产品 选择我们的理由 支持服务 生产设施 安全与质量 技术资料 新闻 会员申请
会员登录 联系我们

外泌体的「〇万亿个」真的可信吗?
颗粒数的正确读法与三个陷阱

在产品手册和网站上,「每瓶〇万亿个高浓度外泌体」这样的标示是不是越来越常见了。事实上,外泌体研究的国际指南(MISEV2023)对这类颗粒数的标示明确提出了提醒。手册上的数字为什么靠不住,又该看哪里才能判断制剂的质量。本文尽量用平实的说法加以说明。

30秒速览:本文要点

  • 「数量」会因测定方法相差100万倍。拿测定仪器不同的其他公司产品来比「数量」,并没有意义。
  • 混入物也被一起数了进去。即使写着「外泌体〇个」,实际数进去的也可能是蛋白质的团块。
  • 数量多≠效果强。就目前的科学而言,没有依据表明数量的多少与作用的强弱成正比。

下面,我们把这3点作为「三个陷阱」依次来看。每一点都可以回到国际指南的原文加以核实。

陷阱 01

能够准确数出「外泌体数量」的仪器,目前还不存在

为什么「〇万亿个」不可信

细胞外囊泡(细胞释放的、由膜包裹的微小囊袋。外泌体是其中的一种)的研究,有国际细胞外囊泡学会(ISEV)制定的报告指南。最新版为 MISEV2023[1]

该指南明确写明,颗粒数的测定存在局限。理由很简单:现有的仪器无法把外泌体单独挑出来数清楚

“…the number concentration (in particles/mL), a metric that is widely reported and used for … in vivo dosing. However, it is often unreliable, since many techniques lack specificity for EVs and sensitivity for all EVs.

细胞外囊泡的数量与体积测定相结合,可用于确定数浓度(个/mL)。这一指标被广泛报告,并用于试验投入量的标准化、输出的测定以及体内给药量的设定。然而它往往并不可靠,因为多数方法既缺乏对细胞外囊泡的特异性,也缺乏捕捉全部囊泡的灵敏度。

引自 MISEV2023 第5.1节「颗粒数浓度的定量」

因此指南要求,不要写成「外泌体浓度」

MISEV2023 直接给出了这样的建议。

Unless methods are highly specific for EVs, the output of these measures should be described as pertaining to ‘particles’ or ‘EPs’.

除非方法对细胞外囊泡具有高度特异性,否则这些测定的输出应当描述为与「颗粒(particles)」或「细胞外颗粒(EPs)」相关。

引自 MISEV2023 第5.1节 建议事项

也就是说,应当称之为把来历不明的混入物也包含在内的「颗粒浓度」。尺寸也是同理,指南要求写作「颗粒粒径」,而不是「囊泡直径」。

反过来说,只要写着「外泌体〇个」,就有必要确认这个数字究竟数的是什么、又是怎么数出来的

陷阱 02

测定方法不同,同一份样品的数值最多会相差100万倍

「A公司100亿个、B公司10万亿个,所以B公司更好」并不成立

这是常见的误解。有报告显示,即便是完全相同的样品,仅仅因为测定的仪器(方法)不同,结果就会相差最多6个数量级,即约100万倍

Note that reported EV concentration in blood plasma spans six orders of magnitude depending on the measurement method.

请注意,血浆中细胞外囊泡浓度的报告值,会因测定方法不同而跨越6个数量级(约100万倍)。

引自 MISEV2023 第5.1节(原始文献:Johnsen et al., 2019)

这并非误差。这是因为各方法「所看到的对象」本身就不同而产生的差异。因此,把测定方法不同的数值并列起来比较,并没有意义。

各测定方法的漏计与多计

NTA法(纳米颗粒跟踪分析)
最常用的方法。以光照射并追踪颗粒的运动,但这种方式无法区分外泌体与「单纯的蛋白质团块(聚集体)」。来自血清的脂蛋白颗粒也是如此。一旦混入,数量就会相应增加(多计)。反过来,有报告称其有效检测下限约为50〜70nm、对囊泡而言约为70〜90nm,比这更小的囊泡即便存在,也不会出现在数值中(漏计)。

