这几年，每当提起陶勇的名字，总伴随着人们的心疼与惋惜。27岁时，陶勇从北京大学医学部以眼科学博士毕业；31岁，在葡萄膜炎专科门诊开诊；37岁，成为教授、博士生导师。可以说，他的人生曾是医学博士的成长范本，却在最重要的人生阶段遭遇一场意外。
2020年1月20日，一名男子突然持刀进入诊室将陶勇砍伤，这起恶性伤医事件引起社会高度关注。事件中，陶勇头上被砍了三刀，左胳膊、右胳膊前臂、左手的掌中以及背后多处骨折，神经、肌肉、血管断裂……伤情一度让他陷入“人生中最为黑暗和沮丧”的时刻。
陶勇医生
手部受伤打乱了陶勇既往的工作节奏，走出阴影后，他将精力更多地放在指导和培养年轻医生及科研和成果转化上，今年5月，陶勇重新拿起手术刀冲上微博热搜。与此同时，他表示要用“科技”这把更厉害的“手术刀”给患者继续治病。
刚刚，中国科学院过程工程研究所马光辉院士、魏炜研究员和首都医科大学附属北京朝阳医院眼科医生陶勇合作的最新成果以题为“Exosome-loaded degradable polymeric microcapsules for the treatment of vitreoretinal diseases”发表在最新一期《Nature Biomedical Engineering》上。他们报告了外泌体负载的具有微米孔隙的可降解聚（乳酸-共-乙醇酸）微胶囊在治疗玻璃体视网膜疾病方面的疗效。在小鼠视网膜缺血再灌注损伤模型中进行玻璃体内注射时，封装了小鼠间充质干细胞衍生的外泌体的微囊沉积在玻璃体下腔，在一个多月的降解过程中释放外泌体，并使视网膜厚度恢复到接近健康视网膜的厚度。在患有分枝杆菌葡萄膜炎的小鼠和非人灵长类动物中，通过玻璃体内注射装有猴调节性T细胞外泌体的微囊，可显著降低炎症细胞的水平。这种可冻干的外泌体微囊可为玻璃体视网膜疾病提供替代治疗方案。
【背景与设计策略】
玻璃体视网膜疾病包括多种危及视力的疾病，可导致严重的不可逆视力丧失。目前临床上治疗玻璃体视网膜疾病的疗效普遍不尽如人意，而且治疗往往会产生多种副作用。此外，经常需要重复治疗，导致患者依从性差。
近年来，研究人员一直在探索眼科细胞疗法的可能性。尽管取得了一些积极成果，但眼科细胞疗法也遇到了一系列问题，如细胞存活率低、细胞表型不稳定、需要严格的储存条件等，限制了这些细胞技术在临床上的可行性。
众所周知，许多细胞类型的治疗效果都涉及旁分泌机制。因此，研究人员探索了利用更稳定的细胞分泌成分（如外泌体）作为治疗成分来治疗眼部疾病的可能性。受此启发，研究人员提出了一种 "伪细胞 "制剂平台。首先，他们采用梯度离心和超速离心相结合的典型方法从细胞上清液中分离出外泌体。然后，他们将外泌体（Exo）装入聚乳酸-聚乙二醇酸（PLGA）微胶囊（Cap）稳定的多腔内部，并诱导温和的自愈合过程，在这一过程中，表层孔隙愈合，产生了"ExoCap"假细胞。在确认了其冻干储存的能力后，研究人员观察到，玻璃体内注射后，ExoCap会在玻璃体腔的下部区域沉积，随着微囊的降解，治疗外泌体也会不断释放。最后，他们利用RIRI和引霉菌性葡萄膜炎（PMU）模型，检测了两种不同ExoCap配方的治疗效果，它们分别基于间充质干细胞衍生外泌体（MExo）和Treg细胞衍生外泌体（TrExo）的微囊化。
【MExoCap的构建和表征】
