近年,各種病毒如新冠、合胞病毒、手足口病病毒和咽峽炎病毒等接連不斷,給人們帶來了巨大的困擾。這些病毒的反復(fù)感染可導(dǎo)致肺部出現(xiàn)慢性損傷,進而影響肺功能。這些呼吸道疾病的癥狀主要包括發(fā)燒、咳嗽、咽痛、流鼻涕、打噴嚏、呼吸困難等,嚴重者還可能出現(xiàn)肺部損傷、呼吸衰竭、敗血癥、腦膜炎、心包炎等并發(fā)癥。
呼吸道疾病不僅對患者的肺部功能造成損害,還可能引起全身的炎癥反應(yīng),導(dǎo)致免疫系統(tǒng)失衡,增加其他疾病的風(fēng)險。
肺部疾病傳統(tǒng)的治療方法包括口服藥物和吸入治療。傳統(tǒng)的治療方法雖然可以緩解癥狀、控制感染、改善呼吸功能,但也存在一些局限性,如藥物耐藥性、副作用、療效不穩(wěn)定、費用高昂等。因此,有必要尋找一種新的、安全的、有效的、經(jīng)濟的呼吸道疾病治療方法,以滿足廣大患者的需求。
新型治療方法:干細胞外泌體霧化
外泌體是一種由活細胞分泌的微小囊泡,直徑約為30-150納米,具有典型的脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)。這些外泌體攜帶和傳遞著各種復(fù)雜的信號分子,如mRNA、miRNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和代謝物等,并在機體的生理過程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。
外泌體具有將信號分子遞送到其他細胞的固有靶向能力,可以作為細胞之間物質(zhì)和信號通訊的途徑。它們能夠通過旁分泌或內(nèi)分泌的方式作用于組織和細胞。
干細胞外泌體霧化,是利用干細胞外泌體攜帶的生物活性物質(zhì),通過霧化吸入的方式直接作用于肺部病變部位。這種方法不僅可以提高藥物在病變部位的濃度,還可以減少全身副作用。
外泌體修復(fù)肺部損傷的原理
1、霧化外泌體的作用原理
利用霧化器將外泌體溶液霧化成細小的顆粒,然后通過吸入的方式將外泌體送達肺部的細支氣管和肺泡,與肺部的受體細胞相互作用,發(fā)揮其抗炎、抗氧化、抗纖維化、促進肺組織修復(fù)和再生的作用,從而改善肺部損傷和功能障礙。
外泌體吸入肺部后,大部分外泌體會在幾個小時內(nèi)起到抗炎作用,少部分外泌體會進入血液循環(huán)或淋巴系統(tǒng),從而產(chǎn)生其他功能,促進損壞組織的修復(fù)與再生。
外泌體結(jié)構(gòu)模式圖
2、外泌體的修復(fù)機制
抗炎作用:外泌體可以通過轉(zhuǎn)移miRNA、蛋白質(zhì)等分子,調(diào)節(jié)肺部的炎癥反應(yīng),抑制炎癥細胞的浸潤和活化,降低炎癥因子的釋放,減輕肺部的炎癥損傷。
抗氧化作用:外泌體可以通過轉(zhuǎn)移抗氧化酶、抗氧化因子等分子,清除肺部的活性氧和自由基,保護肺部的抗氧化防御系統(tǒng),減輕氧化應(yīng)激的損傷。
抗纖維化作用:外泌體可以通過轉(zhuǎn)移miRNA、蛋白質(zhì)等分子,抑制肺成纖維細胞的增殖、分化、遷移和胞外基質(zhì)的合成,降低轉(zhuǎn)化生長因子β和平滑肌肌動蛋白等纖維化標志物的表達,減少肺部的纖維瘢痕組織的形成。
