外(wài)泌體(tǐ)霧化吸入法通過鼻腔吸入形式,利用外(wài)泌體(tǐ)加靶向蛋白(bái)修複被新冠肺炎損傷的肺部,抑制免疫系統風暴,從而系統性治療新冠肺炎病毒對肺部的損傷。
肺髒本身的疾病或全身性疾病的肺部表現。呼吸系統由呼吸道(鼻、咽、喉、氣管和各級支氣管)和肺泡組成。
肺髒是呼吸系統的主要器官,肺部疾病屬于呼吸系統疾病。人體(tǐ)爲了完成新陳代謝需要不斷從空氣中(zhōng)攝取氧氣和排出二氧化碳(氣體(tǐ)交換),這種氣體(tǐ)交換稱呼吸。氣體(tǐ)經過血液運輸到達組織後血液與組織細胞或組織液之間的氣體(tǐ)交換稱内呼吸(亦叫組織呼吸)。新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)在某些重症及危重症患者中(zhōng)會引起細胞因子風暴綜合征(Cytokinestorm syndrome)和急性呼吸窘迫綜合征(Acute respiratorydistresssyndrome, ARDS),并可危害生(shēng)命。早前就有一(yī)項針對11名COVID-19相關急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)患者的研究表明,靜脈輸注(60×10^7個細胞)人臍帶間充質幹細胞(UC-MSCs)或胎盤間充質幹細胞(PL-MSCs)可迅速改善呼吸窘迫症狀,減少過度的炎症反應,促進患者肺部病變的恢複,沒有發生(shēng)安全風險。而MSCs-Exo(外(wài)泌體(tǐ))在肺損傷模型中(zhōng),具有與MSCs(充質幹細胞) 相似的治療特性,且更易于制備、儲存和使用。新療法——幹細胞外(wài)泌體(tǐ)霧化吸入療法
2022年5月26日于知(zhī)名期刊《幹細胞與治療》上刊載過一(yī)篇來自中(zhōng)國武漢、上海、北(běi)京三地的學者共同參與了一(yī)項與新冠狀病毒相關的研究。研究人員(yuán)将源自人異體(tǐ)脂肪間充質幹細胞的衍生(shēng)物(wù)——外(wài)泌體(tǐ)(haMSCs-Exos)以霧化吸入形式對7名重症COVID-19患者進行幹預,初步研究結果顯示參與者肺部損傷得到顯著改善。
外(wài)泌體(tǐ)(Exosome),是包含了複雜(zá) RNA 和蛋白(bái)質的小(xiǎo)膜泡,具有脂質雙層膜結構,能夠攜帶并轉移與細胞來源相關的多種蛋白(bái)質、脂質和核酸,作爲信号分(fēn)子傳遞給其他細胞參與細胞活動的重要調控,影響靶細胞的生(shēng)理活動,介導細胞間信号轉導及免疫調節等生(shēng)物(wù)學效應。
外(wài)泌體(tǐ)霧化吸入法通過鼻腔吸入形式,利用外(wài)泌體(tǐ)加靶向蛋白(bái)修複被新冠肺炎損傷的肺部,抑制免疫系統風暴,從而系統性治療新冠肺炎病毒對肺部的損傷。修複肺損傷
利用外(wài)泌體(tǐ)開(kāi)發治療肺纖維化霧化療法
《自然》旗下(xià)的Nature Communications2020年2月在線發表的一(yī)項研究,爲肺纖維化患者提供了一(yī)種潛在的無創治療手段。來自北(běi)卡羅萊納州立大(dà)學的研究團隊報告,利用霧化吸入的方式輸送肺幹細胞分(fēn)泌物(wù),可幫助小(xiǎo)鼠和大(dà)鼠修複肺纖維化所緻的肺損傷。
▲吸入LSC-Sec讓小(xiǎo)鼠的肺纖維化顯著緩解
