闪耀医药界的新星:胞外体全球发展现况与愿景

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身体各个细胞以及癌细胞几乎都会分泌胞外体(exosomes,又称胞外囊泡,Extracellular Vesicles),它是直径 30-50 奈米的囊泡,外层裹覆著细胞膜,里面则包含糖类、脂质、蛋白质、以及调控细胞的 DNA、RNA 和讯息因子等物质。上述物质,能从胞外体中分离出来并且透过液态生物检体进行分析,侦测速度将远比症状出现、光学检查、或切片检查来得即时,因此作为不同疾病有用的生物标记,而且与 ctDNA 和 CTC 相比,胞外体具有高丰度、稳定性高且不易降解的特性。

胞外体具有庞大的商机,根据 BCC Research 的报告指出,全球胞外体产业,预计 2018 年达 2500 万美金,此后以 48.4% 的年复合成长率成长,2023 年达到 1 亿8000万美元。

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揭开胞外体神秘面纱 亚太地区的胞外体学术研究现况

目前科学家主要研究胞外体于癌症研究、神经生物学、干细胞研究和再生医学等领域之应用。日本国立癌症研究中心落谷孝広(Takahiro Ochiya)教授于去年(2018 年)的研究指出,肝癌细胞分泌的胞外体对人体脐静脉内皮细胞血管新生的影响以及骨髓间质干细胞(mesenchymal stem cell, MSCs)衍生胞外体治疗肺部发炎性疾病。台湾大学植物病理与微生物学系沈汤龙教授和美国康乃尔大学医学院小儿科David Lyden医师共同发现在胰脏癌肿瘤发生转移之前,胞外体可先随着血流到身体各处打造适合癌细胞发展的环境。澳洲 La Trobe 大学Andrew Hill 教授使用次世代定序 NGS 研究胞外体的 RNA 含量,并用它来开发普恩蛋白(Prion)和阿兹海默病的潜在诊断疗法。

延伸阅读:胞外体与癌症系列专文(二) 胞外体如何协助癌细胞策反?

闪耀新星诞生 产业陆续投入开发

Aegle Therapeutics、Anjarium Biosciences、Capricor Therapeutics、Creative Medical Technology Holdings、Everkine Corporation、Exogenus Therapeutics、Kimera Labs、Codiak BioSciences、Evox Therapeutics、Exosome Diagnostics、HansaBioMed、NonosomiX 等不少公司正在开发胞外体检测工具、治疗方法或药物载体等产品。胞外体诊断平台除了应用于癌症领域之外,还可望应用于免疫学、心血管疾病、传染病和中枢神经系统疾病在内的许多临床领域。胞外体诊断应用将以 63.1 %的惊人复合年增长率最终达到 1.5 亿美元。此外,使用胞外体来治疗疾病具有相当大的潜力,例如标靶肿瘤产生的胞外体,使得抗癌药物将可以更有效地工作;或者将胞外体作为药物载体,用于向肿瘤细胞标靶递送治疗性分子,例如特定致癌基因的小干扰 RNA 特异性分子。

胞外体诊断研究及产品方面,例如:2015 年 6 月,Codiak BioSciences 创始人Raghu Kalluri 在《Nature》发表论文,他们发现胰腺癌细胞胞外体中含有的 Glypican-1 蛋白可作为一种非入侵诊断和筛检早期胰腺癌的标准,同年11月,Raghu Kalluri 成立 Codiak 并获得 8000 万美元启动资金,用于将科研成果转化,随后 Codiak 又获得共计6100万美元的B轮融资,用于产品市场推广;2016 年 1 月,Exosome Diagnostics 推出全球第一个胞外体液态生物检体产品 ExoDxLung(ALK),可用于检测非小细胞型肺癌患者的 EML4-ALK 突变,目前已获得 8000 万美元融资用于开发胞外体相关液态生物检体产品。

胞外体治疗方法,例如:2017 年 5 月,ExCoBio 主要利用胞外体开发皮肤和组织再生的药用化妆品和生物药物。2018 年 5 月,Aegle Therapeutics 利用同种异体骨髓间质干细胞(mesenchymal stem cell, MSCs)分离出来的胞外体以治疗严重的皮肤病或烧烫伤,获得 FDA 核准进行人体试验,也是胞外体首次被核准进行人体试验。

药物载体方面,例如 2018 年 9 月,Google Ventures 投资 Evox Therapeutics,而 Evox 将胞外体当作药物载体,将药物输送到感兴趣的器官,例如人脑和中枢神经系统(CNS),目前也已筹集 3550 万英镑(4540万美元)的 B 轮融资。

此外,目前外泌体研究工具和试剂市场估计为 200 万美元,预计将以 20.1% 的五年复合年增长率增长。许多生命科学公司还推出了支持胞外体研究的工具和系统,包括 Beckman Coulter、Exiqon、System Biosciences(SBI)、Lonza、Thermo Fisher、Qiagen、ZenBio 等。

总结以上,胞外体的发生、生物学机制为目前学术研究重点,而其诊断、治疗或当作药物载体,也成为产业界开发的重点方向。许多科学家乐观地表示,未来有更多以胞外体为主的疾病诊断诊断技术或标靶治疗产品诞生。

延伸阅读:胞外体与癌症系列专文(三) 胞外体衍生的新兴抗癌疗法

对于胞外体研究或市场趋势有兴趣,欢迎参加 2019 亚太胞外体国际研讨会Asia-Pacific Extracellular Vesicles Conference)及 Workshop

参考资料:
1. https://www.bccresearch.com/market-research/biotechnology/exosome-diagnostics-and-therapeutics-global-markets-report-bio149b.html
2. https://www.researchgate.net/profile/Takahiro_Ochiya
3. https://www.linkedin.com/pulse/why-stem-cell-exosomes-future-cade-hildreth/
4. http://www.andyfhill.com/
5. https://blog.marketresearch.com/google-ventures-bets-big-on-exosome-therapeutics

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