《Frontiers in Molecular Biosciences》：Mesenchymal stem cells-derived extracellular vesicles as a novel drug delivery carrier: engineering strategies and clinical safety estimation
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间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）来源的细胞外囊泡（MSC-EVs）具备良好的生物相容性与低免疫原性，可通过传递多肽、脂质及核酸等各类信息分子有效介导细胞间通讯，在药物递送领域展现出独特潜力。鉴于其在免疫调节与再生医学中的
间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）来源的细胞外囊泡（MSC-EVs）具备良好的生物相容性与低免疫原性，可通过传递多肽、脂质及核酸等各类信息分子有效介导细胞间通讯，在药物递送领域展现出独特潜力。鉴于其在免疫调节与再生医学中的关键作用，越来越多的研究聚焦于将MSC-EVs开发为药物载体。本文系统综述了MSC-EVs作为药物载体的未来发展方向，重点阐述其来源、工程化修饰及预处理策略。通过工程化技术对MSC-EVs进行修饰，可精准调控其载药能力与靶向性等关键属性，为高效药物递送提供新路径。同时，本文深入探讨了MSC-EVs在不同疾病临床应用中的安全性评价，基于肺部、皮肤、神经系统、眼部、胃肠道等领域的临床研究，全面评估其作为药物载体的安全性与有效性。此外，研究人员展望了MSC-EVs作为药物载体在未来多种疾病临床应用中的潜在价值与挑战，旨在为推动其成为安全有效的药物载体提供理论支持与研究方向。
1 引言
间充质干细胞（MSCs）是一类具有强增殖能力与多向分化潜能的多能干细胞，可来源于脂肪组织、外周血、骨髓、牙髓、胎盘组织、脐带组织及脐带血等多种组织。在适宜条件下，MSCs可分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、神经元、肝细胞及内皮细胞等多种细胞类型。MSCs的免疫调节与再生能力使其在包括难治性疾病在内的多种疾病治疗中发挥作用，目前全球已有十余种基于MSCs的疗法获批商业化应用。MSC-EVs是由磷脂双分子层包裹的囊泡，通过出芽或多囊泡体与细胞膜融合的方式产生，根据尺寸可分为外泌体（40–160 nm）、微囊泡（200–800 nm）和凋亡小体（1–5 μm）。MSC-EVs的粒径会随形成机制与细胞来源发生变化，其中凋亡小体可被MSCs内化，进而调控干细胞维持相关的信号通路；微囊泡与外泌体则通过脂筏介导、窖蛋白介导、网格蛋白介导的内吞作用及受体介导的信号转导等多种机制被细胞内化。
MSC-EVs被认为是MSCs与靶细胞间传递生物信息的载体，通过递送肽、脂质、核酸等生物活性分子，调控靶细胞的生长、分化、凋亡等生物学过程。大量证据表明，MSCs通过MSC-EVs发挥旁分泌效应，参与免疫调节、组织再生修复及抗肿瘤反应。其中，MSC外泌体可通过核因子κB（NF-κB）、核苷酸结合寡聚化结构域2（NOD2）、Yes相关蛋白1（YAP1）等复杂信号通路发挥作用。此外，MSC外泌体能够跨越血脑屏障，且凭借归巢能力更易被受体细胞内化，从而增强其在特定器官和组织中的生物学效应。在免疫调节方面，MSC-EVs包裹的前列腺素E2已被证实可抑制树突状细胞的成熟与炎症反应；脐带MSCs来源的外泌体（UC-MSC exosomes）富含hsa-mir-21与hsa-mir-328-3p，可促进成骨细胞分化。
