近日，亿航生物创始科学家尹航教授接受了行业媒体（药融圈）采访，原文如下：
就像5年前可能没有料到外卖行业会发展得如此蓬勃，作为“细胞闪送员”的外泌体，曾经也拥有一段被误解的历史。2013年10月，诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞囊泡（外泌体等）转运机制的3位科学家（分别是詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·聚德霍夫），使外泌体的研究达到了全新的高度。近几年大家对外泌体非常感兴趣，但很多人不太了解它的运作模式。本次药鼎记请到了清华大学药学院尹航教授，带来了一场有关外泌体生动有趣且丰富的内容。
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尹航，博士，清华大学药学院教授、副院长，中药研究院院长，药学技术中心主任，清华大学校学术委员会委员。尹航教授团队在本领域一流期刊发表研究论文超过130篇，引用超过一万次；科研成果已申请专利11项（授予美国、欧盟、日本等专利5项），并有多项成果已经商业化。尹航教授先后获得国家自然基金委杰出青年科学基金、北京市卓越青年科学家项目、教育部自然科学二等奖、美国化学学会大卫· W ．罗伯特森杰出药物化学家奖、 OKeanos – CAPA 资深科学家奖等多个奖项。 尹航教授曾任国际细胞外囊泡协会执行理事，现任中国研究型医院协会细胞外囊泡分委会副主任委员、中国药学会药物化学专委会委员、《Journal of Extracellular Vesicle》(2020影响因子＝25.84）责任主编、多家国际刊物编委。本小组的成果在新华社、美国广播公司 ABC 、《自然》、《科学》、《美国国家科学院院刊》、美国化学会会刊《C & EN》等杂志作为“科研亮点”重点报道。 |
药鼎记：外泌体现在开展得如火如荼，连有些医美行业里都出现了。但是很多人还是对它有一些陌生，尹博士可以简单易懂地科普一下吗？
尹博士：外泌体简单来说是细胞释放的纳米大小的颗粒/囊泡，直径30-100nm，非常微小，用显微镜看不到它。因为显微镜是用可见光观察物品，可见光的波长是350-400nm。可见，外泌体比可见光的波长还小，所以用显微镜看不到它，因此在很长一段时间里，我们并没有发现它。
直到80年代，有科学家发现，细胞会排出一种囊泡，这些囊泡会携带一些细胞应有的特征，显示出它区别于细胞或血小板等其他组分的独特性，这是我们人类最初发现外泌体的时候，当时并没有重视它，认为它就像我们吃了晚饭去散步顺便扔个垃圾一样，细胞也会将没用的东西排出去，认为它属于细胞代谢产生的“垃圾”。
直到2007年，发生了跨时代的、具有革命性的一项研究，Valadi教授证实了细胞分泌的外泌体中含有的mRNA以及MicroRNA均具备良好的生物活性。随后，许多研究均发现外泌体可通过携带蛋白质及核酸等成分在细胞间传递信息并发挥功能。
2013年10月，诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞囊泡（外泌体等）转运机制的3位科学家，使外泌体的研究达到了全新的高度。让外泌体震惊业界的研究发生在2015年。正常细胞及肿瘤细胞均分泌外泌体，恶性肿瘤细胞较非恶性细胞能分泌更多外泌体。通过分析外泌体可以直接获得癌细胞的基本信息。科学家通过对早期胰腺癌患者血清样本中外泌体的分析，发现glypican-1蛋白指标数显著高于正常人群，从而让有“癌中之王”之称的胰腺癌在前期诊断中露出了蛛丝马迹。从此，外泌体迎来了学者、投资人、企业等各方人员的关注。
外泌体曾经有很多名字，现在统一称为EV，也有“电动车”的意思，这从侧面说明了外泌体的作用，即可以做细胞之间的信息传递或转移，就像我们的闪送员一样。外泌体存在范围非常广，母乳、唾液、尿液、血液、肠道菌群等场所都有它的存在，可以说是几乎无处不在，可参与健康和疾病病理生理过程，起到传递信息的作用，在不同组织、不同器官、不同种属，甚至可以跨界（如细菌和人体之间）进行传递，是非常重要且潜力无限的可进行药物调控的领域，目前科研人员对它作为药物递送作用的研发较多。
外泌体：人体内具有多效性功能的细胞间运输系统（图源：Science）
药鼎记：讲得非常形象，一下就理解了。那现在外泌体国内外发展的差异有哪些呢？
