在医学科技飞速发展的今天，细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）被誉为"细胞的信使"，它们承载着治疗重大疾病的巨大潜力。2025年11月，武汉大学陈刚、余自力团队在Trends in Biotechnology（IF 14.9）上发表题为“Extracellular vesicle manufacture via FACTORY: fully automated collection technology and optimum machinery for clinical translational applications”的研究论文，带来了突破性解决方案——全自动收集技术与优化机器平台（FACTORY）。该平台通过整合连续流离心和切向流过滤技术，实现了EVs的一键式、大规模、高质量分离，不仅显著提升产量和效率，还确保了无菌、无支原体、低内毒素的高标准质量。北京青莲百奥生物科技有限公司为文章提供了蛋白组学服务。
EVs包括外泌体、微囊泡等，是细胞释放的纳米级膜泡，在细胞间通信和疾病治疗中展示出巨大潜力。然而，当前EVs的分离主要依赖超速离心等传统方法，这些方法存在问题：
规模限制：常规超速离心每次处理样品有限，而临床剂量需求高达每患者1013数量，需处理数十升培养基，传统方法根本无法满足。
人工依赖：从分装、离心到重悬，每一步都需人工操作，导致效率低下、批间差异显著，且易引入污染。
安全性挑战：临床级EVs需满足无菌、无支原体、低内毒素等严格标准，但手工操作难以保证一致性。
FACTORY平台的诞生，正是为了解决这些痛点。其技术成熟度已达TRL 6级，具备实时应用条件，不仅将单次处理量提升至10升，还通过全自动化流程消除了人为误差，使EVs的大规模临床级生产成为可能。
FACTORY平台：如何实现“一键式”EVs生产？
FACTORY的核心创新在于将连续流离心与切向流过滤无缝衔接。连续流离心转子由耐腐蚀钛合金打造，容量达3升，可自动去除细胞碎片；切向流过滤单元则通过平行流设计避免膜堵塞，高效富集EVs。整个系统由中央控制台操控，操作者仅需选择模式（如消毒、冲洗或样品处理），平台即可完成从杂质去除到EVs收集的全流程。
与传统超速离心相比，FACTORY的操作流程极为简化。超速离心需多次分装、转移和手动重悬，而FACTORY仅需一键启动，样品在密闭环境中自动化处理，大幅降低污染风险。研究显示，处理10升样品时，FACTORY的效率是超速离心的6倍，且随着样本量增加，优势愈加明显。
研究成果一：产量与效率的双重飞跃
为验证FACTORY的性能，团队将其与超速离心进行对比。通过透射电镜观察，FACTORY分离的EVs呈现典型的杯状形态，与超速离心组无差异；纳米颗粒跟踪分析显示，两者粒径分布相似，但FACTORY的颗粒产量超60%，是超速离心（20%）的3倍以上。蛋白质定量结果进一步表明，FACTORY的EVs蛋白产量约为超速离心的3倍。
Western blot分析显示，FACTORY分离的EVs中，HRS、CD63等标志物表达量更高（1.49-5.62倍），且颗粒-蛋白比与超速离心相当（约2.9×10^9），证明其纯度达标。尤为重要的是，FACTORY的成功率高达100%，并可适用于免疫细胞、植物（如大蒜）等多种来源的EVs分离，展现出强通用性。
研究成果二：标志物分析证实EVs的高质量
为了探究FACTORY分离的EVs与传统方法分离的组成区别，作者进行了蛋白质组学分析（青莲百奥提供），发现FACTORY分离的EVs与超速离心组蛋白质种类相似，但CD9、CD81等经典标志物表达更高。通过Leprechaun芯片进一步分析EVs亚群，发现FACTORY组中CD63+CD9+CD81+亚群占比达69.4%，与超速离心无显著差异。t-SNE聚类分析也证实，两组EVs的亚群特征高度一致，说明FACTORY在保留EVs异质性方面表现优异。
研究成果三：批间一致性与生物安全性的双重保障
临床要求EVs具备可重复性和安全性。研究让不同熟练度的操作者使用FACTORY和超速离心分离EVs，结果超速离心组的产量差异高达5.7倍，而FACTORY仅1.5倍，凸显其自动化优势。在生物安全方面，FACTORY组内毒素水平始终低于0.25EU/ml（FDA注射用水标准），且无支原体污染，灭菌性达100%；而超速离心组有超过50%的批次出现支原体阳性或细菌污染。
动物实验进一步证实了FACTORY-EVs的安全性。小鼠尾静脉注射后，体重、血常规、生化指标均无异常，主要器官无炎症或毒性反应。雷达图综合评估显示，FACTORY在自动化、一致性、产量、规模、效能和安全性上全面优于其他方法。
研究成果四：冻干EVs长期稳定，生物活性不减
凭借高产量优势，团队将脐带干细胞来源的EVs制成冻干粉（UCSC-EV-lyo）。结果显示，冻干粉在室温下储存1年后，复水EVs的粒径、数量及形态均与新鲜EVs一致，且无菌性、低内毒素特性得以保留。体外功能实验中，冻干EVs能有效促进人脐静脉内皮细胞成管和角质细胞迁移，与新鲜EVs效果相当。
研究成果五：动物模型验证显著治疗功效
在小鼠皮肤创伤模型中，直接涂抹UCSC-EV-lyo可加速伤口愈合。第12天时，EVs治疗组伤口近乎完全闭合，而对照组仍未愈合。组织学分析显示，EVs组胶原沉积丰富、血管生成显著（CD31+细胞增多），伤口长度明显缩短。这表明FACTORY生产的EVs完全保留治疗功能，且冻干形式便于临床使用。
FACTORY的核心创新在于将连续流离心与切向流过滤无缝衔接。连续流离心转子由耐腐蚀钛合金打造，容量达3升，可自动去除细胞碎片；切向流过滤单元则通过平行流设计避免膜堵塞，高效富集EVs。整个系统由中央控制台操控，操作者仅需选择模式（如消毒、冲洗或样品处理），平台即可完成从杂质去除到EVs收集的全流程。
结论与展望：开启EVs临床翻译新篇章
FACTORY平台的建立，不仅是技术上的里程碑，更解决了EVs从实验室到临床的核心障碍。其全自动化、高通量、高安全性的特点，使得研究人员无需专业培训即可获得高质量EVs，极大降低了研究门槛。未来，通过整合不同孔径的切向流模块，FACTORY还可实现EVs亚群的分选；若进一步与冻干系统、载药设备联动，将形成完整的EVs产业链。
尽管当前FACTORY已成功应用于干细胞、免疫细胞和植物EVs的提取，但团队指出，实时监测EV参数、自动化载药配方开发等挑战仍需攻克。总体而言，这项研究为EVs在癌症、神经疾病、心血管治疗等领域的规模化应用奠定了坚实基础，有望早日惠及广大患者。
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 Nov;43(11):2947-2969.
