivery”评述文，讨论了合成纳米颗粒和细胞外囊泡用于药物递送的对比，细胞外囊泡结合自身优势有望成为纳米医学的一个临床突破点。
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Nature评述 | 合成纳米颗粒和细胞外囊泡用于药物递送的对比
发布时间：2021-01-26 16:06 文章来源：未知 作者：普略生物
近日，Nature Reviews Materials杂志发表了一篇题为“Extracellular vesicles versus synthetic nanoparticles for drug delivery”评述文，讨论了合成纳米颗粒和细胞外囊泡用于药物递送的对比，细胞外囊泡结合自身优势有望成为纳米医学的一个临床突破点。
一、细胞外囊泡
细胞外囊泡（EVs）是原核和真核细胞释放的天然纳米颗粒，在细胞间通讯中起着重要作用，其大小、形状和结构类似于脂质体，但具有更复杂的双层结构。EVs将生物分子运输到受体细胞的能力使其在药物递送方面具有吸引力，目前已采用各种方法（例如电穿孔，挤压和超声处理）将治疗剂装载到EV中。
通过开发用于体内分子货物运输的EVs结构，可以绕开纳米医学的多个设计和制造挑战。然而，EVs分离和特性的挑战使其在药物传递方面的潜力仍然不确定，相关基础研究和转化研究也受到阻碍。特别是EV类型之间的异质性以及其他具有重叠特性的生物纳米颗粒的存在使得EV的分离变得困难。此外，在生物相容性和靶向给药方面，在过早地将EVs定义成优于合成纳米颗粒的药物载体时应谨慎。
二、药代动力学
纳米医学的挑战在于巨噬细胞介导的合成纳米颗粒从循环中的肝快速清除，纳米载体在肝脏中的螯合阻碍了特定部位的递送机制。临床上认可的合成纳米颗粒大多采用了聚乙二醇（PEG）进行功能化，从而减少了巨噬细胞的摄取，并将循环半衰期从数小时延长至数天。基于EV的药物递送也已被提出作为一种替代策略，以避免由于载体的固有性质而引起的免疫清除。
基于EV的药物递送存在利用细胞过程进行药物装载和表面修饰的可能性，而纳米颗粒的合成过程容易造成RNA和蛋白质降解或受损。此外，EV内吞途径或与受体细胞膜的融合事件可促进细胞内递送，即将治疗剂靶向特定的细胞内隔室或细胞器。在最近的一项研究中，通过基因工程使细胞在EVs中富集特异性小干扰RNA（siRNAs），与合成脂质纳米载体相比，将siRNA的功能性传递给小鼠的效果要更好。EV载体的优势在于siRNA能够逃逸溶酶体并定位于细胞质。值得注意的是，siRNA介导的敲除效率取决于EV来源和受体细胞类型，因此就生物分布和细胞内递送而言，必须考虑EV异质性。
三、生物相容性
纳米药物通常比游离药物产生更少的副作用，这是因为健康组织较少接触治疗剂，并且不需要有毒赋形剂溶解非水溶性小分子。事实上，一些纳米药物已经获得了与自由给药的小分子药物相比，基于同等疗效，安全性有所提高的临床批准。然而，临床上批准的含有PEG的纳米颗粒可以激活补体系统，在极少数情况下，会导致危及生命的超敏反应，通常可以通过降低输注速率来缓解这种反应。
以EV为基础的治疗方法尚未获得临床认可，但早期临床试验已经评估了自体树突状细胞衍生EV用于癌症免疫治疗和同种间充质干细胞衍生EV用于再生和抗炎应用的效果。这些试验大多数报告了轻度到中度的副作用，一般认为EV给药是安全的。同种异体的EV被认为是一种风险，因为它们可能引起受体的免疫反应。然而，血液和血浆中也含有高浓度的EVs（估计高达1010EVs/ml），但血浆和输血很少引起不良免疫反应，这表明同种异体EV不太可能存在安全风险。然而，与自体EV相比，同种异体EVs的一个缺点可能是加速肝脏清除。此外，虽然临床试验的初步安全性结果是有希望的，但内源性药物很难在不破坏EV结构的情况下清除，这可能也会引发不必要的影响。
Adv. Drug Deliv. Rev. 159, 332–343 (2020)
四、展望
目前，有50多种临床批准的纳米药物，大多是基于包含少量成分的简单设计。合成更复杂的纳米颗粒，类似于具有数百种功能成分的生物结构，不太可能与大规模的临床级制造兼容。EVs是实现多功能药物载体潜力的一种很有前途的选择。