值得注意的是，MSC-EVs在药物递送领域展现出巨大应用潜力，可作为高效药物载体，携带药物分子顺利穿透各类生物屏障，实现体内精准靶向递送与控释。这一特性不仅能显著提升药物疗效，还可有效降低药物副作用，为药物治疗带来新突破。例如，MSC外泌体递送的miR-223可通过诱导M2型巨噬细胞极化促进伤口愈合，抑制巨噬细胞介导的炎症；诱导多能干细胞来源外泌体（iPSC exosomes）通过激活PI3K/Akt信号通路显著增强内皮细胞增殖与迁移，改善血管生成；MSC外泌体中的miR-138-5p可通过下调沉默信息调节因子1（SIRT1）抑制皮肤成纤维细胞增殖与迁移，减少病理性瘢痕形成，促进皮肤创面修复过程中的细胞外基质重塑；UC-MSC外泌体可通过转移血管生成素2促进皮肤伤口愈合与血管生成；牙龈MSCs来源外泌体与水凝胶海绵结合后，可增强糖尿病大鼠模型皮肤创面的再上皮化、胶原沉积与重塑，同时促进血管生成与神经长入。MSC-EVs治疗无显著免疫排斥风险，为再生医学与免疫治疗提供了更安全有效的治疗选择，作为MSCs的主要旁分泌机制，MSC-EVs兼具高生物相容性、低免疫原性、强生物靶向性及易储存运输等优势。
鉴于MSC-EVs的巨大潜力，本文聚焦其作为药物载体的未来发展方向，深入综述其在各类疾病中应用的最新临床研究进展。一方面详细阐述通过MSCs工程化修饰或预处理方法增强功能性MSC-EVs治疗效果的创新策略；另一方面全面分析最新的MSC-EVs相关临床研究，对其临床研究中的安全性与有效性进行系统评估，旨在为推动MSC-EVs作为药物载体的广泛临床应用提供坚实的理论支持与实践指导。
2 MSC-EVs的生物发生与来源
MSC外泌体主要通过内吞途径产生，涉及多囊泡体（MVBs）的形成与释放：MSCs的内质网与高尔基体合成蛋白质与脂质后，这些组分被封装进内体形成MVBs，随后MVBs与细胞膜融合将外泌体释放至细胞外空间。微囊泡由细胞膜直接出芽后脱落形成；凋亡小体则在细胞凋亡过程中形成，此过程中细胞膜发生不对称变化并破裂，形成包含细胞器碎片或核成分的大囊泡。除大多数细胞外囊泡共有的四跨膜蛋白（CD9、CD63、CD81）外，MSC-EVs还携带CD44、CD73、CD90、CD105等MSCs特征性表面标志物，且不表达CD34、CD45等造血细胞标志物，因此可与其它细胞来源的EVs区分。近期研究提出CD44、CD73、CD105可作为MSC-EVs的最小鉴定阳性标志物。此外，MSC-EVs携带高水平免疫调节分子（如TGF-β、HGF、PD-L1、半乳糖凝集素-1），且富含调控炎症、凋亡与代谢通路的miRNAs（如miR-21、miR-146a、miR-181c）。
MSCs在增殖、凋亡与分化方面存在明显异质性，导致生物学效应存在差异。MSCs可从多种人体组织中分离获得，其中骨髓、脂肪组织与脐带是最主要的来源。MSCs的选择需综合考虑采集部位、时机、采集技术及潜在术后并发症等关键因素。已充分证实，骨髓来源MSCs（BM-MSCs）因高表达脑源性神经营养因子（BDNF）、神经生长因子（NGF）等神经营养因子及神经谱系分化潜能，更广泛用于脑与脊髓损伤治疗；脂肪组织来源MSCs（AT-MSCs）因可产生促进真皮与表皮再生的脂肪衍生生长因子与细胞因子，更适合生殖障碍与皮肤再生；UC-MSCs因免疫调节能力强、低免疫原性及抑制肺部炎症与纤维化的功效，更适用于肺部疾病与急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。此外，UC-MSCs因可通过无创方式相对容易获取、分化潜能高、再生能力强，在临床研究中应用广泛，是再生医学的重要候选材料。
