从“套娃”结构到集成流水线：纳米技术赋能先进细胞疗法大规模生产
2026年04月16日
针对工程化外泌体生产过程产量和效率低、成本高、质控难，产品性能欠佳的挑战，西浦慧湖药学院的研究人员开发出一套创新的纳米集成制造系统。该系统利用独特的“药-纳米颗粒-外泌体”套娃式结构，在保证稳定性的同时实现了极高的药物装载效率。结合全新的磁分离技术，该研究为工程化外泌体这一生物医药产业化制造提供了高质量的创新解决方案。产物已在多种疾病模型中验证了有效性。相关研究成果发表在学术期刊《先进科学》(Advanced Science)上。
突破“生产瓶颈”：外泌体疗法的工业化挑战
在细胞治疗领域，外泌体（Exosomes）正成为备受瞩目的“新星”。这些由细胞自然释放的微小粒子如同身体里的“邮递员”，携带信号分子参与组织修复和免疫调节。与传统的活细胞疗法相比，外泌体不分裂、不突变，安全性更高，且可以通过工程化手段进行“定向武装”，使其治疗效力更强。
西浦慧湖药学院的阮刚博士解释道：“工程化外泌体就像是天然外泌体的‘强化版’。如果把天然外泌体比作普通人，工程化外泌体则像是装了新式武器，经过改装的‘超级英雄’，具有更强的战斗力。”
然而，这种先进疗法的普及面临着巨大的工业化障碍。传统的生产流程包含四个独立步骤：诱导细胞释放外泌体、装载治疗药物、从培养液中分离、以及稳定化存储。现有的技术创新通常“只见树木不见森林”，只能优化其中的一两个环节。”
创新“套娃”结构：四步合一的纳米系统
为了解决这一难题，西浦研究团队研发了一个以特制纳米颗粒为核心的集成平台。这项研究的共同第一作者、西浦江苏省高校细胞治疗纳米制剂重点建设实验室的温晓薇博士介绍说， 这一系统的核心在于三大创新的融合：全新的纳米颗粒与细胞相互作用模式，新型纳米材料以及配套的创新分离装置。
当间充质干细胞与这些特制的纳米颗粒共同培养时，细胞会受到激发并释放出远超常规数量的外泌体；并且，药物和磁性颗粒会在外泌体形成的过程中被“自动打包”进去，形成了一种奇特的“俄罗斯套娃”结构——即“药物置于纳米颗粒中，纳米颗粒置于外泌体中”。
(这款产品有一种特殊的‘套娃’式结构。图片来源：Joice Rivas / Pexels)
这种结构不仅能在不破坏外泌体稳定性的前提下，实现极高密度的药物装载，其内置的纳米颗粒还赋予了外泌体成像追踪的能力，解决了以往外泌体在生物体内“难寻踪迹”的痛点。
MIMS技术：大规模高效磁分离
在分离环节，团队创制了名为“移动内部磁分离”（MIMS）的新技术。不同于传统的磁分离方法（随着规模增大，分离效率急剧降低），MIMS技术能够在扩大生产规模的同时保持高效，快速收集产出的工程化外泌体。此外，这些产品在经过冷冻干燥和重新复水后，仍能保持结构完整和活性——产品套娃结构中的纳米颗粒，好像塑料网球拍中的碳纤维材料，给外泌体内部装上了骨架，从而起到了稳定作用，极大地方便了药物的存储与运输。
研究团队在多种疾病模型中测试了这一新制造技术的产物，包括帕金森病、肺纤维化、伤口愈合、心力衰竭以及多囊卵巢综合征。实验结果表明，该平台生产的工程化外泌体在多种疾病模型中均展现出良好的疗效。
“这种方法不仅具有实用性和可扩展性，还能保持产品质量的高度一致，这对于工业化生产至关重要，”该重点建设实验室主任阮刚博士表示，“这项工程化外泌体疗法目前处于临床前研究阶段，在生物医药价值链中处于中游，定位于解决产业化瓶颈的关键技术平台，是连接实验室与临床市场的核心‘桥梁’。”
据介绍，该项研究由西浦江苏省高校细胞治疗纳米制剂重点建设实验室历经多年跨领域团队合作得以完成，并得到了苏州市苏大附四院、南方医科大学附七院等临床合作伙伴的大力支持。
（编译：寇博）
2026年04月16日