外泌體破解慢性傷口與疤痕難題的最新研究進展
一、傷口癒合的“攔路虎”
正常傷口癒合分4個階段:
止血期:血管收縮,血小板形成血凝塊封堵傷口;
炎症期:免疫細胞清除病原體與壞死組織,啟動修復;
增殖期:各類細胞活化,促進血管生成與上皮再生;
重塑期:膠原纖維重排,形成成熟疤痕。
流程“卡殼”會導致兩類問題:一是慢性傷口,即3個月未愈的潰瘍,如糖尿病潰瘍(高血糖引發氧化應激)、壓力性潰瘍(骨突受壓致壞死),核心特徵是“炎症不消、再生無力”;二是病理性疤痕,由成纖維細胞異常增殖導致,與免疫失調、機械張力、缺氧相關。
遺憾的是,現有治療存在瓶頸:細胞治療有免疫排斥與倫理爭議;天然藥物靶向性差、易降解。而外泌體的出現,恰好填補了空白。
二、外泌體:從“細胞信使”到治療“潛力股”
外泌體是細胞分泌的30-150nm脂質囊泡,包裹蛋白質、mRNA等活性物質,相當於細胞間的“納米快遞”。與其他療法相比,天然外泌體有三大優勢:
安全性高:無免疫原性、致瘤性,規避幹細胞治療風險;
穩定性強:脂質膜保護內容物不被降解,更耐儲存;
靶向性初顯:表面蛋白可初步識別靶組織。
其作用機制有三種:“表面對接”啟動信號、“內部投遞”釋放內容物、“直接融合”傳遞物質。但天然外泌體存在靶向性差、有效成分少、產量低等問題。為此,科學家開發了工程化外泌體(eExo),通過改造實現按需定制,增強靶向性與“4種促進”、“5種抵抗”效應。
“4種促進”效應是工程化外泌體促進傷口再生的核心能力,包含:
促血管生成:通過攜帶VEGF(血管內皮生長因數)相關miRNA(如miR-31-5p),啟動內皮細胞增殖與遷移,在慢性傷口缺氧區域形成新血管,為修復提供氧氣與營養;促細胞增殖:調控成纖維細胞、角質形成細胞活性,加速肉芽組織生長與上皮細胞覆蓋,縮短傷口閉合時間,尤其對糖尿病患者因高糖抑制的細胞增殖有顯著恢復作用;促ECM(細胞外基質)沉積:引導成纖維細胞合成膠原蛋白、彈性蛋白等ECM成分,並減少異常沉積,避免疤痕過度形成;促神經再生:攜帶神經營養因數相關信號分子,修復傷口區域受損神經末梢,緩解慢性傷口伴隨的疼痛、麻木,同時改善皮膚感知功能。
“5種抵抗”效應則為傷口癒合掃清障礙,包含:
抗炎:抑制NF-κB等炎症通路,減少TNF-α、IL-6等促炎因數釋放,將慢性傷口的“持續炎症”轉為“可控炎症”,為修復階段鋪路;抗纖維化:下調TGF-β1等促纖維化因數,抑制成纖維細胞過度活化,防止膠原蛋白無序堆積,減少增生性疤痕形成;抗凋亡:通過啟動PI3K/AKT通路,保護傷口區域的上皮細胞、內皮細胞免受氧化應激損傷,降低細胞凋亡率,維持修復細胞數量;抗衰:清除傷口局部衰老細胞(如衰老成纖維細胞),減少衰老相關分泌表型(SASP)對修復的干擾,恢復細胞修復活力;抗氧化:攜帶SOD(超氧化物歧化酶)、谷胱甘肽等抗氧化物質,中和慢性傷口中過量的活性氧(ROS),打破“氧化應激-細胞損傷”的惡性循環。
三、從實驗室到臨床的進展與挑戰
臨床前研究:動物模型顯效
96.6%研究集中在齧齒類動物。糖尿病小鼠模型中,iPSC來源外泌體減少炎症、縮小傷口;兔耳疤痕模型中,載miR-141-3p外泌體減少疤痕厚度[1]。但小鼠皮膚與人類差異大,需大動物模型進一步驗證。
臨床研究:初現安全與有效
截至2025年,多項臨床研究啟動。韓國一項前瞻性、雙盲、隨機、半臉對照研究中,“脂肪幹細胞外泌體+鐳射”改善痤瘡疤痕,紅腫輕恢復快;美國IIa期研究(NCT06319287)評估外泌體產品治糖尿病足潰瘍效果;中國也有多項研究開展,例如半臉對照研究(NCT06279039)評估含外泌體的液體敷料對鐳射治療後患者康復的影響,人脂肪組織來源外泌體促進傷口癒合的初步研究(NCT05475418)。但需大規模研究驗證長期療效。