3 MSC-EVs的获取与工程化处理
细胞外囊泡是有前景的天然药物递送载体，过去十年其药物递送作用已被广泛研究。相较于天然MSC-EVs，工程化MSC-EVs的优势体现在多方面：首先，天然MSC-EVs组织特异性靶向能力有限，主要依赖被动生物分布与非特异性细胞摄取；而工程化MSC-EVs可更有效靶向特定组织或细胞类型，显著提升病灶部位局部药物浓度。其次，天然MSC-EVs的载货能力固有受限，且依赖于亲本MSCs的生理状态；通过预处理或基因修饰，可大幅富集MSC-EVs中治疗性分子（包括特定miRNAs、蛋白质、化学药物）的载荷，放大其治疗效力。第三，天然MSCs来源的MSC-EVs数量与纯度常无法满足临床转化的严格要求，但新兴的三维培养体系与物理刺激策略已被证实可有效提升EVs产量，同时保持其治疗质量。第四，工程化MSC-EVs可针对性克服疾病特异的病理生理屏障，例如缺氧预处理的MSC-EVs表现出更优的抗凋亡与促血管生成活性，尤其适用于缺血组织修复。综上，这些工程化策略将MSC-EVs从被动的生物信使转化为可编程的药物递送平台，提升了疗效、特异性与可重复性。然而天然MSC-EVs缺乏主动靶向能力，依赖被动积累，疗效有限；工程化MSC-EVs通过表面修饰实现组织特异性递送，同时可携带治疗分子。大量证据表明，工程化或预处理可增强MSCs的增殖、迁移、定向分化与抗凋亡特性，进而提升MSC-EVs的分泌量与功能。预处理后的MSC-EVs已被证实可增强抗炎与免疫调节效应，改善治疗结局。MSCs与MSC-EVs的预处理方法主要包括药物干预、缺氧处理、基因修饰等，常见工程化方法见图1。
3.1 药物干预
丹参酮IIA（TSA）是被证实有效的心肌缺血再灌注损伤（MI/RI）治疗药物。研究发现，经TSA预处理的MSC外泌体递送的miR-223-5p，可通过CCR2失活显著促进血管生成并减少单核细胞浸润，从而缓解MI/RI。另一项研究表明，褪黑素预处理的MSC外泌体通过激活PTEN/AKT通路，更有效地抑制IL-1β、TNF-α、iNOS等促炎介质的产生，同时显著促进IL-10、Arg-1等抗炎因子的生成，从而推动糖尿病小鼠的抗炎M2极化与伤口愈合。此外，阿托伐他汀（ATV）预处理的BM-MSC-EVs通过miR-139-3p/Stat1信号通路增加M2巨噬细胞极化，在急性心肌梗死（AMI）中表现出更强的心脏修复能力。地塞米松（Dex）预处理的MSC-EVs可降低脂多糖刺激的巨噬细胞中促炎M1相关基因的表达，同时增强抗炎M2相关基因的表达，因此可通过逆转促炎巨噬细胞表型增强治疗效果。作为一种创新药物递送系统，MSC外泌体可将草药提取物转运至阿尔茨海默病小鼠脑内，通过诱导自噬改善认知与运动功能，缓解阿尔茨海默病症状。此外，负载贝伐珠单抗的MSC-EVs可减少糖尿病视网膜病变治疗所需的玻璃体内注射频率，降低患者不适。负载阿霉素的BM-MSC外泌体（Exo-Dox）对H9C2心肌细胞的细胞毒性降低，且在骨肉瘤中抗肿瘤活性增强。对EVs内装载药物的修饰可优化其药代动力学与药效学特征。软骨生成素（KGN）是一种用于骨关节炎（OA）治疗的小分子药物，可抑制软骨退化，促进滑液来源MSCs（SF-MSCs）的成软骨分化，但其水溶性有限限制了成软骨疗效。将MSC靶向肽E7与外泌体膜蛋白Lamp2b融合可形成E7外泌体，在OA大鼠模型中与KGN联合关节腔内注射时，其治疗效果显著优于单独使用KGN或无E7肽的KGN递送外泌体。综上，通过各类药物预处理或载药修饰MSCs与MSC-EVs，可增强其抗炎、再生与修复能力，为心血管、神经、骨骼等疾病提供更优治疗选择。
