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2026.05
外泌體 (Exosome) 是什麼?構造、EV 差異、研究應用與分析規劃|圖爾思生技
外泌體 (Exosome) 是什麼?構造、EV 差異、研究應用與分析規劃
外泌體研究同時牽涉樣本來源、細胞培養條件、分離與純化方法、顆粒特性、分子組成及功能分析。若僅依粒徑、單一蛋白標記或單一形態,就直接判定樣本為外泌體,可能將不同來源的細胞外囊泡、非囊泡顆粒或其氨他共分離物混在一起。
因此,本文將從研究規劃角度,整理外泌體與 EV 的基本概念、常見研究應用、外泌體分析的四個步驟,以及 2026 年台灣相關法規與研發注意事項,協助研究人員從樣本取得到後續分析建立較完整的研究流程。
外泌體是什麼?先釐清外泌體與 EV 的名稱
外泌體 (Exosome) 是直徑約 30–150 nm 的脂質雙分子層 (Lipid Bilayer) 構成,與我們細胞膜的結構非常相似,這讓外泌體能輕易地與目標細胞「融合」,並保護外泌體內部的物質不被體內的酵素分解。膜上有特定識別的蛋白質Surface Marker (如CD9, CD63, CD81),膜內更包裹來源細胞的蛋白質、脂質、DNA、mRNA 及 miRNA 等關鍵生物分子。它具有脂質雙層膜,可攜帶蛋白質、脂質及核酸等分子;不同來源細胞、培養條件與分離方法,都可能影響所得到顆粒的組成與功能。
根據 MISEV2023 的研究與報告原則,若沒有足夠證據證明特定囊泡的生物生成途徑,就不宜僅因為其粒徑、蛋白標記或其他單一特徵,而直接將其命名為 exosome。
實務研究中,「外泌體」一詞經常被廣泛使用來泛指小型細胞外囊泡;但若無法證實其特定生成途徑,使用較廣義的「細胞外囊泡 (EV)」或依研究條件描述其來源、尺寸等特徵,通常更符合目前的研究規範。
這也是 MISEV2023 強調研究嚴謹性、可重現性與透明度的重要原因之一。
外泌體、EV 與幹細胞差異
| 項目 | 外泌體 (Exosome) | 細胞外囊泡 (EV) | 幹細胞 |
| 是否為細胞 | 否 | 否 | 是 |
| 定義 | 具特定內吞體生成證據的 EV 子類型 | 細胞釋放至細胞外的膜性顆粒總稱 | 具自我更新與分化能力的細胞 |
| 組成 | 可能含蛋白質、脂質與核酸等貨載 | 組成隨來源、亞型與製備方式而異 | 含完整細胞結構與細胞核 |
| 研究重點 | 生成途徑、貨載與功能 | 來源、分離、表徵與功能研究 | 細胞特性、分化與細胞治療研究 |
| 判讀提醒 | 需有足夠證據支持命名 | 不宜以單一尺寸或標記推論全部性質 | 應依研究或臨床規範個別評估 |
2026年外泌體3大應用展望
外泌體的應用廣度正以前所未有的速度擴張,主要集中在三大核心領域:1.再生修復與美妝產業
幹細胞 (Stem cell) 來源的外泌體被證實能促進纖維母細胞增生及膠原蛋白合成,廣泛應用於抗老修復、傷口癒合以及頭皮毛囊活化研究。目前已經廣範圍被導入在皮膚醫美領域,包括:
- 抗老化療程 (改善皺紋與皮膚彈性)
- 雷射或醫美術後修復 (降低發炎與恢復期)
- 掉髮治療 (毛囊活化與再生)
2.疾病診斷 (液態檢體)
由於外泌體攜帶來源細胞的遺傳資訊,透過分析體液中的外泌體蛋白、核酸如 (miRNA, RNA),能實現癌症的早期篩檢與療效監控,在業界中案例包括:- Exosome Diagnostics:開發了ExoDx Prostate IntelliScore (EPI),利用尿液中外泌體RNA作為診斷依據,建立非侵入性的檢測方式,此檢測已於美國以實驗室開發檢測 (CLIA-based LDT) 形式應用於臨床,並納入實際醫療決策流程
3.藥物遞送系統
利用外泌體作為載體,可裝載小分子藥物或核酸藥物,其表面的配體能如同導航系統般精準鎖定病灶,大幅降低全身性副作用。目前最常使用的方式有藥物裝載、工程化改造等,實際研究技術包含:- EVs Threapy:外泌體應用已從 biomarker discovery 延伸至 therapeutic development。Capricor Therapeutics 是美國臨床階段生技公司,專注於 cell therapy 與 exosome-based therapeutics,應用聚焦於罕見疾病、心肌病變與 DMD 相關併發症。其 Deramiocel / CAP-1002 已進入 FDA BLA 審查階段,顯示 cell-derived regenerative therapeutics 正逐步邁向臨床後期與商業化。
- Engineered EVs:則被視為外泌體治療的下一個關鍵成長方向。代表公司如 Codiak BioSciences 曾開發 engEx platform,將 IL-12、STING agonist 或 ASO 等 therapeutic cargo 工程化至 exosome,用於腫瘤免疫治療。雖然目前 engineered EV 多仍處於 preclinical (phase1) 至 early clinical 階段,但其具備標靶性、可設計性,以及核酸與蛋白藥物遞送潛力。
外泌體四步驟分析規劃
Step 1:先定義研究問題與樣本條件
先確認研究目標是分離 EV、比較不同群組的候選標誌物,或進行內容物分析。樣本來源、體積、保存條件、前處理方式與採樣時間點,都會影響後續可比較性。首先要確認研究真正想回答的是什麼。
例如:
- 比較不同族群的 EV 組成?
