臺大教授許瑞祥專文|「靈芝外泌體」將開啟靈芝應用的新藍海

這篇文章主要想透過「靈芝外泌體」來說三件事:(一)泌外體不是什麼神奇的玩意兒;(二)外泌體要拿到市場上應用時必須合法合規;(三)外泌體裡至少要有一個可以拿出來驗證的活性成分,亦即可以規格化生產,因為如果每次生產出來的外泌體都不一樣,那麼它的安全性和有效性怎麼有保障?

口述審定/許瑞祥          採訪整理/吳亭瑤

20251028-1

(雙層脂膜示意圖/Wikimedia Commons
By SuperManu - Own work,CC BY-SA 3.0;
GMI構造圖/許瑞祥提供;圖片整合與中文註解/吳亭瑤)

 

任何細胞都能分泌外泌體,一點都不稀罕。要知道外泌體這個囊泡裡包的內容物為何,必須把囊泡打開才能一探究竟。

現在當紅的外泌體,不是來自動物細胞就是人的細胞,其中大家最期待的莫過於來自人類幹細胞的外泌體——因為期待它可以跟所有人類細胞溝通。但事實的真相是,這個東西的來源會有問題,因為它不只生產不易,也無法保存,更無法確認!現階段來看,它終究不是一個可以大量規格化生產的原料。

相較之下,靈芝外泌體就沒有上述這些的問題。所謂靈芝外泌體是指「包有靈芝活性成分的細胞囊泡」,它有可能源自靈芝菌絲體,也有可能源自其它生物的囊泡但包有靈芝的活性成分。由於靈芝的有效成分被囊泡包了起來,可以被其他細胞把它視為某種傳遞的訊息,因而會比直接把這個成分分散在培養液裡更容易發揮作用。

所以我才會說,「靈芝外泌體」將開啟靈芝應用的新藍海!這個東西將會在現在已經被大家炒熱、被大家期待的外泌體市場上占有一席之地。

 

外泌體(exosomes)有嚴謹的定義

根據文獻定義,外泌體是「胞外囊泡(extracellular vesicle,簡稱EVs)」的一種,亦即細胞分泌到細胞外的囊泡。它基本上就是一個小泡泡,這個小泡的顆粒是奈米級的,有多奈米?根據現有定義,其直徑介於30~150奈米之間。這個奈米級的顆粒必須具備雙層脂膜,而且包裹在裡面的東西都不具備複製的能力,才能稱之為外泌體。

也許我們可以把外泌體想像成一個裝了信的信封或快遞包裹,它要寄到哪裡、要寄給誰,就「寫在」外泌體接受體的標誌上。也就是說,外泌體上接受體的標誌,是用來寫地址、貼郵票;裝在裡面的「東西」則是它要傳遞的訊息。所以,這個東西到底是什麼玩意兒,才是外泌體有什麼功能的關鍵。

二十幾年前很流行的微脂體,其實就是在做「把活性成分放在特定載體裡」這件事。微脂體是人工合成的,人們創造微脂體就是希望把「東西」包在裡面,加速它在體內的傳輸效率,確保它在傳輸過程中不會受到破壞,所以才會有那麼多藥物都用微脂體來進行傳遞。

如今我們已經知道,生物細胞之間本來就有像微脂體般的載體在做溝通,那就是被當做外泌體的胞外囊泡。

胞外囊泡被發現的時間大概就跟我年紀一樣大,但知道它有什麼功能是在2013年有人拿到諾貝爾獎——當年諾貝爾生理學或醫學獎頒給三位科學家以表彰他們發現「調控細胞內重要的運輸系統『囊泡運輸』的機制」——外泌體的功能才開始受到重視。

20251028-2

(本圖截取自諾貝爾官方網站

 

如果無法規格化生產,想像就只能是想像

今天外泌體之所以這麼受到重視,是因為現有的疾病治療方式有瓶頸,大家才會想要拿這個東西來治療目前無藥可用的疾病。這個東西可以多成功或多有效,雖然目前還不知道,卻能給人家一個希望。所以外泌體是在建立在「治療無藥可治」或者「實現原本沒有辦法做到的功能」的期待上。

