外泌体的载药方法和给药途径

  药物传递系统DDS：是将脂质体、微囊、微球、微乳、纳米囊、纳米球、外泌体等作为药物载体将药物通过不同的给药方式，直接输送到病灶部位的一种新型医疗方式。
将药物加载到外泌体
  在进行药物传递系统DDS设计时，其中一个重要的环节就是载药方法。由于外泌体具有生物相容性、稳定性和肿瘤靶向性，随着外泌体技术研究的不断发展 使它们成为有前景的药物载体。外泌体的构建类似于双膜脂质体，并且药物装载方法也类似。但在药物传递系统DDS设计前需要根据药物和外泌体特性仔细选择。
  外泌体可以通过被动或主动方法装载多种药物、大分子和其他物质（ 图 3）。被动方法比较简单，它是基于药物与外泌体或细胞孵育，并进一步分离含有药物的释放外泌体（ 图 3 I、II）。这种方法通过不同的药物浓度梯度来实现；因此，在与外泌体孵育期间，物质本身也 会迁移到囊泡中。这一过程可以通过施加额外的力来加强，例如摇动或搅拌等.
   被动装载法的缺点是装载效率低，输出药物浓度低（约 1%）。将药物与外泌体或其他 DDS 载体一起孵育是一种较常见并 且简单的方法，尤其适用于疏水性药物。
    主动加载方法可以实现更高的加载效率，包括超声处理 (可达~28%)、电穿孔 (~5%) 、挤压、冻融、pH 梯度 (1.7%) 和结合方法。具体方法是通过超声处理和电穿孔在 外泌体膜上穿孔，再分别由声波或电脉冲介导（ 图 3 III、IV）。之后，外泌体将通过上述试剂诱导的小膜孔从溶液中加载药物。这些方法似乎不会改变外泌体膜的特性，但会导致外泌体大小增加。
   主动加载法的另一种方法是通过抗体或点击化学将药物与外泌体结合。抗体将通过它们对外泌体结构元素的亲和力非共价结合到外泌体表面（ 图 3七). 化学合成将导致药物通过例如 PEG 或膜蛋白与外泌体共价结合，并且进一步释放取决于外泌体降解。这些方法还可以通过将特定受体引入膜来将外泌体靶向所需细胞 。

图 3. 将药物装入外泌体的方法。
( I )—从药物暴露细胞中释放的载药外泌体，
( II )— 药物与外泌体孵育并搅拌，
( III )—超声处理，
( IV )—电穿孔，
( V )— 挤出，
( VI )—冻融循环，
( VII )-药物与外泌体的化学缀合。
     以上步骤中提到的方法允许根据药物的亲水性和亲脂性将药物掺入外泌体或磷脂双层的内部。亲水性物质将渗透于外泌体的腔内，而可溶于脂质的物质将聚集在外泌体的膜上（ 图2）。一些研究报告证明，亲水性物质很容易加载到外泌体中，而亲脂性物质的加载效率较低。通常，这些物质在体外 24 小时内从外泌体释放约 50% 。
   选择药物加载方法时需要考虑到对外泌体结构和特性的影响。目前，通过电穿孔的聚集和融合法使用较为普遍。
    实际上，外泌体作为细胞间信号传递分子可以递送多种物质，包括化疗药物（紫杉醇、多柔比星和紫杉醇）、RNA 和 DNA等 。另外，近年来还针对细菌（弓形虫病和沙门氏菌病）、病毒（艾滋病和乙型肝炎）、癌症（肺癌、胰腺癌、结肠癌、脑癌和乳腺癌）等进行基于外泌体的疫苗开发设计。所以外泌体也常被用作基因编辑工具递送的工具 ，例如 Cas9. 
给药途径
根据目前的研究，外泌体主要通过静脉内给药，位置主要为肝脏肺和脑、胃中，只有少数研究使用另一种给药方法，即经鼻、口服和腹膜内给药。
表 4. 外泌体的药物、大分子和潜在靶向策略示例。    近些年，外泌体研究领域发展迅速，来新型外泌体分离技术实现了从小体积样品中快速、高效、精确地分离，在外泌体研究也取得了许多重大进展，这些都使外泌体成为纳米药物、基因要等创新药的递送工具。外泌体技术的发展 对于未来的外泌体的检测、生物标志物筛选以及癌症的鉴别等也都具有重要的意义。
     选择外泌体作为给药载体的主要优势在于它可以降低药物浓度，能够准确到病灶部位有效提高效率并减少药物的毒副作用。尽管如此，外泌体的载药效率仍有提升空间。比如：在外泌体研究领域中，由于不同供体细胞分离的外泌体特性也是不同的，需要足够了解与熟悉各种外泌体的 特性，了解外泌体的长期毒性、免疫原性和安全性这也是外泌体药物传递系统DDS设计的重点。
           苏州阿尔法生物专注于生物实验室仪器和生物试剂、实验室耗材行业14年。所提供的纳米粒度仪、荧光显微镜等广泛应用于细胞外泌体研究领域。另外，提供的实验室设备包括发酵罐、生物反应器、细胞培养摇床、恒温恒湿培养箱、PCR仪、乳酸分析测定仪等也广泛应用于生命科学实验。