- 尋找疾病相關 biomarker?
- 進行 EV 內 RNA 或蛋白質分析?
- 進一步研究 EV 的功能?
- 建立後續製程或品質管控方法?
研究問題不同,所需要的樣本量、分離方法、鑑定方式及後續分析也可能不同。
因此,研究開始前建議先整理:
- 樣本來源
- 樣本種類
- 樣本體積
- 採樣時間
- 保存條件
- 前處理方式
- 實驗分組
- 預計分析項目
這些條件都可能影響最後取得的 EV 數量與組成。
對於產品開發而言,細胞培養條件同樣重要。CDE 指導原則指出,細胞培養密度、繼代次數與頻率、倍增時間、氧氣濃度、pH、培養基成分、培養容器等因素,都可能影響細胞外囊泡的產生及生物特性,因此需要建立適當且標準化的細胞培養程序。
Step 2:依樣本與目的選擇分離方法
常見 EV 分離與純化方法包括:- 超高速離心(Ultracentrifugation)
- 尺寸排除層析(SEC)
- 切向流過濾(TFF)
- 沉澱法
免疫捕捉
不同方法在回收率、純度、處理量、設備需求及共分離物等方面都有不同特性。
因此,並不存在一種適用於所有研究目的的「最佳外泌體分離方法」。
例如,研究若重視大量樣本處理,可能需要考慮不同的製程設計;若後續需要進行高解析度分子分析,則需要特別注意蛋白質、脂蛋白或其他非囊泡成分的共分離問題。
CDE 指導原則也指出,EV 的分離與純化方法可能影響囊泡完整性及功能特性,因此應依產品特性建立適當且標準化的製程。
Step 3:以多面向鑑定確認樣本特性
粒徑與濃度分析可用於描述顆粒分布;電子顯微鏡可觀察樣本形態;標記分析可提供蛋白表徵資訊。依 MISEV2023 的研究報告原則,應交代樣本來源、分離與濃縮程序、鑑定方法與限制,讓讀者能判斷資料的可重現性。分離完成後,不能只做一項檢測就認定樣本「就是外泌體」。
不同分析方法回答的是不同問題。
粒徑與濃度:可以利用 NTA (Nanoparticle Tracking Analysis)、NanoFCM 等方法分析顆粒的粒徑分布及數量。
形態與膜性結構:電子顯微鏡,例如 TEM 或 cryo-EM,可用於觀察 EV 的形態及膜性結構。
蛋白質標記:
CD9、CD63、CD81 等常見 EV 相關標記可作為蛋白表徵的一部分,但單一標記本身並不足以完整證明樣本的來源與身分。
分子組成還可以進一步分析:
- 蛋白質
- RNA
- miRNA
- 脂質
CDE 指導原則也建議針對 EV 的蛋白質、RNA、脂質等組成進行圖譜分析,並可使用 LC-MS/MS 等技術;此外,也可利用 Cryo-EM、TEM、NTA、RPS 或流式細胞儀等方法,從不同面向分析 EV 的結構、尺寸、比例及數量。
因此,粒徑、形態、濃度與蛋白標記應被視為互補資訊,而不是彼此可以完全取代的證據。
Step 4:依問題選擇內容物與功能分析
蛋白質體、miRNA assay 與 small RNA sequencing 可協助比較 EV 相關分子訊號。分析前應先定義比較組、正規化策略與統計方法;若要討論功能效果,還需要合適的對照組與功能性實驗支撐。完成 EV 的基本鑑定後,再依研究問題選擇後續內容物分析。
常見分析包括:
- Proteomics 蛋白質體分析
- miRNA Assay
- Small RNA Sequencing
- RNA 分析
- 其他多體學分析
如果研究目標是尋找 biomarker,應事先定義研究組別、樣本數、比較方式、正規化策略及統計方法。
如果研究進一步要討論 EV 的生物功能,則需要設計適當的陰性與陽性對照,以及與研究問題相對應的功能性實驗。
對於產品開發,功能分析更需要建立與產品作用機轉或適應症相關的定量分析方法。CDE 指導原則指出,功能活性分析應能反映產品適應症相關的有效性,並可透過非臨床或臨床資料支
2026 年台灣外泌體法規現況,合規性將成為踏入市場的關鍵!
