細胞並非孤立存在,而是藉由各種訊號分子與細胞外囊泡進行密切溝通。其中,外泌體(Exosomes),扮演著傳遞蛋白質、核酸和其他生物活性分子的「信使」角色。近年來,外泌體逐漸從「細胞廢棄物」的誤解中走出,成為再生醫學、腫瘤診斷以及醫美產品中的新興焦點。本文將釐清外泌體與細胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)的關係、外泌體功能與應用以及台灣外泌體法規現況,並探討其未來發展潛力與挑戰。
外泌體是細胞外囊泡的重要子類型
細胞外囊泡是細胞釋放到細胞外環境中的一類膜狀囊泡總稱,包含多種子類型,包含微囊泡(Microvesicles/Ectosomes, 微泡)、凋亡小體(Apoptotic bodies)等,其中最常被研究與應用的就是外泌體。外泌體通常指直徑約 30–150 奈米,包裹於雙層脂質膜內的小囊泡,含有細胞來源的蛋白質、核糖核酸、小分子核糖核酸(microRNAs)以及其他調控分子,常被視為具有傳遞訊息與治療潛力的關鍵載體。
值得注意的是微泡(Ectosomes)是直接從細胞膜產生的;而外泌體則是在多囊泡體(multivesicular bodies, MVBs)內部累積,並在多囊泡體經胞吐作用(exocytosis)釋放時排出至細胞外。
由於目前技術上仍無法完全區分不同囊泡類型,也包括醫療實務中要區分條件培養液(Conditioned media)與 EVs (也包括外泌體)是有困難的。國際細胞外囊泡學會(ISEV)在其《2023 年細胞外囊泡研究最低資訊準則》(MISEV2023)中建議,在尚未明確鑑定來源前,使用「EVs」一詞作為中性科學用語,並以尺寸或是否經人工介入等其他方式來區分 EVs 的子分類。而生物發生途徑相關詞彙如 Exosome 或 Ectosome 等,該準則不鼓勵使用。因此,在應用或臨床研究語境中,EVs 與外泌體雖然經常交替使用,但實際上外泌體只是 EVs 的一個重要子類型。
外泌體生物特性與潛在研究開發方向
根據《外泌體:新興的診斷治療工具》一文指出,外泌體可由不同型態的細胞釋出,包括巨噬細胞,上皮細胞,和腫瘤細胞等。除了血液中存在外泌體,許多體液中,例如唾液、乳汁、腦脊髓液 、腹水、羊水和尿液也可發現其存在。一般而言人類外泌體在人體內自然產生,且不易引起免疫原性反應,因而不會激發宿主的免疫反應。在臨床上,它們被視為生物標記物開發及早期疾病檢測相關應用的理想對象。此外,外泌體近年來因其作為藥物傳遞載體的潛力而受到關注,可望改善藥物設計過程中,藥物分子相關的副作用、非目標效應以及藥物動力學等方面。
由於外泌體能夠系統性地傳輸細胞物質,並反映供體細胞的生理狀態,因此可影響與發炎、中樞神經系統溝通、免疫反應以及各種組織修復相關的各種過程。它們的磷脂雙層膜含有如神經醯胺和膽固醇等脂質結構,這些結構有助於在宿主細胞與細胞外環境之間進行物質分類、分泌和訊號傳遞。外泌體內豐富的 RNA 在各種生理過程中扮演著關鍵角色,尤其是在不同疾病狀態和進程因子中。例如,外泌體參與傳遞病原體(例如病毒顆粒),以及與腫瘤進程相關的環狀RNA(circRNAs)等核酸。一些研究已顯示,外泌體可作為癌症等疾病早期診斷和監控的潛在生物標記物。因此,外泌體可被視為治療和早期疾病檢測的重要工具。
疾病診斷方面,以腫瘤液態切片檢測標的為例,根據財團法人醫藥品查驗中心,外泌體相較於當前腫瘤檢測手段,如附表顯示,有其獨有優勢與對應的缺點, 值得關注的是,外泌體分離與純化不只在腫瘤液態切片檢測標的這一應用成為關鍵,在外泌體研究、商業化、以及其他諸多外泌體相關領域,分離與純化是規模化生產的必經考驗。
檢測標的類型 | 優點 | 缺點 |
循環腫瘤細胞(CTC) | 適用於癌細胞之型態與基因表現狀況評估、功能性檢測 | 低表現量、低專一性、難以建立標準化流程、受限於 CTC 異質性 |
