胞外體於疾病檢測、診斷與治療之應用現況與趨勢

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胞外體(Exosome)最早在 1983 年首次於綿羊網織紅細胞(reticulocyte)中被發現,為細胞外囊泡(extracellular vesicles)的一種,當時認為胞外體只是細胞代謝物;至 2013 年,美國科學家 James E. Rothman、Randy W. Schekman 和德國科學家 Thomas C. Südhof 以研究胞外體等細胞內囊泡的運輸調控機制榮獲諾貝爾獎後,使得胞外體在科學研究領域嶄露頭角。而近年來,更發現胞外體在疾病診斷和治療上具有臨床應用潛力。

胞外體研究已然成為學術界的熱門話題,其在細胞間具有傳遞訊號的能力,因此,胞外體在疾病診斷和治療的潛力仍待發掘,本文將從學術期刊、藥物商情資料庫與市場報告等,分享胞外體的發展趨勢與應用現況。

胞外體的學術發展歷程

根據 PubMed 資料庫進行分析統計,以胞外體研究相關的學術期刊文章數目而言,大致上可分為 4 個階段;自 1980 至 1997 年間,每年僅以個位數的論文發表,主題為胞外體的構成、特性、生理意義等探索;接著是 1998 年至 2004 年間,每年約有 10 篇以上的論文發表,且發表數逐年成長,主題多為胞外體代謝機轉與疾病相關性等探討;2005 年至 2014 年,則每年超過 100 篇以上論文發表,內容涵蓋不同物種與胞器的胞外體來源、疾病診斷的生物標誌物與治療可行性;而受到2013年諾貝爾生理學或醫學獎影響,自 2015 年起每年爆發性的超過 1,000 篇、其內容廣泛地包括癌症、感染症、神經性疾病的診斷與治療。總體而言,自 1980 至 2020年間,共計 16,145 篇胞外體研究相關的學術期刊文章收錄在PubMed(圖一)。

圖一、PubMed 資料庫收錄關於胞外體學術期刊文章數

胞外體的應用現況

胞外體的應用現況主要為疾病的檢測、診斷與治療。由於胞外體取得的便利性及特殊結構和功能,可作為疾病診斷的生物指標;且胞外體具有較高的生物相容性和低免疫反應,可作為治療藥物或藥物傳輸載體。根據 GlobalData 資料庫,統計目前應用胞外體相關技術已上市的醫療器材產品有 6 項(表一),ExoDx Prostate Test 是一分析攝護腺癌 RNA 的風險評估;ExoEnrich 是一診斷癌症的胞外體分離試劑盒;ExomeNext Assay 是一診斷遺傳疾病的次世代定序分析;KidneyCell Plus是一生物電信號控制蛋白釋放以逆轉腎衰竭平台;Hemopurifier是一體外分離純化病毒和促癌胞外體(cancer-promoting exosomes)設備。此外,尚在研發中的醫材產品有 55 項,分別為進行核准中有 1 項、臨床試驗有 31 項、臨床前實驗有 2 項與早期研發有 21 項。

表一、胞外體已上市醫療器材產品

在藥物方面,目前雖無相關產品上市,但研發中產品有 132 項(50% 以上是生物製劑),適應症主要為癌症、感染症、心血管疾病等,分別為探索階段有 52 項、臨床前實驗有 63 項、新藥臨床試驗階段(IND)有 2 項、臨床一期有 10 項與臨床二期有 5 項。其中進度最快的臨床二期 5 個產品如表二所示,CDK-002 與RioDERM 為藥物傳輸載體,用以治療癌症、感染症與皮膚病;DB-001、miRNA activating oligonucleotides、XoGlo 為治療藥物,用以治療 COVID-19 相關急性呼吸窘迫症候群與急性缺血性中風。

表二、胞外體研發中臨床二期藥物

胞外體的市場趨勢與挑戰

根據 Verified Market Research 在 2020 年 12 月的報告指出,全球 2019 年胞外體診斷和治療市場值為 0.5 億美元,預計 2027 年達到 6.2 億美元,複合年增長率為約 38.3%。全球胞外體診斷和治療市場的增加,主要來自癌症發生率與慢性病盛行率的上升。

此外,值得注意的是,雖然胞外體診斷和治療的市場需求顯著的增加,但其研發、驗證與製造的成本及未來法規的規範等因素,將會影響銷售市場。

延伸閱讀:阿茲海默症診斷和治療明日之星:胞外體

參考資料:
1. PubMed Central
2. Verified Market Research™
3. GlobalData

作者:鄭凱元 & 廖佑倫/生醫商品化中心–藥品領域
校稿:基因線上編輯部

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