就是因為有這樣的想像空間,一下子忽然所有廠商,尤其是美容保養品廠商,或者是醫美診所,全部都宣稱他們在用外泌體。所以我才會想要寫一篇科普文章,告訴大家到底是什麼是外泌體,然後用「靈芝外泌體」來當例子,說明外泌體這個東西實際上應該具備什麼樣的基本特性。

但不管怎麼說,一個產品要能被廣泛使用,最重要的就是「產品的規格」必須能被確認。也就是說,不論廠商強調他所提供的外泌體外面有什麼標誌、有什麼受體,或具有什麼功能,你最應該問清楚的關鍵問題其實是「這個外泌體是隨機產生的,還是能被規格化生產的?」

 

可被規格化生產的靈芝外泌體

靈芝有很多活性成分,其中多醣體是靈芝細胞壁的組成,三萜類則在子實體裡,也就是說,只有某些特定的靈芝活性成分才能被包在囊泡裡,以奈米級的外泌體型式呈現。

為了要創造一個包有靈芝成分的外泌體,我們開發了一套製程,把小孢子靈芝免疫調節白質(Ganoderma microsporum immunomodulatory protein,簡稱GMI)包在食用酵母菌的胞外囊泡裡做成產品。(關於GMI的特性與結構,詳見:「PubChem 461501955」和「蛋白質資料庫pdb_00003kcw」)

GMI原本在靈芝裡的作用就在傳遞某種特定的訊息,後來因為它被發現具有免疫調節等多種生物活性,所以我們就將這個蛋白質的基因轉殖到食用酵母菌裡,利用酵母菌在發酵過程中「會把特定因子放入囊泡再分泌到發酵液裡」的技術,規格化大量生產含有GMI的胞外囊泡。

三、四年前看到外泌體廣告的時候,發現大家盛傳的外泌體功能,包括促進細胞再生、調控免疫反應、抑制癌細胞生長等等,都跟GMI的許多功能類似,所以我當時就把GMI稱之為「exosomes like protein(功能類似外泌體的蛋白質)」。

後來有人把我們的GMI放到「冷凍電子顯微鏡」底下觀察,發現我們利用酵母菌生產的GMI原料的確被包裹在奈米級的顆粒,也就是外泌體裡。很顯然,GMI被酵母菌分泌出來的時候,原本就被包在囊泡裡,只是後來在加工過程中,有些囊泡被打破了。

所以我們又另外開發了一套技術,在GMI剛從酵母菌分泌出來的時候就小心地把它收集下來,讓所有GMI都可以被完整包在囊泡裡,成為名符其實含有靈芝活性成分的外泌體。

外泌體產品賣的是囊泡顆粒數,而今我們已經可以做到每一西西(1毫升)產品溶液裡有一兆顆含有GMI的外泌體。

 

用常識看「人體來源外泌體」

很多廣告會強調它們提供的外泌體源自臍帶血幹細胞,好跟其他動物來源的外泌體有所區別。先不管「人體來源的外泌體應該更容易被人類細胞辨識和接受」這個假設性議題,讓我們先想一個常識性問題:要大量培養人類細胞是一件非常不容易的事!這就是生產人類外泌體的第一個技術門檻。

若要進行人類單一細胞株的純化培養就又更困難了!細菌長得那麼快,要純化菌株都已經很難了,何況是生長速度比細菌慢很多的人類正常細胞,就更難純化了。所以那個用來生產人類來源外泌體的細胞工廠裡,可能不是單一種細胞株,而是一團混合物

這就是為什麼人體細胞來源的外泌體 ,到目前為止很少被核准當作化妝品原料使用的原因,因為它不夠純,通常裡面不是只有一種細胞的外泌體,要冒的安全風險實在太大了。我們養益生菌都會長雜菌了,更何況是長得相對慢上許多的人類細胞!長得快一點的人類細胞,通常就只有癌細胞了,但我們怎麼可能用它來生產外泌體?

