Trends Biotechnol.：武汉大学陈刚/余自力等团队提出FACTORY全自动 EV 分离平台，把 EV 分离从“小作坊”直接升级成“标准化工厂”

大家或许在美妆博主的视频里听过 “外泌体抗衰”，也可能在医疗新闻里看到 “干细胞外泌体修复伤口”—— 这些被称作 “细胞信使” 的 extracellular vesicles（EV，细胞外囊泡），确实是医学界的 “潜力股”：它们带着母体细胞的蛋白、核酸，能穿越生物屏障，还不容易被免疫系统排斥，不管是直接治病还是当药物载体，都大有可为。

但你知道吗？这些 “潜力股” 想真正走进医院，一直卡在一个 “生产难题” 上：现在主流的 EV 分离方法，比如超速离心（UC），简直像 “手工小作坊”—— 一次最多处理 420ml 样本，还得手动分装、换管子、反复离心，不仅慢得要命，不同人操作出来的 EV 产量、纯度差一大截，甚至可能混进支原体、细菌，根本达不到临床用药的标准。

就拿临床需求来说，一次皮下注射可能需要 1×10¹⁰个 EV，按传统方法，得用海量细胞培养液，光是处理这些液体就能让研究员 “累到怀疑人生”。

不过最近，《Trends in Biotechnology》上发表的一篇研究，给这个难题划上了句号——来自武汉大学等机构的团队，开发了一个叫 “FACTORY” 的全自动 EV 分离平台，把 EV 分离从 “小作坊” 直接升级成 “标准化工厂”。它不仅能一次处理 10L 样本，产量是传统方法的 3 倍，还能保证 EV 无菌、无支原体、内毒素达标，甚至能把 EV 做成冻干粉末方便储存。今天咱们就来好好拆解这个 “EV 生产神器”，看看它到底有多牛。

一、传统方法的 “痛点” 

首先得说清楚，研究团队为啥要花力气开发新平台。EV 虽好，但临床转化的 “拦路虎” 太多：第一是 “不够用”，1000ml 干细胞培养液用传统方法只能提不到 1mg EV 蛋白，想凑够一个病人的剂量，得堆成山的培养液；第二是 “不稳定”，手动操作太依赖经验，新手和老手分离的 EV，产量能差 5 倍多，纯度、安全性也没保障；第三是 “不达标”，临床用药要求无菌、无支原体、内毒素低，可传统方法步骤多，很容易污染。

所以，研究的核心目的就是：打造一个 “全自动、大规模、高质量” 的 EV 分离平台，解决这些痛点。实验对象主要是脐带干细胞来源的 EV（UCSC-EVs）——这是目前临床研究常用的 EV 类型，另外还用了免疫细胞、大蒜来源的 EV，用来验证平台的 “通用性”，证明它不是 “专宠” 某一种 EV。

二、两大技术 “联手”，全程自动化

FACTORY 的核心秘诀，是把 “连续流离心” 和 “切线流过滤（TFF）” 这两个技术结合起来，再用一个中央控制台实现全流程自动化，咱们一步步说：

第一步是 “去杂质”：细胞培养液先被泵进一个钛合金做的连续流离心转子（容量 3L），在 4℃、3000g 的转速下转 30 分钟，细胞碎片这些大杂质会被甩出去，剩下的 “干净上清” 会自动从侧面流出，不用像传统 UC 那样，还得手动倒上清、换管子。

第二步是 “抓 EV”：干净的上清会进入 TFF 模块。这里的关键是一张 100kD 的滤膜——和传统 “死端过滤”（液体垂直冲膜，容易堵）不一样，TFF 让液体平行流过膜表面，像 “顺着膜面擦”，这样水和小于 100kD 的小分子蛋白、核酸会漏到废液桶，而 EV 因为比膜孔大，会被截留在膜之间，还能循环浓缩。

整个过程不用人碰：从样本放进容器，到最后 EV 被自动送到 “收集舱”，全靠中央控制台控制—— 你可以选 “消毒”、“冲洗”、“样本处理” 模式，比如选 “样本处理”，机器会自己完成离心、过滤、浓缩，全程密封，避免污染。对比一下传统 UC：处理 10L 样本，得反复分装到离心管，离心完手动 resuspend，光步骤就多了 10 几步，效率差远了。

图：全自动收集技术原理、FACTORY的设计和操作

三、FACTORY 的 “成绩单”

研究团队把 FACTORY 和传统 UC “拉出来遛了遛”，从形态到功能，从实验室数据到动物实验，全方位验证，结果相当亮眼：

1. 长得一样好，产量翻三倍

用透射电镜（TEM）观察，FACTORY 分离的 EV 和 UC 的一样，都是典型的 “杯状”（这是负染色的正常现象），说明形态没被破坏；纳米颗粒追踪分析（NTA）显示，两者的粒径也没显著差异（都在 137nm 左右）。但产量上，FACTORY 直接 “碾压” UC：相同体积的培养液，FACTORY 分离的 EV 粒子产量是 60%，而 UC 只有 20%；蛋白产量更直观，FACTORY 是 UC 的 3 倍。

Western blot 实验还发现，FACTORY 分离的 EV 里，HRS、CD63、TSG101 这些 EV 特有的标志物，表达量比 UC 高 1.49-5.62 倍——这不是因为纯度差，而是产量高，因为两者的 “粒子/蛋白比” 差不多（2.92×10⁹ vs 2.90×10⁹），说明 FACTORY 分离的 EV 又多又纯。

效率方面更不用比：处理 10L 样本，FACTORY 只用 UC 约 1/6 的时间；而且样本量越大，FACTORY 的优势越明显。更惊喜的是，FACTORY 还能分离免疫细胞来源的 EV 和大蒜来源的 EV，说明它不是 “偏科生”，通用性很强。