研究團隊開(kāi)發了肺球細胞來源的肺幹細胞(Lung Spheroid Cells,簡稱LSC),利用幹細胞強大(dà)的增殖分(fēn)化和旁分(fēn)泌能力讓肺組織再生(shēng)。這種潛在的幹細胞療法獲得FDA批準正在北(běi)卡羅來納大(dà)學醫院展開(kāi)一(yī)期臨床試驗。研究發現,LSC主要通過其細胞分(fēn)泌組來發揮治療作用。細胞分(fēn)泌組是LSC釋放(fàng)到細胞外(wài)的各種生(shēng)物(wù)活性産物(wù),包括外(wài)泌體(tǐ)和其他可溶性細胞因子。可以使用有效的分(fēn)泌産物(wù)代替實際細胞,在保留幹細胞的治療益處同時,還可以減少潛在的安全問題。研究人員(yuán)在此次新工(gōng)作中(zhōng)收集了LSC分(fēn)泌組和外(wài)泌體(tǐ),驗證其治療肺纖維化的可行性。分(fēn)别通過給小(xiǎo)鼠氣管灌注化學物(wù)質博萊黴素(bleomycin)直接引起細胞損傷,以及用二氧化矽顆粒模拟塵肺,誘導出兩種不同類型的肺纖維化。設計了噴霧裝置,讓動物(wù)将LSC分(fēn)泌組(LSC-Sec)或是外(wài)泌體(tǐ)(LSC-Exo)吸入肺部。此外(wài),研究人員(yuán)還以另一(yī)種幹細胞的分(fēn)泌産物(wù),即來源于間充質幹細胞(MSC)的分(fēn)泌組或外(wài)泌體(tǐ)作爲對照的治療藥物(wù)。結果表明,在博萊黴素誘導的小(xiǎo)鼠肺纖維化模型中(zhōng),相比生(shēng)理鹽水對照,吸入LSC分(fēn)泌組治療後,肺纖維化減少近50%,并與健康組無統計學差異,幾乎達到了完全緩解。這一(yī)效果比MSC的分(fēn)泌組更好,後者僅減少了32.4%。而在二氧化矽誘導的塵肺肺纖維化小(xiǎo)鼠模型中(zhōng),LSC外(wài)泌組治療後的肺纖維化減少了26%,也優于MSC外(wài)泌組(16.9%)的治療效果。科研人員(yuán)發現,單獨使用LSC外(wài)泌體(tǐ)吸入治療具有與LSC全分(fēn)泌組類似的效果,但全分(fēn)泌組吸入仍然是更有效的治療方法。在中(zhōng)國臨床試驗注冊中(zhōng)心登記注冊的《間充質幹細胞外(wài)泌體(tǐ)霧化吸入治療新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的關鍵技術研究》項目(ChiCTR2000030261),其目的是利用幹細胞外(wài)泌體(tǐ)的抑制炎症因子和增強機體(tǐ)免疫力的作用,通過霧化吸入肺直接接觸病竈的方式,促進新冠病毒肺炎患者早日康複,減少并發症。研究人員(yuán)突破了給藥途徑的局限,在方法學上嘗試創新,将外(wài)泌體(tǐ)霧化後吸引人體(tǐ),起到修複新冠病毒給肺部帶來的損傷的作用。實驗過程:7名與COVID-19相關的重症肺炎患者(4男3女,43-70歲),連續5天接受了霧化的 haMSC-Exos氣霧劑(2.0×10^9納米囊泡)吸入治療,7人在入院發病時都在發燒。
其中(zhōng)有5名患者患有基礎慢(màn)性疾病,包括高血壓、糖尿病、慢(màn)性阻塞性肺病(COPD)和甲狀腺功能亢進。他們都接受了抗病毒和抗生(shēng)素或抗真菌治療。此外(wài),3名患者接受了皮質類固醇治療,而4名患者接受了恢複期血漿輸注。
在爲期五天的氣溶膠吸入過程中(zhōng),七名患者的生(shēng)命體(tǐ)征(體(tǐ)溫、心率、呼吸頻(pín)率和氧飽和度)保持穩定(下(xià)圖A-D)。
在炎症方面,觀察到下(xià)降趨勢,包括6人出現C反應蛋白(bái)下(xià)降、5人白(bái)細胞介素6(IL-6)下(xià)降,6個乳酸脫氫酶(LDH)減少。7名患者的CT評分(fēn)值在氣霧劑治療後均下(xià)降(見下(xià)圖E-K)。
所有患者在氣溶膠吸入haMSC-Exos後肺部病變不同程度的消退,其中(zhōng)一(yī)位70歲女性患者的肺部影像改善最爲明顯,也有患者出現浸潤和磨玻璃影消失(見下(xià)圖)。
▲患者吸入haMSC-Exos前後胸部 CT 掃描的變化
該項試驗的結果表明,在參與受試的COVID-19患者中(zhōng),所有霧化吸入間充質幹細胞衍生(shēng)外(wài)泌體(tǐ)的參與者的肺部炎症,得到了不同程度的改善,無預先指定的不良事件。結論:幹細胞外(wài)泌體(tǐ)霧化後吸入療法,能修複新冠病毒給肺部帶來的損傷,突破了給藥途徑的局限。
▲霧化治療後患者的随訪反饋