TRPS法(电阻脉冲法)
以颗粒通过微细孔隙时电阻的变化来测量。下限取决于仪器的灵敏度,上限取决于孔径。一般认为它在粒径分布较宽的样品中分辨率有优势,另一方面,也有报告称在150nm以下 NTA 检出的数量更多

ELISA法(CD9、CD63、CD81)
测量囊泡表面标志蛋白含量的方法。但并非所有囊泡都带有这些标志物。MISEV2023 明确指出,使用这3种标志物的方法「对外泌体这一亚型并不具有特异性」。

总蛋白量
样品中所含蛋白质的总量。其中也包含来自培养基的成分,因此并不表示囊泡本身的量。

把这些整理成一张图,就是下面这样。

粒径轴与检测下限 细胞外囊泡大致以30至200纳米为中心分布。在同一尺寸范围内还存在脂蛋白颗粒和蛋白质聚集体,它们会被不加区分地一并计数。此外,NTA的有效检测下限约为50至70纳米,小于该尺寸的囊泡不会体现在计数中。 10nm 50nm 100nm 200nm 1000nm 细胞外囊泡 大致以 30〜200nm 为中心分布 同尺寸的其他物质 脂蛋白颗粒、蛋白质聚集体 NTA的有效检测下限(约50〜70nm) 不计入数量 漏计与多计同时发生。 小于虚线的囊泡,即便存在也不会计入数量(漏计)。 同尺寸的脂蛋白和聚集体,会被不加区分地当作囊泡计数(多计)。 粒径轴与检测下限 细胞外囊泡大致以30至200纳米为中心分布。在同一尺寸范围内还存在脂蛋白颗粒和蛋白质聚集体,它们会被不加区分地一并计数。此外,NTA的有效检测下限约为50至70纳米,小于该尺寸的囊泡不会体现在计数中。 10nm 50nm 100nm 200nm 1000nm 细胞外囊泡 以30〜200nm为中心 同尺寸的其他物质 脂蛋白、聚集体 NTA的检测下限(约50〜70nm) 漏计与多计同时发生。 小于虚线的囊泡不会计入数量。 同尺寸的脂蛋白和聚集体, 会被不加区分地当作囊泡计数。
图1:粒径轴。小于检测下限的不会被计数,而同尺寸的其他物质则会被一并计数。

MISEV2023 提醒,NTA 对低折射率颗粒给出的众数粒径「与其说是囊泡群体的真实众数粒径,不如说可能反映了仪器的检测限」,并要求不仅给出平均值,还应展示粒径分布本身。只写着「平均〇nm」这样一个数字的资料,在这一点上信息是不够的。

而且指南并不认为单一方法就已足够。

As a result, no single measurement or method is able to satisfy all EV characterization requirements, and use of orthogonal methods (those that do not have the same measurement limitations) is recommended.

因此,没有任何单一的测定或方法能够满足细胞外囊泡表征的全部要求,推荐并用正交的方法(即不具有相同测定局限的方法)。

引自 MISEV2023 第5章「细胞外囊泡的表征」开头
陷阱 03

「数量多=有效」这一点,目前没有科学依据

这里是最重要的一点

就现阶段而言,没有依据表明颗粒数越多、生物学作用就越强。

相反,已有报告显示,即使颗粒数、粒径和代表性标志物含量相当,实际的生物活性也可能完全不同。在标准化的效价试验(测定作用强弱的试验)尚未确立的今天,「含有这么多个就有效」这样的标准,也就是「最适颗粒数」这一数值本身并不存在

临床研究中所用的量也因制法而各不相同,尚未形成可以横向比较的形式。

仅凭手册上「数量」的大小来比较产品的读法,目前并没有依据。

为免误解,这里补充一句。测定颗粒数本身并非没有意义。只要用同一方法持续测定,它就可以作为观察批次间波动的指标。问题在于两点:把测定方法不同的数值并列起来分高下,以及把数量的多少解读为作用的强弱