3.2 基因修饰
基因转染可通过物理、化学或生物学方法将DNA、RNA等外源核酸分子导入细胞，使细胞表达外源基因编码的蛋白质或实现特定遗传功能。研究证实，胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）可增强MSCs对肾损伤的修复作用。GDNF转染的AT-MSCs来源外泌体可通过激活SIRT1/iNOS信号通路，显著减轻单侧输尿管梗阻小鼠的肾小管周围毛细血管（PTC）形成并抑制肾纤维化。CD38在肝细胞癌（HCC）中高表达，可被负载CD38 siRNA的骨髓MSC外泌体（Exo/siCD38）有效靶向；Exo/siCD38可通过抑制CD38酶活性、减少腺苷生成、促进M1巨噬细胞复极化、逆转肿瘤对PD-1/PD-L1抑制剂的耐药，抑制HCC的生长与转移。同样，过表达热休克因子1（HSF1）的MSC-EVs通过显著抑制肺部炎性细胞因子产生、中性粒细胞浸润与氧化应激，维持肺上皮屏障完整性，增强对严重失血性休克所致肺损伤的保护作用。此外，MSCs中microRNA-181a的过表达可通过减少TNF-α与IL-8的分泌，显著增强MSC-EVs治疗ARDS诱导肺损伤的治疗效果。富含microRNA-29a的骨髓来源MSC外泌体可通过调节成骨与血管生成促进骨再生。
由于高效率与靶向性，成簇规律间隔短回文重复序列/Cas9（CRISPR/Cas9）系统被用于修饰MSCs的特定基因，以降低其免疫原性并增强抗炎功能。与质粒DNA相比，CRISPR/Cas9技术在MSCs基因编辑中具有高插入缺失频率与低细胞毒性的优势。利用CRISPR/Cas9删除MSCs中的特定蛋白（SP1）后，MSC-EVs对肾缺血再灌注损伤表现出抗凋亡保护作用，证实了该技术在靶基因编辑中的高效性。CRISPR技术可用于激活MSCs中的TSG-6，增强MSC-EVs中TSG-6蛋白的表达从而抑制炎症。更有意义的是，MSC-EVs因其固有的递送特性与可修饰设计，可有效保护CRISPR组分不被降解，成为CRISPR治疗性基因编辑系统的优秀递送载体。经软骨细胞亲和肽（Cap）修饰的MSC外泌体可将CRISPR/Cas9组分特异性递送至OA患者的软骨细胞，实现ASPN基因的精准高效敲除。利用BMSC-EVs构建的12?I@EVs-Cas9可通过抑制内向整流钾通道亚家族J成员2（KCNJ2）的表达、促进HIF-1α的泛素依赖性降解，有效抑制骨肉瘤的增殖与转移。利用CRISPR/Cas9系统过表达转化生长因子β1（TGF-β1）的扁桃体来源MSCs（TMSCs）可更好地维持软骨微环境稳态并保护软骨。随着生物制造技术与靶向策略的创新，工程化MSC-EVs有望为基因治疗提供突破性解决方案。
3.3 缺氧处理
缺氧可触发细胞的自我保护机制，导致抗炎、抗凋亡与抗纤维化因子生成增加。已明确证实，缺氧预处理可增强MSCs的存活与代谢活性。研究确认，氧浓度为1%–5%（生理性缺氧）、持续短期处理（24–48 h）的MSCs可分泌更多富含血管生成相关分子的EVs，且具有更强的组织损伤修复能力。缺氧显著增强了嗅黏膜MSCs（OM-MSCs）来源外泌体的促血管生成特性，这可能是由于OM-MSC-EVs中miR-612水平升高，通过miR-612-TP53-HIF-1α-VEGF信号轴促进血管生成。Ding等证实，缺氧条件下AT-MSCs来源凋亡外泌体（H-Apo EVs）可显著增强内源性干细胞再生能力及骨髓来源巨噬细胞的M2极化，从而明显促进软骨再生与修复，因此缺氧预处理的MSC外泌体通过调节MSC活性与免疫微环境，在骨软骨再生中表现出更优的治疗效果。缺氧预处理的EVs（HS-EVs）通过转移miR-146a-5p，诱导巨噬细胞M2极化并抑制氧化应激，减少神经元丢失，减轻脊髓炎症与损伤。同样，缺氧预处理MSCs来源的外泌体通过miR-21/JAK2/STAT3信号通路发挥神经保护作用，促进脊髓损伤后的运动功能恢复。