 

靈芝外泌體的優勢

很多產品開發都希望利用外泌體攜帶特定的訊息,來達到特定的治療效果。問題是,這個特定的訊息要怎麼放到你所希望的外泌體裡?你要如何在合乎法規條件下大量生產它?從這個務實的角度來看,包裹GMI的靈芝外泌體,其最大的特色和優勢,就是它可以合規量產,而且是有經濟效益的量產。

再者,一個外泌體要存在得有意義、要具有應用價值,裡面包的必須是一個有用的成分。GMI能夠調節免疫、抑制癌症、促進細胞再生、活化粒線體、修復傷口⋯⋯等作用在過去十幾年間已被許多科研團隊證實,所以包裹GMI的外泌體進到人體裡之後的作用,這些功效應該都會呈現出來,而且相較於過去的GMI(也就是沒被包在囊泡裡的GMI)理論上甚至會更有效。

第三,包裹GMI的靈芝外泌體是用食品級酵母菌的規格生產的,所以生產出來的東西基本上不會對人體產生危害,具有高度的安全性。

第四、包裹GMI的靈芝外泌體製程已經有專利保護,而且外泌體的規格、成分也已拿到美國,臺灣、日本、歐盟的化妝品原料許可,所以它不只是合法合規的外泌體,還是合法的化妝品原料。

 

能規格化量產的外泌體才是真稀罕

關於現在當紅的外泌體,我想再次強調的是,外泌體不是什麼稀罕的玩意,所有細胞都會產生外泌體。目前市場上最大宗的就是所謂的「植物外泌體」,以後還會有更多各式各樣生物的外泌體被推出來賣,但它們真的是外泌體嗎?

其次,外泌體基本上就是個「袋子」,真正的關鍵是,這袋子裡面裝的是什麼?你每次買的不同批外泌體,裡面裝的都是同樣的東西,還是從頭到尾只買「對」過那麼一次?

更重要的是,那些人類細胞培養出來的外泌體到底能不能規格化生產出那麼大的量,來做相同產品的開發應用?這才是真正的問題所在。

外泌體可以是很寛廣的定義,如果它是具有特定功能的胞外囊泡,那你在生產它的時候,最重要的就是放在裡面的訊息,也就是裡面包了什麼成分,那才能發揮它的功能。今天除了GMI之外,其它外泌體產品有辦法這樣做嗎?可以確認它裡面包裹的成分都是開發者要的或廣告文宣說的那個成分嗎?

理想上當然希望外泌體攜帶特定的訊息傳遞進到細胞裡,問題是要怎樣把這個訊息放進外泌體,然後讓生產出來的外泌體都包含同一種訊息,而且只有你要的那個訊息,別無其它。這個在現在的技術上是沒有辦法克服的,所以相對來說,這就是包裹GMI的靈芝外泌體最大的優勢啊!

這就是我為什麼會說,靈芝外泌體是靈芝產業的新藍海。當大家看到外泌體的無限商機就全都靠過來了,那些混水摸魚的外泌體跟靈芝外泌體一比對,馬上可以清楚照映出它們缺了什麼:是不是法規認證的外泌體?外泌體的顆粒大小和數目是否都能講清楚?外泌體裡包含了哪些訊息?

 

你花錢買的是「外泌體」還是只是一堆泡泡?

細胞分泌外泌體時就像在吐泡泡,隨便養什麼細胞都可以收到一堆泡泡,但細胞吐泡泡一定有它的目的,可能是丟垃圾,也可能是傳遞某種訊息。所以泡泡裡裝了什麼才是重點,泡泡上的受體或Marker只能表示它是從哪個細胞來、要往哪裡去而已。

但現在大家都避開泡泡裡面裝什麼不講,只是不斷強調「我有很多泡泡」,你賣我也賣,而且每次賣的泡泡一不一樣還不知道!不明究理的消費者還拼命掏錢買泡泡,往身上抹、臉上擦⋯⋯殊不知,就跟你吃靈芝或其他任何東西一樣,你第一個要確認的就是它的來源和真假,才能保護自己的健康和權益,不是嗎?