促進肺組織修復(fù)和再生:外泌體可以通過轉(zhuǎn)移生長因子、轉(zhuǎn)錄因子、miRNA等分子,激活肺部的內(nèi)源性干細胞或前體細胞,促進肺泡上皮細胞和毛細血管內(nèi)皮細胞的增殖、分化、遷移和重塑,恢復(fù)肺部的結(jié)構(gòu)和功能。
采用過濾除菌等手段,減少了細胞制劑污染的可能性,降低了人體副反應(yīng)。
外泌體發(fā)揮對肺保護作用的機制
3、外泌體霧化的主要效果
緩解肺炎癥狀:霧化外泌體可以抑制肺部的炎癥反應(yīng),減少痰液的分泌,緩解咳嗽的刺激和痛苦。
增強肺部免疫和抗感染:霧化外泌體可以調(diào)節(jié)肺部的免疫平衡,增強機體的抗病毒和抗細菌的能力,預(yù)防感染的發(fā)生和復(fù)發(fā)。
改善肺部血液循環(huán)和氧合度:霧化外泌體可以促進肺部的血管生成和微循環(huán),改善肺部的氧合和通氣,提高血氧飽和度,降低低氧血癥的風(fēng)險,防止肺部的缺血和壞死,減少肺炎的嚴重程度。
恢復(fù)肺部彈性和功能:霧化外泌體可以恢復(fù)肺部的彈性和容積,提高肺功能的各項指標,如肺活量、一秒用力呼氣量、最大呼氣流量等。
緩解呼吸困難癥狀:霧化外泌體可以改善肺部疾病患者的呼吸困難、胸悶、氣促、乏力等癥狀,提高患者的精神狀態(tài)和情緒,增加患者的運動能力和社會活動。
采用過濾除菌等手段,減少了細胞制劑污染的可能性,降低了人體副反應(yīng)。
干細胞外泌體霧化治療肺炎安全可行
在中國臨床試驗注冊中心登記注冊的《間充質(zhì)干細胞外泌體霧化吸入治療新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的關(guān)鍵技術(shù)研究》項目(ChiCTR2000030261)中,其目的是利用干細胞外泌體的抑制炎癥因子和增強機體免疫力的作用,通過霧化吸入肺直接接觸病灶的方式,促進新冠病毒肺炎患者早日康復(fù),減少并發(fā)癥。
以上臨床試驗成果于2022年發(fā)表在《Stem Cell Reviews and Reports》雜志(2022年影響因子6.692)。研究人員對7例新冠肺炎患者(2名重癥、5名輕癥)進行了間充質(zhì)干細胞(MSCs)外泌體霧化治療試驗,結(jié)果表明:干細胞來源的外泌體霧化治療新冠肺炎安全可行,同時MSC外泌體霧化治療可以促進肺部病變的吸收,并縮短輕度新冠肺炎患者的住院時間。除此之外,在感染早期對MSC衍生的外泌體進行霧化治療可能對患者更有利。
△研究人員對7例新冠肺炎患者(2名重癥、5名輕癥)進行了間充質(zhì)干細胞(MSCs)外泌體霧化治療試驗,并評估了主要的安全性和療效結(jié)果。
采用過濾除菌等手段,減少了細胞制劑污染的可能性,降低了人體副反應(yīng)。
結(jié)語
霧化外泌體是一種利用外泌體的生物活性分子,通過霧化吸入的方式,直接送達肺部,發(fā)揮其抗炎、抗氧化、抗纖維化、促進肺組織修復(fù)和再生的作用,從而改善肺部損傷和功能障礙的方法。
霧化外泌體具有便捷、安全、有效、經(jīng)濟等優(yōu)點 ,適用于新冠肺炎、慢性阻塞性肺病、肺纖維化、肺動脈高壓等肺部疾病。
肺部外泌體獨家專利技術(shù)——UC-MSCs/PL-MSCs
軍科院技術(shù)團隊獨家前沿技術(shù),采用*100%人臍帶間充質(zhì)干細胞鮮活外泌體-霧化液,高效提取五大生物因子,多維度預(yù)防及治療多種肺部疾病發(fā)生。