设想一个精致的包裹，需要安全地送达到某个特定地点。要做到这一点，有几种方式：

• 　　 一家生物递送服务公司，能识别天然的地址信息，并与收件方发生互动

• 　　一个可配置的运输容器，能保护其中的货物，并可以灵活调整

• 　　一位专为敏感货物服务的快递员，尤其擅长安全运送特定货物（例如 RNA）

• 　　一座精密制造工厂，确保每一套运输方案都尽可能以一致的方式生产出来

　　在现代药物开发中，外泌体、脂质体和脂质纳米颗粒（简称 LNP）所承担的正是这些各不相同的功能。这三种系统都能保护活性成分、蛋白质或核酸，并将它们运送进入细胞。但它们在来源、结构、载荷物以及生产制造方面存在显著差异。

　　因此，当前的研究越来越多地在探索如何将它们各自的优势结合起来。由此催生的方向包括功能化外泌体、EV-LNP 杂合系统，以及多步骤生产工艺等。

　　IJM 技术——即碰撞喷射混合（Impingement Jets Mixing，IJM）——有可能在这类未来构想中扮演重要角色。目前，它的突出优势主要体现在合成脂质纳米颗粒的可控、可放大生产上。

图 1：包裹递送服务、运输箱与专属快递

　　三种各有所长的纳米载体

　　外泌体：生物递送服务

　　外泌体属于细胞外囊泡（extracellular vesicles）这一大类。它们由细胞释放，内含脂质、蛋白质与核酸的复杂混合物。

　　在生物系统中，它们的作用之一便是促进细胞间的通讯。它们能够吸收、运输生物信息，并将其传递给其他细胞。这种天然来源使外泌体在药物开发中颇具吸引力。

　　其潜在优势包括：

• 　　生物相容性：外泌体由生物膜构成

• 　　天然的细胞相互作用：其表面蛋白可促进被特定细胞类型摄取

• 　　载荷物多样：可运输 RNA、蛋白质和小分子

• 　　靶向潜力：来源细胞的特性可影响其生物学分布

　　然而，外泌体并不是传统意义上的标准化产品。其组成取决于多种因素，包括来源细胞、培养条件和分离方法。因此，它们的大小、分子载荷物和表面标志物在不同批次之间可能存在相当大的差异。这种固有的变异性为其作为治疗性递送系统的开发带来了若干挑战。囊泡群体的异质性会使一致性生产变得困难，而有限的产量又可能限制其在更大规模上的适用性。此外，向外泌体中装载治疗药物可能相当复杂，其表征也需要评估多项物理和生物学性质。这些因素同样使基于外泌体的系统在临床应用上的可放大性面临挑战。因此，外泌体具备引人入胜的生物学特性，但其固有的复杂性使其比合成纳米载体更难实现标准化和规模化。

　　脂质体：灵活的运输容器

　　脂质体在制药研究中已有多年历史，并在各种应用中得到了充分确立。其最大的优势在于组成可控。脂质体由一个或多个人工制备的脂质双层构成，其组成可以被明确界定，并针对目标应用加以调整。根据其结构的不同，脂质体既可以包载水溶性活性成分，也可以包载脂溶性活性成分。此外，其表面还可以用聚合物、多肽或其他配体进行修饰。

　　典型的控制参数包括粒径与粒径分布，以及膜稳定性和表面电荷。此外，在评价递送系统性能时，释放曲线和循环时间也是重要因素。

　　不过，与外泌体相比，脂质体并不具备内在的生物学靶向能力。如果希望脂质体优先到达特定细胞，就必须专门引入相应的配体或表面结构。

　　LNP：面向 RNA 的专用载体

　　脂质纳米颗粒最为人所知的用途，是其在 mRNA 疫苗和 RNA 治疗药物中的作用。典型的 LNP 由可电离脂质、辅助脂质、胆固醇和 PEG 修饰脂质组合而成。与经典脂质体不同，LNP 并非简单的、内部充满液体的小脂质囊泡。其内部结构在很大程度上取决于脂质组成、pH 值、浓度和混合条件等因素。

