行业报告 | 外泌体研发与产业化进入高速发展期

2013年诺贝尔生理学或医学奖颁给了“发现细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制”的美国、德国3位科学家James E.Rothman,Randy W.Schekman和Thomas C.Südhof,为该研究方向的深入发展奠定了基础。

本文节选自：《中国组织工程研究》《外泌体研究态势和前瞻的计量与可视化分析》

外泌体是一类大小40-100nm具有脂质双分子层膜结构的细胞外囊泡，内含蛋白质、脂质、mRNA、miRNA、DNA等生物分子。

在不同的病理生理条件下，不同类型的细胞会产生不同类型的外泌体，主要参与细胞通讯、免疫应答、RNA和蛋白质转运、抗原呈递等生物过程，发挥不同的生理作用。

外泌体可以运输和运送大量的蛋白质、脂质和核酸，改变细胞和器官的功能。除发挥细胞间通讯作用外，外泌体更多地被视作疾病的生物标志物和预后因子。此外，还有被用作临床应用基因和药物递送载体特别是干细胞治疗载体的潜力。

干细胞治疗是再生医学发展的重点方向，通过干细胞的移植、分化与组织再生促进机体创伤修复和治疗疾病。因此，随着再生医学技术及其临床转化的快速发展，外泌体研究也成为再生医学研究的前沿热点之一。

美国2015年启动的“精准医疗计划”中因外泌体在肿瘤疾病等领域具备巨大潜力将其纳入到重点研发方向之一。2016年，美国总统奥巴马在白宫签署了《21世纪治愈法案》，批准在未来10年投资63亿美元鼓励医学研究与创新，其中48亿美元用于支持NIH的医学研究，外泌体研究也是资助热点之一。欧盟委员会在“地平线2020”计划中“解决健康、人口变化和福利主题”设立了包括诊断学与再生医学等多个与外泌体研究相关的主题。

自2015年以来，中国国务院、科技部、国家药品监督管理局（NMPA)等部门密集出台有关体外诊断与精准医疗的相关政策，由于外泌体检测可以实时动态监测患者疾病状态，已成为继循环肿瘤细胞检测（CTC）、循环肿瘤DNA检测（ctDNA）之后液体活检领域体外诊断的最新分支。同时，中国也加强了对再生医学研究的政策支持。

干细胞与再生医学已成为2021年两会热点议题，同年科技部发布的“十四五”首批启动国家研发计划包含“干细胞研究与器官修复”等6个重点方向的国家重点研发计划，以促进包括外泌体在内的干细胞与再生医学技术的研发。

外泌体研发进入高速发展期

外泌体基础研究自2014年以来已进入高速发展期。预测至2025年，外泌体领域的累积发文量将达到49204篇。在技术研发方面，全球外泌体专利呈现先缓慢增长、后爆发式增长的趋势。

表：中国外泌体领域论文主题词突现时序表

主要专利权人以美国为主，还包括韩国、日本与中国，其中外泌体领头企业CodiakBioSciences与ExoCoBio等美国公司在外泌体领域中具有绝对的技术优势。主要技术涉及抗肿瘤药、骨髓与脾脏、核酸、蛋白、癌症、干细胞、基因治疗等，其中外泌体在传递抗肿瘤药方面的技术是该领域内的核心技术。

中国正在逐步赶上全球领先水平

从主题词聚类分析可以看出研究热点为外泌体作为疾病诊断和预后的生物标志物、间充质干细胞与巨噬细胞来源的外泌体、外泌体的细胞通讯与肿瘤治疗等方向；与之相对应的是专利集中于外泌体的提取、分离、检测与有效保存技术，关注外泌体的组成成分、来源细胞等方向。

近年来，中国在该领域的研究水平有显著提升。论文研究大致包括外泌体的代谢功能、肿瘤诊断与预后监测、外泌体制备与分离、外泌体作为药物载体等主题。专利技术集中于疾病诊断、药物载体、外泌体来源与制备等领域，免疫功能方面的技术较少。

肿瘤治疗、免疫疗法和再生医学将成为重点发展方向

从时序分析可以看出主题词的发展变化规律，从而推测该技术领域的发展趋势。其中，论文的高突现主题词由“非编码RNA”“微观粒子”等转向“诊断”“肝细胞癌”等，显示出该领域的发展趋势由外泌体成分与来源分析等微观研究转向提取技术、肿瘤诊断与治疗等方面，基础研究向外泌体应用于广泛而具体的肿瘤治疗方向发展；专利起源于分离技术，经历了细胞通讯、药物载体、肿瘤诊断等技术热点演化。

随着研究的深入，研究者对分离培养外泌体、有效保存外泌体的需求日益增加，不断提高分离与纯化精度和效率可能依然是未来外泌体领域的技术研发热点。此外，该领域的技术研发集中于疾病诊断阶段，随着精准医学与探测技术的发展，外泌体技术在肿瘤治疗领域的应用将受到更加广泛的关注，液体活检、免疫疗法也将是未来中国外泌体发展的重要探索方向。

总之，从论文和专利的计量分析结果可以看出，外泌体的研究与技术应用已经受到全球科学家的广泛关注，其在再生医学领域展示出了不可估量的临床应用价值，有望成为细胞治疗时代的下一个风口。论文方面将补充对外泌体来源细胞的研究，外泌体用于疾病诊断与预后的生物标志物可能变得更加普遍，对于外泌体作用的内在机制和功能的研究可能更加全面。最重要的是，将外泌体作为各种具体肿瘤类型的治疗工具的研究可能会更加深入。专利方面可能不断优化外泌体的分离与检测技术，紧跟基础研究的发展态势，大力研发外泌体用于肿瘤治疗的技术。

未来展望，随着人类癌症发病率的上升，学术界与产业界对外泌体技术的重视程度与日俱增。Research And Markets预计全球外泌体市场在2020-2025年期间的复合年增长率将接近27.89%，到2025年，全球外泌体市场将达到2500亿美元。