在已综述的研究中，缺氧预处理的条件（氧浓度与持续时间）存在差异。例如，Ge等发现OM-MSCs在3% O2下培养48 h分泌的EVs携带更高水平的miR-612，促血管生成能力更强。缺氧条件下培养的AT-MSCs来源的凋亡EVs比常氧条件下的EVs具有更优的软骨保护作用。更广泛的综述显示，多数研究采用的O2浓度为0.1%–5%，处理时长为24–72 h。缺氧预处理的MSC来源EVs比常氧下获得的EVs具有更高的再生能力，这是通过HIF-1α诱导上调抗凋亡、促血管生成与免疫调节相关基因实现的。然而，缺氧预处理MSC-EVs的最佳方案尚未统一，理想的缺氧条件可能因MSCs来源、靶疾病与预期治疗效果而异，未来研究需进一步系统优化以确定标准化预处理参数。现有数据有力支持，与未处理的MSCs来源EVs相比，缺氧预处理MSCs来源的MSC-EVs具有更高的抗炎、抗凋亡、促血管生成、促再生与稳态维持特性，有望成为组织再生、修复与免疫稳态维持的有效手段。
3.4 细胞因子 priming
用促炎细胞因子预处理MSCs已被证实不仅能促进细胞增殖与存活，还可增强MSC外泌体的活性。用TNF-α和/或IFN-γ预处理MSCs可显著增强MSC-EVs的免疫调节效应。具体而言，在TNF-α与IFN-γ的协同作用下，MSCs促进RAB27B调控的MSC-EVs生成，递送更高水平的免疫调节货物RAB27B。与未刺激MSCs来源的外泌体相比，IL-1β预处理MSCs来源的外泌体转移更高水平的miR-21，在小鼠脓毒症模型中通过促进M2型巨噬细胞极化显著缓解脓毒症症状。同样，IFN-γ启动的MSCs来源外泌体（IFN-γ exosomes）富含miR-125a-5p，可在先天与适应性免疫反应中发挥调节作用。另一项研究证实，IFN-γ exosomes因上调miR-21，可通过STAT1/miR-21/BTG2信号通路抑制凋亡并促进血管生成，改善心肌梗死后的心功能。此外，经TNF-α与IFN-γ启动的BM-MSCs可通过释放包裹高水平ICAM-1与特定microRNAs的外泌体，显著抑制自然杀伤细胞与B淋巴细胞的活化。IFN-γ刺激后，MSC外泌体中PD-L1显著上调，随后通过PD-L1/PD-1信号通路减弱CD4+T细胞活化，有助于改善移植物抗宿主病。综上，TNF-α、IFN-γ、IL-1β等细胞因子启动的MSCs来源EVs，可通过有效递送miR-21、miR-125a-5p、RAB27B等特定生物活性分子，增强炎症与免疫调节活性。
MSCs在再生医学中潜力巨大，但治疗效果仍存在不一致性，细胞因子预处理是增强其治疗潜力的策略之一。尽管细胞因子 priming 可增强MSC-EVs的免疫调节与组织修复功能，但也存在必须谨慎考量的潜在风险。促炎细胞因子刺激（尤其是TNF-α与IFN-γ）可改变MSCs的分泌谱，可能上调某些促炎介质，在易感微环境中可能加剧炎症。此外，不能排除细胞因子启动的MSC-EVs可能递送非期望的信号分子（如促纤维化因子或招募炎症细胞至损伤部位的趋化因子）的可能性，这值得进一步研究。因此，仔细优化细胞因子类型、浓度、 priming 时长与目标疾病背景至关重要，以最大化治疗效果同时将潜在不良反应降至最低。