2. EV 标志物更丰富，亚群也一致

为了确认 FACTORY 分离的 EV “身份正宗”，研究团队做了蛋白质组学分析：FACTORY 和 UC 分离的 EV，蛋白种类差不多，但 FACTORY 的 EV 里，CD9、CD81、syntenin 这些经典 EV 标志物的含量更高——相当于 “正品标识” 更清晰。

用 Leprechaun 芯片分析 EV 亚群（不同功能的 EV 亚群），发现 FACTORY 分离的 EV 里，最主要的是 CD63⁺CD9⁺CD81⁺ 三阳性亚群（占 69.4%），其次是 CD81⁺CD9⁺（11.1%），和 UC 分离的 EV 亚群比例差异不大。这说明 FACTORY 不仅能分离出 EV，还能保证 EV 的 “功能亚群” 和传统方法一致，不会因为自动化就漏掉关键亚群。

图：全自动采集技术和FACTORY的功能和效率验证

3. 关键的 “一致性” 和 “安全性”

临床用药最怕 “批次差异”——这次的药有效，下次的没效果，这和操作者水平有关。研究团队找了不同熟练度的人用 FACTORY 和 UC 分离 EV：结果 FACTORY 的批次产量差异只有 1.5 倍，而 UC 高达 5.7 倍。也就是说，不管是新手还是老手，用 FACTORY 都能做出差不多的 EV，而 UC 全看 “手感”。

安全性更关键：FACTORY 分离的 EV，内毒素水平始终低于 0.25 EU/ml（这是 FDA 规定的注射用水标准），而且 100% 无支原体、无菌；反观 UC，有超过 50% 的批次检测出支原体，还有些批次会有细菌污染——这在临床中是绝对不允许的，毕竟没人想打针的时候还打进支原体。

为了确认 “体内安全”，研究团队给 Balb/c 小鼠尾静脉注射 FACTORY 分离的 EV（1×10¹⁰个 / 次），连续注射几次后，小鼠体重没变化，血常规（白细胞、红细胞这些）、生化指标（肝肾功能相关）和对照组没差异，解剖后心脏、肝、脾、肺、肾的 H&E 染色也没看到炎症或损伤。

图：通过全自动收集技术和FACTORY分离的细胞外囊泡(EV)的一致性和生物安全性

4. 冻干存 1 年还能用，伤口愈合效果拉满

EV 不好储存是个大问题，研究团队用 FACTORY 分离了大量 UCSC-EVs，把它们做成冻干粉末（UCSC-EV-lyo），这样室温就能存，不用冻在 - 80℃冰箱。结果很惊喜：冻干 1 年后复溶，EV 的粒径、粒子数和新鲜的几乎一样，TEM 下还是杯状，标志物也没丢；而且还能促进血管内皮细胞成管（血管生成是伤口愈合的关键），也能让角质形成细胞（皮肤细胞）迁移更快，和新鲜 EV 的功能没差别。

最实际的是动物伤口实验：给 BALB/c 小鼠做了 1cm 直径的伤口（差不多是小鼠背上一个小硬币大小），直接把 UCSC-EV-lyo 敷在伤口上——粉末碰到伤口渗出液会快速溶解，还能当 “保护罩” 隔绝外界刺激。结果显示，从第 3 天到第 9 天，敷了 EV 粉末的伤口闭合速度明显更快，到第 12 天，这些伤口几乎全愈合了，而对照组还没长好。

图：通过全自动收集技术和FACTORY分离的细胞外囊泡(EV)的生物功能验证

Histological 分析更能说明问题：H&E 染色显示，EV 组的伤口长度更短；Masson 染色（看胶原）发现，EV 组的胶原纤维沉积更多、更整齐——胶原是伤口结痂和皮肤强度的关键；CD31 免疫组化（看血管）显示，EV 组的血管内皮细胞更多，说明血管生成更旺盛，能给伤口送更多营养。更贴心的是，这种 “外敷” 方式避免了注射带来的二次伤害，对临床应用来说更友好。

小结

如果把传统 EV 分离比作 “手工做蛋糕”——耗时、量少、每块口味可能不一样，那 FACTORY 就是 “全自动蛋糕工厂”：一键启动、量产稳定、还符合食品安全标准。它解决了 EV 临床转化的核心痛点：自动化告别 “人工依赖”，大规模满足临床剂量需求，高质量（无菌、无支原体、低内毒素）符合药用标准，还能把 EV 做成冻干粉末方便运输储存。

更重要的是，FACTORY 不止能分离脐带干细胞 EV，还能处理免疫细胞、植物来源的 EV，未来说不定还能分离肿瘤细胞 EV 用于诊断，或者整合载药功能，直接生产 “EV 药物”，相当于从 “EV 生产” 到 “EV 制药” 的全产业链。

或许不久的将来，我们不仅能在护肤品里看到 EV，还能在医院里用 EV 治疗伤口、修复组织，甚至对抗癌症 ——而这一切的起点，就是这个能 “量产优质 EV” 的 FACTORY 平台。毕竟，好技术要能落地治病，才是真的牛！

参考文献：

Liu XC, Tian JW, Xu JY, Chen LG, Ye ZW, Huang J, Wu LZ, Zhang ZL, Yu ZL, Chen G. Extracellular vesicle manufacture via FACTORY: fully automated collection technology and optimum machinery for clinical translational applications. Trends Biotechnol. 2025 Jul 31:S0167-7799(25)00259-8. doi: 10.1016/j.tibtech.2025.06.020. Epub ahead of print. PMID: 40750491.