阅读产品手册时的四项确认清单

那么,当多家厂商同时提交资料时,看哪里才能更接近本质上的品质呢。以下四点。

  1. 是否注明了用哪台仪器(哪种方法)测定

    未注明测定方法的数字,不具备与其他公司比较的意义。如前所述,仅仅仪器不同就会产生最多100万倍的差异。

  2. 除「颗粒数」外,是否同时给出了「蛋白量」

    日本再生医疗学会的指导原则[2]认为,颗粒数与蛋白量之间存在相关性为宜。只有其中一项,就无法判断颗粒的内容物是稀是浓。

  3. 表面标志物检测了几种、又是如何检测的

    国际立场文件要求至少进行3种标志物的半定量分析。只写了一种,作为依据就偏弱。

  4. 对囊泡以外的混入物,如何评价与去除

    即便数量很多,如果尽是多余的蛋白质团块也没有意义。MISEV2023 已把确认非囊泡成分的含量列入报告项目。

写有这四项的资料,至少可以读作是在理解测定局限的前提下给出数字的。反过来,只把「〇万亿个」印得很大的资料,并不包含更多的信息。

关于术语的补充——「外泌体」与「细胞外囊泡(EV)」

MISEV 要求,除非能够严格证明其生成途径,否则应使用「细胞外囊泡(EV)」这一总称。因为「外泌体」一词隐含着来源于多泡体这一细胞内结构的意思。

市售产品大多标示为「外泌体」,但实际上多为并未确定来源的囊泡混合物

特意区分使用「细胞外囊泡(EV)」「分泌组」这类准确术语的资料,是判断厂商是否具备学术背景的一条线索。

外泌体本身的定义、生成途径与结构,整理在什么是外泌体一文中;只取出膜囊袋会失去什么,整理在只提取外泌体,会失去什么一文中;日本国内指导原则所要求的规格项目,整理在什么是干细胞培养上清液一文中。

常见问题

结论是,选颗粒数多的产品就可以了吗?

目前尚无可以这样判断的依据。已有报告显示,即使颗粒数、粒径和代表性标志物含量相当,生物活性也可能相差很大。此外,由于标准化的效价试验尚未确立,「最适颗粒数」这一数值本身并不存在。请不要只看数量的多少,而应确认采用了何种方法测定、以及如何评价了颗粒以外的混入物。

能把其他公司的颗粒数与贵公司的数值放在一起比较吗?

若测定方法不同,就无法构成比较。MISEV2023 指出,血浆中细胞外囊泡浓度的报告值因测定方法不同,可相差6个数量级(约100万倍)。这并非误差,而是由于各方法「所看到的对象」不同而产生的现象。

只要检出了 CD9 等标志物,就能证明质量高吗?

标志物只是「囊泡确实存在」的佐证,而不是质量的指标。并非所有囊泡都带有相同的标志物,MISEV2023 明确指出,使用 CD9、CD63、CD81 的方法对外泌体这一亚型并不具有特异性。该指南还表示,目前尚不知道有能够识别所有来源的细胞外囊泡的通用标志物。

参考文献

  1. [1] Welsh JA, et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles (MISEV2023): From basic to advanced approaches. J Extracell Vesicles. 2024;13(2):e12404.(国际细胞外囊泡学会 ISEV)
  2. [2] 日本再生医疗学会(协力:日本细胞外囊泡学会)《细胞外囊泡等临床应用指导原则(第1版)》2024年4月30日

英文引用摘自 MISEV2023 原文,中文译文由本公司译出。

本文旨在说明测定方法及其局限。本公司的干细胞分泌组(细胞在培养过程中所分泌成分的总和)仅作为研究用试剂供应,不用于证明对任何特定疾病的疗效。

查看干细胞分泌组的产品规格 索取分析数据