关于细胞因子 priming 在不同MSCs来源中的普遍适用性，新证据表明细胞因子刺激可减少不同组织来源静息MSCs的固有异质性。单细胞转录组分析显示，TNF-α与IFN-γ priming 可在BM-MSCs、AT-MSCs与UC-MSCs中诱导出趋同的免疫调节基因表达程序，有效降低供体间与组织间的变异性。这种动态重编程效应使细胞因子 priming 成为开发标准化MSC-EVs产品的有前景策略，尤其适用于对效价一致性要求极高的同种异体应用。
3.5 混合EVs工程化策略
混合膜纳米囊泡（HMNVs）是一类先进的仿生纳米载体，通过整合天然EVs的固有生物学优势与合成纳米囊泡的可调理化性质构建而成。HMNVs具备优异的生物相容性、配体介导的靶向特异性与高效的载荷封装能力，有效规避了传统递送系统（包括体内稳定性欠佳、功能多样性受限、脱靶蓄积）的关键局限。与脂质纳米颗粒（LNPs）相比，EV-LNP混合物表现出更低的细胞毒性。作为载体，包裹人UC-MSC来源外泌体的PLGA纳米颗粒形成了具有缓释特性的复合系统，可使hUC-MSC外泌体在治疗部位长期维持有效治疗浓度。通过微流控超声技术构建的MSC-Hyb NPs可高效封装I型胶原mRNA，并在腱干细胞中实现功能性mRNA递送，突破了MSC-EVs固有的载药能力限制，为肌腱再生提供了新的药物递送平台。通过融合经骨-肌双靶向肽修饰的脂质体与诱导多能干细胞来源外泌体构建的混合纳米囊泡，可精准递送miR-206-5p靶向抑制DUSP4表达，激活p38 MAPK通路，促进成骨与成肌分化，在骨肌萎缩小鼠模型中表现出更优的治疗效果。采用乙醇介导融合策略，将功能化脂质纳米颗粒与过表达TGF-β1的TMSC-EVs结合，构建了包裹烟酰胺并修饰Col2A1抗体的Ab-Hybrid杂交颗粒，在实验性骨关节炎小鼠模型中表现出靶向且持久的软骨保护与抗炎效应。由于不同融合方法产生的混合囊泡存在显著差异，需要多指标框架来评估囊泡的融合效率、纯度与物理变化。作为前沿纳米技术平台，HMNVs已成为转化医学中的变革性范式，在精准疾病诊断、靶向治疗干预与个性化诊疗应用中具有巨大潜力。
3.6 其他方法
3.6.1 三维培养
MSCs的扩增是获取MSC-EVs的基础。三维（3D）微载体培养系统可更准确地模拟MSCs生长的生理条件，从而保持其天然形态与活性。Yuan等报道，与二维（2D）静态条件相比，人MSCs在3D动态生物反应器中培养时，来源EVs的产量增加约两倍，且蛋白质货物发生改变，包括细胞因子与抗炎因子的上调。这种分泌增强归因于3D状态下ESCRT依赖与非依赖的囊泡分泌通路及细胞骨架重排的激活。此外，3D培养系统可通过流体剪切力改变细胞膜的组成。代谢组学分析显示，与2D培养相比，3D生物反应器中培养的MSCs脂肪酸与磷脂组成发生改变，这些脂质谱的变化可能导致不同培养来源MSC-EVs的功能差异。Lee等发现，3D系统培养的MSCs产生的EVs富含促进巨噬细胞向M2极化的microRNAs，可有效抑制胰岛炎症并保护β细胞功能。因此，3D培养系统获得的MSC-EVs在数量与质量上均具优势，是更具临床应用价值的疾病治疗手段。
3.6.2 物理刺激