　　LNP 在核酸递送方面具有多项优势：它们能够实现高效的 RNA 包封，保护敏感的核酸免于降解，同时支持细胞摄取。此外，其组成可以调整，以使颗粒性质契合特定应用；其制剂形式也能适配可放大的生产工艺。

　　对 LNP 而言，生产工艺对最终产品性质的影响尤为显著。即便混合比例、总流速、pH 值或稀释条件发生相对较小的变化，也可能影响到粒径、多分散性、包封率和稳定性等关键质量属性。这使得不仅制剂本身，其背后的生产工艺也成为实现 LNP 质量一致性的一项重要因素。

　　为什么要把纳米载体组合起来？

　　外泌体、脂质体和 LNP 的性质是互补的。因此，并不一定非要由单一纳米载体承担所有任务。

　　表 1：三类纳米载体的特性对比

属性	外泌体	脂质体	LNP
来源	生物来源	合成	合成
典型载荷物	RNA、蛋白质、小分子	亲水性与亲脂性活性成分	主要为 RNA
组成	复杂且具生物属性	可明确定义	可明确定义的脂质混合物
细胞相互作用	部分为内在特性	通常需要功能化	取决于组成与表面
可标准化程度	具有挑战性	相对较好	高度可控
装载	难度较高	通用性强	对核酸尤为高效
可放大性	仍然有限	发展成熟	适合连续化工艺

　　　当前研究在这一方向上正在探索多种策略：

　　① 外泌体的表面修饰

　　② 外泌体与脂质体或 LNP 的融合

　　③ 特定生物膜组分的转移

　　④ 在多步骤生产工艺中组合多种递送系统

　　目标并不一定是把所有组分都整合进同一颗粒之中。更常见的做法是有针对性地把特定功能组合起来。

　　外泌体的靶向功能化

　　Geng 等人的一项研究展示了如何将乳源细胞外囊泡同时装载 PEG 脂质与功能脂质。

　　PEG 脂质有助于减少网状内皮系统的快速摄取，而诸如 (EK)4-KK 之类的功能脂质可用于增强细胞摄取，(SG)5-RGD 则能促进与特定细胞之间更具靶向性的相互作用。通过改变这些功能脂质的比例，可以调节修饰后囊泡的细胞摄取水平。

　　这为未来纳米载体的开发提供了一个重要启示：外泌体未必一定要以其天然形态使用，其表面可以被专门修饰，从而影响循环、细胞摄取或靶向的精准度。

　　ExoSE：芯片上的模块化表面修饰

　　Hong 等人的工作描述了 ExoSE——另一个用于小细胞外囊泡功能化的平台。

　　该流程包括两个步骤：

　　① 脂质锚定：将功能脂质整合进囊泡膜。

　　② 配体结合：随后将多肽、适配体或蛋白质共价结合到表面。

　　对所研究的囊泡，报告显示其脂质整合水平非常高。此外，与被动共孵育相比，该平台在囊泡表面结合的配体显著更多。在功能上，修饰后的囊泡表现出更优的体外血脑屏障模型穿透能力、更强的胶质瘤球体浸润能力，以及被乳腺癌细胞优先摄取的特性。在所研究的小鼠模型中，未观察到可检测到的急性肝肾毒性。

　　对于未来的开发，仍有若干方面有待研究，包括向更大产量规模放大的可行性、长期稳定性，以及修饰后囊泡的均一性。此外，监管层面的表征和多批次间的重现性，将是后续潜在开发中的重要考量因素。

　　EV-LNP 杂合体：生物靶向结构与合成载荷物相结合

　　另一些研究者将细胞外囊泡与 LNP 结合，制成了杂合颗粒。这种方法被称为 DASH——用于 EV 杂合体的微滴辅助挤压（Droplet-Assisted Squeezing for EV Hybrids），它利用微滴结构：先将 EV 与 LNP 共同包封于微滴中，再使其通过狭窄结构，由此产生的机械力促进膜融合。

　　这一构想将 EV 的生物学表面特征与 LNP 可控的组成结合起来，同时也利用了合成脂质颗粒的装载能力及其包载小分子或核酸的能力。与游离活性成分、单独使用 LNP 或单独使用天然 EV 相比，所得杂合体在黑色素瘤细胞中表现出更好的摄取和更高的细胞毒性效应。总体而言，杂合体显示出增强的治疗效果。

