外泌体对抗新型冠状病毒COVID-19

外泌体对抗新型冠状病毒COVID-19

2019年底，中国卫生当局报告了武汉市爆发的不明原因肺炎。这导致了全球大流行的发生，现在称为COVID-19，导致全球数千人死亡并感染数百万人。COVID-19对社会产生了巨大的不稳定影响，包括医疗保健部门和最发达国家的经济。已知一种名为2-nCoV（后更名为SARS-CoV-2）的新型冠状病毒是病原体，最初是从患者的气道上皮细胞中分离出来的。SARS-CoV-2首先在中国进行了测序，发现它与先前发现的病毒（包括中东呼吸综合征冠状病毒和SARS-CoV）不同。它现在被认为是已知会感染人类的冠状病毒家族的第七个成员。SARS-CoV-2主要通过易感人群体内的飞沫传播。它还被证明可以在玻璃和纸币表面存活24-72小时。然而，目前尚不清楚SARS-CoV-2感染的确切分子机制。

由于高增殖率、高分化和巨大的来源潜力等特性，间充质干细胞已被大量研究为基于干细胞的退行性疾病、心血管疾病和肺部疾病的有用工具。最近，一些研究认为COVID-19可以劫持身体的免疫系统并引发过度反应，最终导致极端炎症和器官损伤。在COVID-19中，SARS-CoV-2病毒在感染肺部后会与其他免疫细胞一起触发细胞因子分泌的免疫反应，从而导致称为细胞因子风暴的过度炎症状况。大量研究表明，间充质干细胞可以与免疫细胞（如B细胞、DC、自然杀伤细胞、巨噬细胞、T细胞和中性粒细胞）相互作用并调节其功能。在COVID-19中，SARS-CoV-2通过与血管紧张素转换酶2（ACE2）结合进入人体，是一种位于许多细胞类型（包括肺部细胞）膜上的酶。间充质干细胞不含任何ACE2受体，使其对SARS-CoV-2免疫。最近的研究发现，在COVID-19患者中移植间充质干细胞具有免疫调节作用，可以防止细胞因子风暴，并通过间充质干细胞的再生潜力减少对组织的损害。

有趣的是，一些研究表明，来源于MSCs的外泌体可抑制细胞因子释放并降低炎症水平。除此之外，外泌体可以帮助肺纤维化条件下的肺再生。迄今为止，已有90多项基于间充质干细胞的呼吸系统疾病研究注册用于临床试验，此外，中国瑞金医院注册了一项试点临床研究，以探索COVID-19危重患者吸入来自同种异体脂肪间充质干细胞的外泌体，同样，其他几项类似的临床试验研究已在全球范围内注册。因此，越来越多的证据表明，在COVID-19治疗中使用MSC-Exos可能会限制患者的呼吸系统并发症。

 （图片出处：National Library of Medicine）

细胞因子风暴在SARS-CoV-2感染中的作用以及MSC和MSC衍生外泌体的可能治疗效果的示意图。

（a）SARS-CoV-2的发病机制：SARS-CoV-2病毒靶向肺上皮细胞。在此过程中，巨噬细胞等免疫细胞识别病毒颗粒并开始产生促炎细胞因子。这些细胞因子吸引更多的免疫细胞，从而增强细胞因子的产生。这会产生一个炎症循环，通过纤维蛋白的形成损害肺细胞。这种损伤导致血管变弱，使液体渗入并充满肺腔，导致呼吸衰竭和多个器官衰竭。间充质干细胞和间充质干细胞衍生的外泌体具有抑制炎症反应和防止多器官衰竭进展的强大能力。（B） MSC和MSC衍生的外泌体治疗在严重SARS-CoV2病例中的推定机制；间充质干细胞和间充质干细胞衍生的外泌体具有抑制炎症反应和防止多器官衰竭进展的强大能力。在诱导外泌体释放的条件培养基中培养的分离的MSC。MSCs识别细胞外信号并开始将几种调节因子包装到释放到条件培养基中的外泌体中。这些外泌体含有不同的生长因子、代谢酶、参与免疫调节的分子、细胞因子受体、对细胞分裂和增殖很重要的分子、DNA和调节miRNA。在MSC衍生的外泌体治疗中，外泌体通过静脉内或通过气溶胶吸入给药。施用的外泌体抑制炎性细胞因子和其他免疫调节细胞，从而抑制细胞因子风暴。

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