循環腫瘤DNA(ctDNA) | 高靈敏度、更新迅速、反映腫瘤特異性基因變異 | 低表現量、易受其他游離 DNA 干擾、不適用功能性檢測 |
外泌體(Exosomes) | 高靈敏度、血中濃度高、攜帶多種訊息因子、高穩定度 | 分離或純化不易、難以建立標準化流程、難以分離特定 EVs 子群體、不適用功能性檢測 |
資料來源:財團法人醫藥品查驗中心 製表:基因線上 |
台灣外泌體市場應用層面,醫美領域與植物來源最常見
根據台灣衛生福利部(衛福部),目前外泌體消費型市場方面以再生醫學最廣為人知,而醫美市場則是眾多廠商最普遍的商品投放場域,包含美容護膚產品與健髮外泌體的相關應用。此外,台灣不少生技廠商也進行包含癌症、心臟病、眼科疾病、老年疾病、關節炎、腦部疾病和糖尿病等疾病相關的外泌體實證研究,惟均處於臨床試驗探索階段。
當前再生醫療及醫美市場仍以非人源性動植物外泌體為主,其中又以植物外泌體發展最為普遍及安全,主因為取得難度較低,原料成本相對低廉,以及萃取過程最為穩定。植物衍生之類外泌體樣態奈米粒子(PELNs:plant-derived exosome-like nanoparticles)是從植物的多囊體中提取而來,目前常見的植物外泌體來自蘆薈,葡萄柚、薑、青花菜、葡萄、人蔘、玫瑰、積雪草等,主要用於醫美護膚修護等產品。除用在外敷保養品外,生技廠商也利用微創技術將外泌體包覆,使其有效成分能成功導入皮膚。
台灣外泌體當前法規管制挑戰
有鑑於外泌體相關治療的臨床試驗多處於探索階段,尚未完成人體試驗以驗證療效,且台灣尚未核准外泌體之治療行為,醫療機構執行新醫療技術人體試驗前,必須擬定計畫,經中央主管機關申請核准後才能執行外泌體相關治療。此外,當前台灣開放可以使用人類來源之外泌體作為化妝品原料,而植物衍生之外泌體則陸續由國際化妝品成分命名法(INCI)認證。
衛福部表示,在外泌體醫療應用方面,根據 2024 年 6 月發布的再生醫療雙法,已將外泌體產品納管,由衛生福利部食品藥物管理署(Taiwan Food and Drug Administration, TFDA)監管。此外,考量細胞外囊泡製劑目前已有許多產學研單位投入相關項目開發,而台灣尚未發布針對此類產品法規,財團法人醫藥品查驗中心於 2025 年 1 月 16 日提供「細胞外囊泡製劑製造與管制之研發策略指導原則-第二版」盼能提供產業於研發階段的策略參考,及闡述品質相關法規科學建議。
台灣外泌體產業法規尚不完備,有賴產官學研各方先進磋商溝通取得共識,並以嚴謹務實的態度推進相關療法研究,衷心盼望外泌體產業在台灣發光發熱,為生技產業成長注入一股新力量。
參考資料:
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2.https://www.tma.tw/ltk/112661003.pdf
3.https://www.isev.org/misev
4.https://geneonline.news/challenges-and-regulations-of-extracellular-vesicles-in-clinical-development/
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9.https://celltherapy.mohw.gov.tw/education_page.htm?id=120
10.https://geneonline.news/the-booming-exosome-market-taiwans-biotech-industry-gears-up-for-action/
11..https://www.mohw.gov.tw/cp-16-78933-1.html