外泌體/EV 相關規範須依用途分開判讀。研究階段的分離、鑑定與分子分析,與人體使用或商品化聲稱適用的要求不同;不宜以單一「合法/不合法」概括所有情境。人源外泌體使用於化粧品,涉及個案審查與應檢送文件規範。衛生福利部食品藥物管理署於 2024 年訂定相關文件,並於 2026 年修正其附表;實際適用範圍與文件要求應以 TFDA 最新公告 及其附件為準。
若涉及再生醫療技術或指定再生製劑用於人體,則須由醫療機構依《再生醫療法》及相關制度循核准、登記等程序辦理;主管機關的再生醫療技術資訊專區說明該制度自 2026 年 1 月 1 日施行。細胞外囊泡製劑的研發與管制,亦可參考 CDE 指導原則。
政府法規連結與參考
法規與行政要求可能更新,實際專案應以主管機關最新公告及專業意見為準。
外泌體/EV 的法規適用,不能簡單用「合法」或「不合法」概括,而需要依照產品用途、來源、使用方式及宣稱內容進行判讀。
目前可以先從三個面向理解:
- 研究階段的 EV 分離、鑑定與分析
- 人源外泌體應用於化粧品
- 再生醫療或其他人體使用情境
研究階段:重點在研究設計與資料品質
單純進行細胞外囊泡的研究、分離、鑑定及分子分析,與將 EV 作為人體使用產品,屬於不同情境。研究階段應特別注意:
- 樣本來源
- 細胞來源
- 細胞培養條件
- 分離與純化流程
- EV 特性分析
- 污染物與共分離物
- 實驗對照
- 功能分析
- 資料完整性與可重現性
人源外泌體應用於化粧品
若產品涉及人源細胞來源的外泌體/EV 並應用於化粧品,則需要依我國食品藥物管理相關規範及最新公告判斷。此類產品的適用條件、應檢送文件及個案審查要求,可能隨主管機關公告調整,因此實際產品規劃時,應確認 TFDA 最新公告與相關附件,而不能只依網路文章或過去版本資料判斷。
尤其需要區分:
「研究中觀察到某種生物活性」與「化粧品可以宣稱某種人體功效」這兩件事情並不相同。
再生醫療與人體使用
若外泌體/EV 產品涉及人體使用,則需要進一步依產品性質及適用法規判斷。《再生醫療法》將「再生醫療」定義為利用基因、細胞及其衍生物,用以治療、修復或替換人體細胞、組織及器官的製劑或技術;其中「再生製劑」則指含有基因、細胞及其衍生物、供人體使用的製劑。
該法也規範醫療機構執行再生技術,以及使用中央主管機關指定之再生製劑時,所涉及的核准及登記等要求。
另一方面,CDE 已發布《細胞外囊泡製劑製造與管制之研發策略指導原則》第二版,內容涵蓋:
- 起始物與細胞來源
- 原料與試劑
- EV 製備、分離及純化
- 特性分析
- 數量與尺寸
- 無菌與內毒素
- 病毒相關檢測
- 鑑別試驗
- 純度與不純物
- 效價分析
- 安定性
可作為細胞外囊泡製劑研發階段的重要參考。
因此,如果研究方向已經從基礎研究進一步走向人體使用或產品開發,建議在研發早期就同步考慮品質、製程、分析方法及法規策略。
法規與行政要求可能持續更新,實際產品或專案仍應以主管機關最新公告及專業法規意見為準。
圖爾思一站式服務:從分離鑑定到深層洞察
研發外泌體的成功關鍵在於「純度」與「完整度」。圖爾思提供三大技術模組,確保科學研究、製程監控、臨床診斷開發的嚴謹性:1. 高效純化模組 (Purification)
針對不同樣品屬性,提供 TFF (切向流過濾) 與 SEC (尺寸排除層析) 等專業技術。從小體積血漿血清到大體積細胞培養液,ExoDiscovery 及 NanoEX 能避免超高速離心對囊泡結構造成的損傷;SEC 則能精確依粒徑分離,維持外泌體最高活性。2. 精準鑑定模組 (Characterization)
符合國際細胞外囊泡學會 (ISEV) 指南,提供全方位的品質檢測方案:- NanoFCM:可偵測低至 40 奈米的單顆粒,精確分析表面標記物 (CD9/CD63/CD81) 與脂質標記。