尹博士：在早期发展研究阶段发现，外泌体存在于各种体液里，包括血液、唾液、母乳、尿液等，被分泌出的外泌体会进入血液、唾液、尿液、及乳汁等体液中，通过循环系统到达其他细胞与组织，产生远程调控作用，同时，在外泌体表面会有很多特殊标志物，也就可以用来区别来源。比如母亲和婴儿之间要传递譬如RNA这类分子，这对婴儿的免疫力、微环境的调控都非常重要，所以在早期最引人关注或者说很多开始做外泌体的其中一个原因，我认为是液体活检，这也是在检验领域里面非常热门的概念。
简单来说，传统的活检指的是从病灶里取出一个组织来进行分析，但其实这在疾病的发生、早期诊断和预后的判断上非常困难。比如儿童神经胶质瘤，好发于八九岁孩童的脑癌，传统活检需要做颅穿孔，做完手术切除后，在预后经过影像复查时可能还会发现有增生，就还要做穿孔。这类手术哪怕是在北京这样的大城市，也就只有比如北京天坛、301这类医院神经外科可以做，所以对其他城市的患者就比较困难，这也说明了传统活检的限制：手术复杂、患者较为折腾、耗时也长。所以如果能取些体液进行快速检测，经过医生的初步判断，或许就不用或可以判断需不需要做颅穿孔手术。这样的检测在普通医院就可以进行，也就突破了传统活检的局限性。2008年Johan Skog博士在Nature cell biology上发表的一篇有关外泌体检测的文章就开创了这样一个领域，后来他成立了名为Exosome diagnostics的公司，开发了世界上第一个使用外泌体的液体活检测试，在诊断领域做出了很多的贡献，使外泌体在早期检测上起了重要作用。这是美国的一个例子。
对包括癌症、神经退行性疾病、自身免疫疾病等疾病，如果能通过体检经过外泌体的检测就能发现这些疾病的征兆，那么就可以提前去干预譬如饮食习惯、生活、锻炼方式等，从而达到不让这类疾病进展或者进展更缓慢的情况。这些研究在2015年前后形成了一波非常热门的投资潮。Flagship partner基金投资公司一直以投早期的、开创性的项目而知名，2015年帮助孵化了Codiak Biosciences公司，他们开发了engExTM平台，能够设计和制造具有不同性质的外泌体，能够对关键细胞和细胞途径进行特异性靶向。Codiak依靠自己的核心技术和临床的优势，在2020年10月在纳斯达克成功上市。
国内外泌体研究起步稍微比国外晚了一些，但在2017年中国外泌体协会成立的时候，我们非常自豪的一点就是70%的会员都是临床医生，因为对外泌体领域最关注的人群就是临床一线工作人员，因为他们看到了比如液体活检、癌症诊疗、预判和治疗的潜力。所以在最近几年，国内企业比如江苏贝格尔、恩泽康泰、上海亿微、唯思尔康等公司也吸引了投资人的注意力。我相信在接下来的几年里，我们国内企业涉及外泌体的技术会在各个方向各自出击，很快会有各自不错的发展。
药鼎记：那么外泌体领域里最大的技术瓶颈是什么呢？
尹博士：如果只是用外泌体做一项科研项目，比如试管、培养皿，很多公司都有这个技术；但如果要做到检测或工程化，就一定需要有可大量生产的、可质控的技术了。在外泌体里，蛋白质的碎片、细胞膜、细胞器、蛋白质的聚集物等都和外泌体混杂在一起，需要将它们分离开来，但因为外泌体在显微镜下看不到，所以必须采用特殊的技术手段比如电镜去做；同时，进入工程化之后每一批生产的必须要一样，不能说这一批生产的外泌体跟下一批生产的不一样，所以质控需要严格把控。对比传统的小分子药物的生产，外泌体生产还是有比较大的差异。
总体来说，怎么进行合适的质控，确保每一次生产的外泌体是可以重复和质量控制，我觉得是整个领域最大的技术瓶颈。当然，现在各个公司或创新企业也在尝试不同的方法。比如上海亿微采用的是基于曲率和模组份的多肽探针，可特异性靶向疾病，利用人工智能的方法设计能够捕捉跟疾病最具有关联的外泌体，从而解决相关研究中对成分特异性研究不足的问题，为高特异性地检测和分离外泌体提供有效工具。在临床应用方面，它可以对癌症进行早期诊断，操作方法是取患者的一点血或其他体液，把多肽探针加进去，它就可以跟高曲率的表面结合，荧光就加强；如果有特定的外泌体的含量的话，也许就能对癌症疾病进行比较好的诊疗、判断。还比如Codiak公司使用补料分批或连续（灌注）技术将细胞在悬浮液中大规模培养以产生外泌体，生产量可达到2000L分批和500L灌注生物反应器。
药鼎记：近期外泌体在治疗中枢神经系统和自身免疫疾病方面获得了不少关注。目前免疫治疗使用得比较多的PD-1抑制剂应答率却仅20%左右。那外泌体能解决应答率低的问题吗？
