综述：视科学中的细胞外囊泡：科学计量分析（截至2024年）

本综述运用科学计量方法，首次系统分析了视科学中细胞外囊泡（EVs）的研究全景。文章揭示了该领域从2003年萌芽至今的三大发展阶段，识别出美国和中国为研究主导力量，并勾勒出由13个成熟主题构成的知识基础和15个新兴前沿。EVs在眼部疾病病理生理、诊断生物标志物和（间充质干细胞）MSCs来源的治疗应用中被广泛探索，尤其在糖尿病视网膜病变（DR）、年龄相关性黄斑变性（AMD）和角膜损伤修复中展现出巨大潜力，但其临床转化仍面临挑战。

　　

研究背景与意义

近年来，细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）在视科学领域获得了显著关注。这些纳米级、脂质双分子层包裹的囊泡由细胞在生理或病理状态下自然分泌至胞外空间。根据其生物发生、释放途径、大小、内容和功能，EVs主要分为三种亚型：微囊泡（100 nm-1μm）、外泌体（30-150 nm）和凋亡小体（50-5000 nm）。它们携带多种 cargo，如蛋白质、脂质、核酸和/或代谢物，使其能够在细胞间传递信息并调节免疫反应、组织修复、血管生成等生物过程。因此，EVs为理解眼部疾病的病理生理学和发现生物标志物提供了新见解。此外，EVs具有良好的生物相容性、稳定性以及跨越生物屏障的高能力，使其成为药物递送和创新治疗策略的有希望的候选者。

尽管关于EVs在视科学中的出版物迅速增多，但尚未有统一的文献计量评估来描绘其发展轨迹。在此背景下，本研究首次通过科学计量技术，系统评估了视科学中EVs研究的有效性、生产力、知识基础、研究前沿和潜在研究空白。

方法与数据来源

研究团队系统收集了来自Web of Science、PubMed、Scopus和Embase四个全球公认数据库的出版物，时间跨度从各数据库起始至2024年12月31日。经过数据清理，最终保留了427篇原创研究文章进行文献计量评估。分析主要基于VOSviewer和CiteSpace平台，关键分析包括时间出版趋势、合著模式、知识基础以及研究主题的演变。

全球出版趋势与影响力

全球年度累计出版物呈现出指数增长趋势，经历了三个明显阶段：沉默期（2003-2012年，8篇文章）、逐步增长期（2013-2019年，67篇文章）以及从2020年开始的急剧增长期（352篇文章）。美国和中国在出版物产出上领先，加州大学系统成为最具合作性的机构。所有被分析的文章共获得了10,972次引用，平均每篇文章被引用25.69次，H指数为55，表明该领域具有较高的学术影响力。

知识基础与研究前沿

知识基础由13个成熟主题构成，这些主题大致起源于2009年左右。同时，15个显著的研究前沿主题已经出现，其中大多数仍处于发展阶段。通过共被引分析，确定了13个主题集群，代表了视科学中EVs研究的智力演变。最早的集群出现在2007年，包括“房水”和“小梁网”，表明早期研究聚焦于眼内环境和眼压病理生理学。最突出的集群“VEGF”（集群0）成立于2009年，围绕“视网膜色素上皮（RPE）”、“VEGF”、“血管生成”和“内皮细胞”，强调了血管信号机制的关键研究焦点。

EVs的来源与功能多样性

EVs来源广泛，但可主要分为四大类。约60%源自眼部组织或相关细胞类型，如结膜杯状细胞、角膜、晶状体上皮细胞、角膜缘、小梁网、非色素上皮细胞（NPEC）、房水、玻璃体和视网膜。间充质干细胞（MSCs）约占来源的25%，而生物液体（包括血浆、血清和血小板）、唾液和眼泪约占11%。其余5%源自其他来源，如胚胎干细胞、羊膜上皮细胞、牛奶、调节性T细胞、树突状细胞、雪旺氏细胞、细菌和真菌。EVs的表型和功能与其亲本细胞密切相关，这与其在视科学研究中的焦点一致。