　　这些结果表明，杂合 EV-LNP 系统原则上可以结合多种作用机制，包括靶向性细胞相互作用、药物递送以及原始 EV 的生物学活性。

　　不过，这一方法仍处于临床前概念验证阶段。在此类系统被考虑用于临床应用之前，尚有许多问题需要解决。

图 2：EV-LNP 杂合体的形成

　　IJM 技术适用于哪些环节？

　　在 LNP 生产中，通常需要将两股液流汇合：一股是含有溶解脂质的有机相，另一股是含有 RNA 和缓冲液的水相。

　　在碰撞喷射混合中，这两股液流在混合腔内以高速相互撞击。这种快速而受控的混合，使得脂质纳米颗粒能够在极短时间内形成。

　　因此，IJM 技术的优势主要在于合成脂质纳米颗粒的可重现生产。一致且易于重现的混合环境至关重要，对于含 RNA 的制剂尤其如此。

　　可能的未来工艺构想

　　由 IJM 生产合成组分

　　IJM 可以先用于生产负载活性成分或 RNA 的、组成明确的 LNP，然后在单独的工艺步骤中与外泌体结合或融合。

　　由 IJM 生产标准化的 LNP 构建单元

　　与其在单一流程中制造整个杂合产品，不如先生产可重现的 LNP 组分，再用生物囊泡对其进行功能化。

　　以 IJM 作为杂合工艺的第一工序

　　一套多步骤生产工艺可以由以下单元构成：

　　① 使用 IJM 制备 LNP 制剂

　　② 纯化与表征

　　③ 与外泌体结合

　　④ 表面功能化

　　⑤ 去除游离组分

　　⑥ 质量控制与制剂化

　　以仿生纳米颗粒替代完整外泌体

　　另一种思路是将选定的生物学特性移植到合成颗粒上。为此可以使用特定的膜脂或表面蛋白。

　　这有望将外泌体的生物学功能与合成纳米颗粒更优的可标准化性结合起来。

图 3：IJM 作为多级生产工艺的一个组成部分

　　未来：量身定制的纳米载体，而非“一刀切”的方案

　　外泌体、脂质体和 LNP 并不必然要相互竞争。更可能的情形是，它们将在新一代定制化药物中承担不同的角色。

• 　　外泌体：提供生物学表面和天然的细胞相互作用。

• 　　脂质体：提供灵活且可定义的药物递送外壳。

• 　　LNP：为 RNA 及其他核酸提供强大的平台。

• 　　IJM：支持合成脂质组分的可重现生产。

• 　　分析检测：确保结构、装载和功能在多个批次间保持一致。

　　就药物而言，此类组合或可实现更具靶向性的药物递送。在疫苗中，LNP 可以运载遗传信息，而额外的生物学或合成组分则可影响免疫应答。

　　然而，决定性的进展不会仅仅来自新的颗粒。同样重要的是稳健的工艺、可放大的设施以及有意义的质量控制。

　　因此，纳米医学的未来或许较少取决于某一种单一的纳米载体，而更多在于生物学组分与合成组分的针对性组合——并辅以受控的混合工艺，作为可重现药物与疫苗的基础。

　　延伸阅读

　　Geng 等，Microfluidic post-insertion of polyethylene glycol lipids and KK or RGD high functionality and quality lipids in milk-derived extracellular vesicles，European Journal of Pharmaceutical Sciences，2024。

　　Hong 等，Universal Microfluidic Platform for Multifunctional Surface Modification of Small Extracellular Vesicles，Journal of Extracellular Vesicles，2025。

　　Hassanzadeh-Barforoushi 等，Microfluidic Devices for Manufacture of Therapeutic Extracellular Vesicles: Advances and Opportunities，Journal of Extracellular Vesicles，2025。

　　Lee 等，Microfluidic Platforms for Exosome Engineering: Scalable Therapeutics for Cancer Immunotherapy and Infectious Diseases，International Journal of Molecular Sciences，2026。

　　Chintapula 等，Droplet Squeeze Microfluidic Platform for Generating Extracellular Vesicle Hybrids for Drug Delivery，Small，2025。

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