研究編號/PMID | 疾病/症狀 | 治療 | 研究階段 | 研究指標 |
NCT04134676 | 慢性潰瘍 | 條件培養基 | Phase 1 | 2周時潰瘍大小、肉芽組織、水腫和紅斑 |
ACTRN12620000944932 | 傷口 | 血小板衍生EV | Phase 1 | 不良事件和傷口癒合時間 |
NCT02565264 | 潰瘍 | 血漿來源的外泌體 | Phase 1 | 28天時潰瘍大小和疼痛 |
33073298 | 痤瘡疤痕 | ASC衍生外泌體 | Phase 1 | 3周時瘢痕改善和副作用的評價 |
NCT04326959 | 疤痕 | UCSC-CM | Phase 1 & 2 | 3個月時瘢痕疙瘩的免疫組織化學、組織病理學和影像學 |
NCT06319287 | 糖尿病足潰瘍 | PEP/TISSEEL | Phase 2 | 12周時傷口面積減少百分比 |
NCT05887804 | 疤痕 | UCSC-CM | Phase 4 | 15周時瘢痕疙瘩體積減少,17周時POSAS評分降低 |
NCT06253975 | 傷口癒合 | AT-EV | n/a | 10周時傷口癒合率 |
NCT05475418 | 創傷和損傷 | AT-exo | n/a | 4周時傷口癒合率 |
ASC,脂肪源性幹細胞;EV,細胞外囊泡;AT-exo,脂肪組織來源的外泌體;UCS-CM,臍帶間充質幹細胞衍生條件培養基;PEP,純化的外泌體產物;POSAS,患者和觀察者瘢痕評估量表
核心挑戰:規模化、安全與監管
規模化生產難:實驗室產量低,臨床需標準化流程保證批次品質;
免疫原性風險:異體外泌體或引發反應,自體外泌體成本高、週期長;
監管缺失:全球無統一指南,延緩轉化。
結語:未來展望
工程化外泌體兼具生物相容性與精准治療能力,未來研究將聚焦三方面:優化改造技術,提升cargo載入效率;改進遞送系統,延長體內滯留時間;明確作用機制,找到關鍵療效分子。從“納米碎片”到“治療工具”,外泌體發展僅數十年。隨著技術與監管完善,未來它或將走進臨床,讓慢性傷口不再“難愈”,疤痕不再“難纏”。
參考資料
1.Kwon, Hyuck Hoon, et al. “Combination treatment with human adipose tissue stem cell-derived exosomes and fractional CO2 laser for acne scars: a 12-week prospective, double-blind, randomized, split-face study.” Acta dermato-venereologica 100.18 (2020): 5913.
2.Liu, Chuanqi, et al. “Precision exosome engineering for enhanced wound healing and scar revision.” Journal of Translational Medicine 23.1 (2025): 578.
3.Dandoulakis, MD, E. . “Exosomes As A Revolutionary Tool In Wound Healing And Skin Regeneration: Current Evidence And Therapeutic Potential”. Journal of Neonatal Surgery, vol. 14, no. 32S, July 2025, pp. 5817-29