突破性进展!武汉大学科研团队成功研发全自动细胞外囊泡(分泌体)分离新平台
发布时间:
2025-12-03
近日,国际生物技术领域权威期刊《Trends in Biotechnology》刊载了武汉大学科研团队的重要研究成果——《Extracellular vesicle manufacture via FACTORY: fully automated collection technology and optimum machinery for clinical translational applications》。该研究首次提出全球首个全自动细胞外囊泡(EV)分离平台FACTORY,为破解EV临床转化难题提供了创新方案,有望推动基于EV的生物治疗产业实现跨越式发展。

一、EV临床转化的核心瓶颈
细胞外囊泡作为细胞分泌的纳米级"生物信使",能够携带蛋白质、核酸等活性物质,在免疫治疗、靶向药物递送等领域展现出广阔前景。然而,传统分离技术面临两大难题:其一,依赖人工操作导致效率低下,单次处理量仅能满足实验室研究需求;其二,操作人员技能差异引发EV产量与质量波动,且难以达到临床级无菌、无支原体、低内毒素标准。这些瓶颈导致EV技术长期停滞于基础研究阶段,难以实现临床转化。
二、FACTORY平台的技术革新
1. 全流程自动化集成
该平台创新性融合连续流动离心与切向流过滤(TFF)技术,构建了闭环式自动化生产系统。具体流程为:细胞培养上清液首先经连续流转子完成初步杂质去除,随后自动转入TFF模块。区别于传统过滤方式,TFF技术使液体沿膜表面平行流动,通过侧向压力实现水分子与小分子杂质的高效分离,有效避免膜污染问题,显著提升EV富集效率。
2. 规模化标准化生产能力
平台单次可处理10升细胞培养上清液,处理量较传统方法提升数十倍。通过模块化设计,增加平行膜盒即可实现产能线性扩展。全程自动化操作消除了人工误差,配合专属清洁消毒程序,确保生产过程符合临床级无菌标准,产出的EV产品稳定性显著优于行业平均水平。

三、实验验证:性能全面领先
研究团队依据最新MISEV2023指南,将FACTORY平台与传统超速离心(UC)法进行对比实验。结果显示:在脐带干细胞EV分离中,FACTORY平台产量提升3倍以上,批次间差异系数(CV值)低于5%,且产品完全符合无菌、无支原体、内毒素<0.1 EU/mg的临床标准。蛋白质组学分析证实,两种方法分离的EV具有高度相似的蛋白质谱,生物活性保持一致。
为验证临床应用潜力,团队将FACTORY生产的EV制成冻干制剂,实验表明该制剂可长期稳定保存且保持生物活性。细胞实验与动物模型显示,冻干EV制剂能显著加速伤口愈合,为后续临床试验奠定了科学基础。
四、临床转化与产业前景
当前EV治疗市场呈现爆发式增长态势,预计2026年全球市场规模将突破1.6亿美元,但生产标准化不足严重制约产业发展。FACTORY平台的问世填补了行业空白,其自动化生产体系可精准控制EV质量,为EV作为治疗药物或药物载体进入临床提供了技术保障。特别是在再生医学、肿瘤靶向治疗等领域,该平台展现出巨大应用潜力。
更值得关注的是,该技术与EV工程化改造具有天然适配性。通过基因编辑供体细胞或在EV中加载治疗性分子,可进一步提升疗效,而FACTORY平台的稳定生产能力将为这类工程化EV的临床转化提供关键支撑。
结语
武汉大学团队研发的FACTORY平台,不仅实现了EV分离技术的重大突破,更构建起基础研究与临床应用之间的转化通道。随着该技术的推广应用,曾受制于生产瓶颈的EV疗法有望加速走向临床,为癌症、神经退行性疾病等重大疾病治疗带来新方案,推动生物治疗产业进入标准化、规模化发展新阶段。
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