低强度脉冲超声（LIPUS）作为一种无创物理刺激方法，可通过调节MSC-EVs的生物学特性增强其治疗潜力。LIPUS在细胞水平产生机械刺激，对细胞膜产生瞬时效应并激活机械敏感通路，最终增强多囊泡体向细胞膜的生物发生与运输。LIPUS刺激已被证实可使BMSC-EVs的分泌量增加3.66倍。机制上，RNA测序分析显示LIPUS处理的BMSC-EVs中miR-328-5p与miR-487b-3p显著上调，这些miRNAs对MAPK信号通路的抑制可能是其抗炎效应增强的潜在机制。LIPUS被证实是增强口腔MSC-EVs治疗潜力的有效技术：LIPUS刺激根尖乳头干细胞（SCAP）可增强中性鞘磷脂酶的表达，从而促进EVs分泌并提升SCAP来源EVs的miR-935装载能力；SCAP-EVs中包裹的miR-935可促进成骨分化并对牙周膜细胞发挥抗炎效应，从而减轻口腔内的炎症性骨丢失。同样，Wang等的研究表明，低强度超声刺激软骨细胞可使EVs分泌量增加16倍，且这些超声刺激的软骨细胞来源EVs富含软骨再生相关miRNAs，在促进脂肪来源干细胞成软骨分化方面表现出更优的疗效。He等对LIPUS调控干细胞/祖细胞外泌体与非编码RNA的作用与机制进行了全面总结，强调了LIPUS的机械效应、热效应与空化效应可改变细胞微环境并增强外泌体功能。
除LIPUS外，其他物理刺激方法也被探索用于增强MSC-EVs的产量与功能。通过周期性牵张或剪切应力进行的机械刺激已被证实可通过模拟天然组织环境中的机械线索增强MSCs的EVs分泌，例如周期性机械牵张处理的BMSCs来源外泌体已被证实可通过NF-κB信号通路抑制破骨细胞生成。电刺激也被报道可调节MSC-EVs的货物与治疗功能，Wu等对MSC外泌体物理调控的全面综述指出，电刺激可增加MSC-EVs的产量与治疗性货物。使用低水平激光治疗的 photobiomodulation 已被证明可影响MSCs体外EVs的分泌与功能，例如830 nm近红外激光照射在最佳剂量下可使人间充质脂肪来源MSCs的EVs产量增加6.25倍；660 nm照射被证实可调节牙周膜MSCs与脂肪来源MSCs分泌的EVs结构与功能。一项关于EVs规模化生产的更广泛综述进一步将机械刺激、电刺激与其他物理策略总结为提升EVs产量与修饰EVs货物的有效方法。迄今为止，LIPUS仍是最被广泛表征的MSC-EVs工程化物理刺激方法，因其无创性、良好的安全性与临床转化便捷性。
4 MSC-EVs在临床疾病中的应用：临床安全性考量
随着基础研究的发展与生物技术的进步，过去几年MSC-EVs的临床应用日益普遍。这些研究的核心目标是全面评估MSC-EVs治疗各类疾病的有效性与安全性，为其未来作为药物载体的载药安全性提供实践支持。本文总结了目前可用的MSC-EVs在不同临床疾病中应用的研究，详细信息见表1。
4.1 肺部疾病
在评估MSC-EVs安全性与有效性的肺部疾病临床试验中，MSC-EVs主要来源于脂肪组织、骨髓与围产期组织，给药方式以静脉注射与雾化吸入为主。近期研究表明，骨髓MSCs联合MSC-EVs治疗可显著降低COVID-19患者的血清炎性细胞因子，且无严重不良事件。一项前瞻性II期多中心试验证实，BM-MSC-EVs（ExoFlo）对重症COVID-19相关呼吸衰竭患者安全，可有效增加无呼吸机天数并降低死亡率。重症COVID-19合并中重度ARDS患者在单次接受BM-MSC外泌体或hUC-MSC外泌体治疗后，临床状况显著改善，氧合能力提升。人胎盘间充质基质细胞来源小细胞外囊泡（hPMSC-sEVs）连续静脉输注2天后，可显著降低COVID-19相关ARDS患者的死亡率；这项2024年的双盲随机安慰剂对照临床试验是迄今最严格的评估之一，采用严格的随机与盲法方案，在不引起任何治疗相关严重不良事件的前提下改善了氧合指标。此外，MSC-EVs雾化吸入可促进轻症COVID-19肺炎患者的肺部病灶吸收，缩短住院时间，且未引发急性或继发性过敏反应。AT-MSC-EVs连续雾化吸入5天后，重症COVID-19肺炎患者未报告不良事件，且肺部病灶出现不同程度消退。同样，静脉输注MSC分泌组后，COVID-19患者的炎症水平未进一步升高，且无不良反应。慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种高发病率与高死亡率的慢性呼吸系统疾病，研究发现吸入人胎盘MSCs来源外泌体可减轻COPD患者的炎症与肺气肿，显著提升生活质量。肺纤维化是一种以肺组织异常瘢痕化为特征的慢性进行性病变，严重影响患者生活质量甚至导致死亡。2025年一项针对24例特发性肺纤维化患者的I/II期研究显示，雾化hUC-MSC-EVs治疗7天后，患者用力肺活量与6分钟步行距离显著改善，未观察到剂量限制性毒性。这些近期的大样本随机研究共同强化了MSC-EVs在肺部疾病中的安全性特征与治疗潜力。AT-MSC-EVs雾化吸入的安全性也在健康志愿者中得到初步验证，提示MSC-EVs可能成为肺部疾病的有前景的治疗策略。所有研究均表明MSC-EVs在肺部疾病治疗中具有重要的临床价值。
因此，MSC-EVs是COVID-19、COPD等肺部疾病的有前景的无细胞治疗策略。尽管不同来源的MSC-EVs在抵御肺部病变与细胞因子风暴方面表现出相似潜力，但部分临床研究仍存在局限性，如样本量小、个体差异、给药方法与剂量不统一、合并使用其他药物等，这些因素可能影响对MSC-EVs治疗肺部疾病的确切评估。未来需开展更多大样本、随访时间更长的高质量临床试验，以更严格地界定MSC-EVs治疗不同肺部疾病的给药方案、给药途径、疗效与安全性特征。
4.2 皮肤病
皮肤改变是衰老最常见的表现之一。一项为期20天、针对10名健康成年志愿者皮肤局部应用MSC外泌体的研究显示，耐受性良好，无严重不良事件。经过3次AT-MSC来源外泌体（AT-MSC exosomes）治疗后，皮肤皱纹、弹性、水合度与色素沉着均得到显著缓解。同样，先前的研究证实AT-MSC外泌体是治疗面部皮肤衰老的安全有效干预措施。在一项针对皮肤衰老参与者的随机双盲临床试验中，MSC外泌体治疗被证实可显著改善皮肤质量，表现为皱纹与毛孔缩小。此外，MSC外泌体可单独使用或与肉毒毒素等辅助制剂联合使用以增强治疗效果。特应性皮炎（AD）是一种慢性瘙痒性炎症性皮肤病。3例AD患者与4名健康志愿者接受华通胶MSCs（WJ-MSC）来源EVs后，未观察到局部或全身不良反应。Dupilumab是一种靶向IL-4α的单克隆抗体，已被证实是AD的有效药物，但部分接受Dupilumab治疗的患者会出现面部湿疹样皮疹的副作用，而通过电穿孔局部应用AT-MSC外泌体可显著改善AD患者Dupilumab诱导的难治性面部皮疹，面部红斑明显减轻。此外，人脐带血MSCs来源的条件培养基（USC-CM）富含抗炎因子，可通过提升 corneometer 读数与降低经皮水分流失改善轻度AD患者的皮肤屏障功能。人胎盘来源MSCs的MSC外泌体被证实可显著改善痤疮与红斑，加速创伤伤口愈合，提升患者对医疗美容治疗的满意度。慢性压力性溃疡患者皮下注射MSC外泌体后溃疡完全愈合。糖尿病足溃疡（DFUs）的治疗是临床挑战，2025年一项纳入110例糖尿病足溃疡患者的随机双盲对照临床试验显示，每周局部应用WJ-MSC来源外泌体治疗4周，与标准护理相比可显著加速伤口闭合率、缩小溃疡面积，且无治疗相关不良事件。另一项2025年I/II期试验评估了人脐带MSC衍生物在10例慢性DFUs患者中的安全性与耐受性，证实连续10周每周病灶周围注射的安全性和耐受性，并显示出有前景的疗效信号。这些试验为MSC-EVs在慢性伤口管理中的转化潜力提供了坚实的临床证据。先前的研究记载，静脉注射人胎盘来源MSC外泌体可显著减轻一名急性髓系白血病M4亚型患者在异体外周血干细胞移植（PBSCT）后发生皮肤移植物抗宿主病（GV