- NTA:掌握顆粒濃度與粒徑大小。
- TEM:直接觀察外泌體的「杯狀」典型形態。
關於更詳細介紹,請見圖爾思胞外體分析平台 (Extracellular Vesicles Service) 服務說明
3. 標誌洞察模組 (Content Insight)
結合圖爾思獲「國家新創獎」肯定的多體學技術,提供蛋白質體學 (Proteomics) 與小分子 RNA 定序 (Small RNA-seq) 服務,協助研發者從數以百計的分子中,挖掘具備商業價值的生物標誌物。
- 蛋白質體學:通過高解析度的Orbitrap質譜儀 (LC-MS/MS) 高通量分析,精準辨識EVs與臨床應用、差異表達和生物標誌物相關的蛋白,挖掘未知蛋白揭示潛在的生物學功能。
- PBA:運用高通量蛋白質標誌物分析,同時定量數百種關鍵蛋白與單顆粒外泌體,深挖具有代表性的biomarker。
- miRNA Assay:精確分析外泌體內含的小分子 RNA 表現量,加速疾病診斷的開發。
- Small RNA Sequencing:透過 Small RNA 定序揭示 miRNA 變異與表達,開發潛在生物標誌物;並結合路徑分析深挖調控機制,加速疾病解析與精準治療。
常見問題 FAQ
Q1:外泌體 (Exosome) 與 EV 是相同的嗎?
不完全相同。EV 是較廣泛的名稱,用來描述細胞釋放至細胞外、具有脂質雙層膜的囊泡。Exosome 則是 EV 中具有特定生物生成途徑證據的子類型。
因此,在沒有足夠證據證明生物生成途徑的情況下,不建議只因為顆粒尺寸小或具有 CD9、CD63、CD81 等標記,就直接將樣本稱為 exosome。
在研究報告中,如果無法確認特定 EV 類型,使用「EV」或更具體描述其來源及分析特徵,通常能讓研究結果更清楚。
Q2:為什麼需要多種鑑定方法?
粒徑、濃度、形態與蛋白標記提供的是不同層面的資訊;任何單一量測都難以完整證明樣本的來源、組成與純度。多種互補證據有助於提升研究結果的可解釋性。因為不同方法回答的是不同問題。
例如:
- NTA:提供顆粒數量與粒徑分布
- TEM:觀察形態與膜性結構
- 蛋白 (Bio-Marker) 標記分析:提供部分蛋白質分子特徵
- Proteomics:分析 EV 內蛋白質組成
- RNA 分析:分析 EV 內核酸組成,或目標 RNA 分析
任何單一方法都難以完整回答 EV 的來源、組成、純度與功能。
因此,多種互補證據可以提升研究結果的可解釋性與可比較性。
Q3:外泌體研究結果可以直接推論療效嗎?
不可以。細胞或動物模型的結果,不能直接推論至人體使用;臨床應用仍需經過適當的驗證、法規與專業評估。
Q4:規劃外泌體研究前應先準備什麼?
建議先整理研究問題、樣本來源與體積、分組方式、保存條件,以及預計取得的鑑定或分子分析結果。這些資訊會影響分離方法與後續分析設計。
外泌體與 EV 研究的價值,不只在於找到顆粒或標記,更在於以清楚的樣本紀錄、分離策略、鑑定證據與分析設計,建立可解讀、可比較的資料。若正在規劃相關研究,可先盤點樣本條件與分析目標,再與圖爾思生物科技 (BIOTOOLS) 討論適合的技術流程。
**本文提供研究與法規資訊整理,不構成醫療診斷、治療或個案使用建議。
引用連結、參考連結
- MISEV2023:細胞外囊泡研究最低資訊建議
- TFDA:人源外泌體使用於化粧品個案審查文件修正公告
- 全國法規資料庫:再生醫療法、衛福部再生醫療技術資訊專區
- CDE:細胞外囊泡製劑製造與管制之研發策略指導原則
- 圖爾思 EVs isolation service、圖爾思胞外體分析平台