治疗潜力与机制

EVs在多种眼部疾病中展现出治疗潜力。例如，在视网膜退行性疾病中，MSCs和视网膜来源的EVs通过视网膜神经保护、抗氧化、抗凋亡和抗炎特性发挥治疗作用。在糖尿病视网膜病变（DR）中，MSCs来源的EVs通过抗炎、抗纤维化、抗血管生成和抗氧化特性显示治疗潜力。在年龄相关性黄斑变性（AMD）中，氧化应激 alters RPE-EVs的磷酸蛋白质和miRNA profiles，而正常RPE-EVs则通过miR-182、miR-183和miR-122等贡献于RPE稳态和功能。

生物标志物与诊断应用

EVs及其生物cargoes作为眼部疾病的有希望的生物标志物。它们主要从房水、玻璃体、血浆、血清和泪液等生物液体中分离出来，可通过非侵入性或微创程序获得。例如，在糖尿病视网膜病变中，Miller胶质细胞来源的外泌体miR-9-3p通过下调S1P受体促进血管生成；在葡萄膜黑色素瘤中，血清外泌体蛋白如IL-2、IL-22和Pentraxin-3可用于早期检测转移性疾病。

生物工程与递送系统

尽管天然EVs在递送生物活性分子方面具有固有优势，但它们仍面临靶向特异性有限、循环动力学差和治疗内容受限三大局限。约10%的研究探索了生物工程策略以增强EVs在眼部疾病中的靶向性。工程化EVs来源包括MSCs、眼部细胞、血浆等，其中MSCs是最常被生物工程的EVs来源。封装的有效载荷主要包括miRNAs、抗炎细胞因子、肽和小分子。各种生物工程方法已被应用于修饰EVs，包括转染、慢病毒转导、电穿孔、超声处理、皂苷辅助加载、挤出、孵育和冻融。

临床转化的挑战与未来方向

尽管在开发视科学中的EVs研究方面取得了巨大进展，但大多数仍处于临床前阶段。截至目前，仅有两项相关的临床研究进行。临床转化的潜在挑战包括EVs衍生RNA测序技术和生物信息学工作流程的标准化缺乏、EVs蛋白质组分析通常需要大样本量、批量EVs分析由于EVs亚群的内在异质性而损害诊断和治疗精度，以及EVs分离所需专用仪器的可及性有限。未来的努力有望推动EVs的临床转化。

新兴技术与未来机遇

新兴的单囊泡分析技术越来越受到多学科研究人员的关注。在视科学领域，两项研究采用了单囊泡分析，EVs均从房水中分离。与批量EVs分析相比，新兴的单囊泡分析具有关键优势：能够直接表征EVs异质性，以最小样本量（<20μL）进行蛋白质分析，增强药物递送功效，并揭示调节EVs功能和运输的独特分子状态。在这种情况下，单囊泡成像和分析在视科学中的应用预计将会扩大。

此外，视网膜类器官是唯一被探索用于其衍生EVs的眼部类器官。鉴于类器官紧密模拟天然人类器官的结构和功能，它们是体内器官发育和疾病的有效模型。据估计，未来的研究将越来越专注于源自其他眼部类器官的EVs，如角膜类器官、角膜缘类器官、角膜上皮类器官和人类视网膜干细胞。尽管对多种EVs来源进行了广泛研究，但植物EVs在视科学中仍未探索。植物EVs具有独特优势：免疫原性低于人类，在不同环境条件下高度稳定，并且由于其独特的物理化学特性而抵抗酶降解。因此，来自植物，特别是可食用植物的EVs可能为眼部疾病提供有希望的无细胞治疗选择。

结论

自2003年以来，在理解和应用视科学中的EVs方面取得了显著进展，到2023年建立了一个稳定成熟的知识基础。虽然大多数眼部主题集群现已成熟，但EVs在角膜炎、高度近视相关视网膜病变、视网膜色素变性、视网膜母细胞瘤和甲状腺眼病等疾病中的潜在作用仍然未被充分研究，值得进一步研究。值得注意的是，基于EVs的临床治疗结果仍然大大缺乏。然而，单囊泡分析、EVs生物工程、EVs纯化、器官芯片系统、人工智能驱动的EVs生物活性预测以及使用源自三维培养、眼部类器官、植物或EV-track平台的EVs的进展可能会推动EVs在视科学中的临床转化。