分析表明：MExo具有如图1a所示的预期杯状形态。纳米颗粒跟踪分析和动态光散射表明MExo的平均直径为127.2±12.4 nm（多分散性：0.27±0.03），平均zeta电位为-16.0±1.4 mV（图1b）。蛋白质印迹检测到外泌体标记物，包括ALIX、TSG101和CD63（图1c）。验证了MExo作为伪MSC组分的成功提取后，作者接下来采用双乳化法制备PLGA多孔微胶囊。优化后所得微胶囊的粒径为25.5±0.5 μm，它们的表面具有大量开放孔和相互连接的多腔，平均孔径为3.4±0.2μm（图1d顶部），这有利于外泌体扩散到微胶囊中，在温和加热过程中，聚合物的柔软度和柔韧性得到改善，使得 PLGA 支架能够延伸，从而导致孔收缩和闭合（图 1d 底部）。一旦温度恢复到室温，片段就会变得坚硬，在玻璃态下几乎没有运动，导致 MExo 密封到愈合的微胶囊中（图 1e）。由于逐渐降解，所得的 MExoCap 在体外表现出 MExo 的持续释放行为。从数量上看，超过95%的MExo在5周内释放（图1f），支持了它们在体内的潜在长期功效。在天然MSC中，外泌体与MVB一起保留（图1g左上），并且外泌体的分泌是通过MVB与质膜融合产生的（图1g右上）。在MExoCap中，MExo保留在微胶囊的内部多腔中（图1g左下），MExo的释放是由于微胶囊的逐渐降解造成的（图1g）。为了验证 MExoCap 作为更稳定技术的优越性，他们进行了两项额外的实验（图1h，i），比较分析表明，微囊化后释放的 MExo 保留了新鲜 MExo 的高活性特征，并且在 Lyo/Reh 后继续保留它。
图 1. MExoCap 的构建和表征
【体外实验】
使用视网膜缺血再灌注损伤(RIRI)和引发分枝杆菌葡萄膜炎(PMU)模型，研究人员检测到应用两种不同ExoCap配方的治疗效果，这两种配方基于间充质干细胞衍生的外泌体(MExo)和Treg细胞衍生的微囊化分别是外泌体（TrExo）。该ExoCap平台非常灵活，可以加载不同细胞来源的外泌体，以满足不同的治疗需求。
图 2. MExoCap 释放的 MExo 在体外 RIRI 模型中的保护作用
【动物实验】
在小鼠和非人类灵长类动物模型中，作者通过玻璃体内注射两种不同的ExoCap制剂观察到RIRI和PMU的治疗效果，这两种制剂分别基于MExo和TrExo的微囊化。在小鼠和非人灵长类动物玻璃体视网膜疾病模型中均验证了其强大的治疗效果。虽然这项研究仍处于临床前阶段。鉴于外泌体是由内源性细胞产生的天然囊泡，具有良好的生物相容性，而且微囊材料[聚（乳酸-共-乙醇酸）]已被批准用于临床，因此ExoCap有可能应用于临床。
图 3. MExoCap 的眼内滞留、分布和生物稳定性
图 4. MExoCap 在 RIRI 小鼠模型中的保护功效
图 5. TrExoCap 在 PMU 小鼠模型中的抗炎功效
图 6. TrExoCap 在 PMU 非人灵长类动物模型中的抗炎作用
【意义与前景】
本文研究的一个局限性是，仅评估了两种类型的ExoCap单独治疗RIRI和PMU的治疗效果，分别关注视网膜损伤和玻璃体视网膜炎症。然而，玻璃体视网膜疾病的临床表现往往复杂多变，涉及多个病理方面。因此，通过考虑来自不同细胞来源的不同外泌体并调整其负载比，该技术可以扩展到更复杂的玻璃体视网膜疾病的个性化临床研究。
鉴于PLGA已被批准用于临床，并且外泌体可以源自内源性细胞，该ExoCap系统有望实现临床转化。此外，作者还表明ExoCap在Lyo/Reh后仍保持高活性，表明ExoCap具有开发为适合急性环境的现成产品的潜力。此外，ExoCap系统的多功能性可能超越玻璃体视网膜疾病。它可以在其他病症中用作基于细胞的疗法的替代方案，例如脊髓损伤、关节软骨损伤和急性心肌梗死，进一步强调其作为替代疗法的潜力。
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来源：高分子科学前沿
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