尹博士：目前创新药有大约50%的资源都投入在类似于PD-1的免疫疗法里，但这类药并不是对所有患者都能产生积极作用，其中一个原因是因为不是所有的阻断点都可以响应相应的药物。根据目前的数据显示，PD-L1对亚洲人应答率更低，甚至不到20%。花了这么多资金做出来的药品，但不能产生相应的效果，就需要去探讨为什么它没有产生更好的效果呢？说法有很多，其中一个解释和外泌体有关。如果能在用药前采集带有肿瘤“信息”的外泌体，对它做个预判包括诊断和预后预测，这将大大助力临床研究。2018年，宾夕法尼亚大学、武汉大学、美国Wistar研究所等相关团队合作完成的研究项目，在《Nature》上发表了武汉大学口腔医学院陈刚副教授有关外泌体PD-L1介导免疫抑制及预测PD-1单抗疗效的研究成果。PD-L1是PD-1的配体，在正常情况下其功能是与T细胞表面的PD-1结合，从而抑制T细胞激活，以避免因T细胞过度激活而引起自身免疫病。
因此，PD-L1/PD-1在维持机体保护性免疫和免疫耐受平衡中起重要作用。在这项研究里他们发现，癌症细胞也会有自我保护的机制，如同癌症细胞发送了很多“无人机”，这些“无人机”携带了类似PD-L1的表面细胞，也就是选择性高表达PD-L1，使免疫识别不起作用，从而形成了肿瘤免疫逃逸。这就提供了一个非常新颖的思路，是不是可以收集一些外泌体，检查它们是否携带了这些标记物，从而对可能的疗效做初步的预判。除此之外，还可以用这类阻断剂打断它们的识别，从而增强疗效。在2018年陈刚的论文之后，相继在《Cell》等一系列杂志上也有不少团队发表了有关进一步研究的报道，期待外泌体能在该领域做出自己的成绩。
药鼎记：刚刚尹博士提到了“预后预测”，如何能实现这样的预判呢？
尹博士：现在越来越多的临床诊断和治疗方案的制定都趋向于标准化程序，现在对疾病比如癌症、神经退行性疾病、自免疾病等的认知已经不同于以往，现在我们知道一种疾病不单单是一个原因造成的，而是多种疾病造成的结果累积，也就有着不同的机制、机理，分型也非常多，所以哪怕是一种疾病，也需要采用不同的方式去治疗。比如白血病的分型有十余种，在前期已经做了数据的大量积累，可以通过测序确认是哪一类分型，从而选择相应的治疗方案，所以不管是在哪个地区，因为精准的疾病分型和专业的诊疗方案，治疗方案都类似，同时对预后方案的制定有非常大的帮助。外泌体因为可以进行液体活检，包含病理发生过程、疾病发展过程，再经过数据库里大量的数据对比，就可以进行清晰、简单、明确的预判。当然，这是一个比较美好的愿景，比如自免疾病的研究比癌症晚20-30年，临床分型的数量和种类远远不够，相关数据目前还不够细致。不过越来越多的企业在做这方面的研究，比如北京的百图生科，利用人工智能结合大数据的外泌体信息达到数据的积累。我还是非常期待这种类型的转化方向的。
药鼎记：现在各个行业也在不断跨界和联合，想要向更宽广的领域和更深刻的技术发展，除了高精尖的科研人员支持，还需要强大的资金援助。您现在也给很多企业做相关的咨询，也看了很多项目，从您的角度来看，什么样的公司才能获得投资者的青睐呢？
尹博士：最近这几年找我咨询最多的项目，一个是AI药物设计，另一个就是外泌体了，而且这两个领域有不少交叉和融合，包括外泌体的多组学内容，AI就是一个可以提供非常强有力工具。我刚刚提到的一些目前做外泌体比较成功的公司，他们前前后后也获得了不少投资，那么这些公司的共同点是什么呢？我认为，从投资角度来看，虽然有点老生常谈，但是确实是非常重要的一点，就是要看它是不是解决了一个没有解决的临床需求，也就是medical need。这就要求企业必须要有自己独特、核心的技术，能满足或解决临床需求，才有可能获得投资。现在国内也有不少公司在做干细胞分泌的外泌体的工程化项目，这也是我国在“十四五”规划里面明确指出的发展方向和亮点。投资人都是很聪明的，付出的真金白银都是会选择能真正解决实际问题，尤其是能突破当前技术屏障的企业。我觉得大家可以关注刚才提到有关技术瓶颈和政策支持的相关问题，相信也能有机会获得相应的投资。
总结：
正如一种疾病由多种因素导致，在创新领域研究里，也将是多学科、多领域的合作。外泌体临床应用前景广阔，已经在一些领域有了明确应用场景，但是还有更多的应用潜力有待挖掘。随着材料学、药物学、工程学、人工智能等加入外泌体转化研究队伍中，必将为其临床应用添加助力。同时国内企业在该领域目前处于早期发展阶段，还有广阔的空间有待各位能者施展拳脚。