面對(duì)干細(xì)胞治療的很多不確定性，我們應(yīng)當(dāng)理性看待。本文盤點(diǎn)了近14年全球間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床研究現(xiàn)狀，包含臨床試驗(yàn)數(shù)量，細(xì)胞來(lái)源，疾病種類，給藥途徑，專利擁有情況，細(xì)胞劑量等。
撰文：Cel G
修訂：步步先生
1976年，F(xiàn)reidenstein等人首次發(fā)現(xiàn)在骨髓里存在一群不均一的細(xì)胞群，這種細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)，呈貼壁生長(zhǎng)，形態(tài)和成纖維細(xì)胞相似，呈克隆性增殖，并提出“骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞”（Mesenchymalstem cells，MSCs）的概念。如今，MSCs已從人類許多其他來(lái)源組織中分離和鑒定出來(lái)，包括脂肪組織、骨骼肌、臍帶血和華爾通膠等。
我們以“干細(xì)胞”為關(guān)鍵詞搜索，在“中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)”檢索，得到26萬(wàn)條結(jié)果。其中，與“間充質(zhì)干細(xì)胞”關(guān)鍵詞相關(guān)的可達(dá)32%，其研究熱度可見一斑。
圖1：在知網(wǎng)上搜索“干細(xì)胞”，間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)關(guān)鍵詞占比32%
近期，美國(guó)學(xué)者M(jìn)aciej Kabat等人在國(guó)際期刊《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上刊登了一篇報(bào)道，他們使用關(guān)鍵詞“Mesenchymal”，對(duì)2019年3月19日前登記在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）臨床試驗(yàn)登記系統(tǒng)（ClinicalTrials.gov）上的914項(xiàng)間充質(zhì)干細(xì)胞臨床試驗(yàn)進(jìn)行了多維度分析。
亮點(diǎn)其一就是，針對(duì)細(xì)胞治療的給藥途徑和使用劑量進(jìn)行了匯總分析。這兩種因素以前并未專門提及，而這是影響細(xì)胞治療效果的重要因素。
經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在2007 - 2012年期間，全球注冊(cè)的MSCs臨床試驗(yàn)呈快速增長(zhǎng)，隨后進(jìn)入一個(gè)平臺(tái)期，在2018年又出現(xiàn)“陡降”。對(duì)此，本文做一簡(jiǎn)單評(píng)述。
全球每年新增臨床試驗(yàn)的數(shù)量，體現(xiàn)了研究的增量。而不同階段臨床試驗(yàn)的占比，也可以看出整體臨床研究的進(jìn)展：
1期臨床試驗(yàn)重點(diǎn)考察「安全性」
2期臨床試驗(yàn)初步考察「有效性」
3期臨床試驗(yàn)全面考察「有效性」
3期臨床試驗(yàn)成功后，新藥就可以申請(qǐng)（上市銷售）了。其后4期臨床試驗(yàn)，可以在細(xì)胞藥物銷售階段進(jìn)行。臨床試驗(yàn)的“夭折”幾率是非常高的，特別是進(jìn)入2/3期的。需要特別指出的是，出于對(duì)患者安全負(fù)責(zé)的態(tài)度，安全性評(píng)估會(huì)貫穿整個(gè)1-4期臨床試驗(yàn)。
圖2：每年新增臨床試驗(yàn)，按階段分類
圖2是全球MSCs臨床試驗(yàn)的情況，A圖反映總量，B圖反映各個(gè)階段臨床試驗(yàn)的趨勢(shì)。
1期臨床試驗(yàn)在2014年前呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，之后陡升，到2016年達(dá)峰值，此后有所回落。這一數(shù)據(jù)反映出每年注入整個(gè)MSCs 臨床試驗(yàn)項(xiàng)目的增量。
縱觀整個(gè)臨床試驗(yàn)，處于2期的占比最高。從全球MSCs的整體臨床試驗(yàn)分析，安全性評(píng)估基本都可通過，但很多臨床試驗(yàn)都止步于有效性評(píng)估。整體趨勢(shì)是，從2007年起開始快速增長(zhǎng)，到2011年以后進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的平臺(tái)期。
3期臨床試驗(yàn)在2012 - 2014年間達(dá)到頂峰，最高達(dá)到了近12%的峰值，此后又回落到6%以內(nèi)的比例。
目前，完成3期臨床試驗(yàn)有3種MSCs產(chǎn)品：Mesoblast（已經(jīng)提交上市申請(qǐng)，尚未獲批）、Alofisel（已在歐盟獲批上市銷售）、Stemirac。
圖3：每年新增臨床試驗(yàn)，按自體/異體來(lái)源分類
從每年新增的臨床試驗(yàn)變化看，使用同種異體來(lái)源MSCs進(jìn)行的臨床試驗(yàn)在2015年，首次超過了自體。研究者認(rèn)為可能與干細(xì)胞庫(kù)增多有關(guān)。
然而小編不這么認(rèn)為，小編發(fā)現(xiàn)可能與MSCs組織來(lái)源有關(guān)，因?yàn)楣撬韬椭窘M織來(lái)源的MSCs臨床試驗(yàn)數(shù)量在減少（圖4），而這兩種組織來(lái)源的MSCs是自體應(yīng)用的主力。從這個(gè)角度看，也解釋了為什么2018年MSCs臨床試驗(yàn)會(huì)“陡降”。
圖4：不同來(lái)源MSCs臨床試驗(yàn)趨勢(shì)
圖5：不同來(lái)源的MSCs臨床試驗(yàn)情況
在臨床試驗(yàn)中，最多使用的MSCs來(lái)源于骨髓，其次分別是臍帶、脂肪和胎盤。相對(duì)而言，骨髓MSCs研究中，3期臨床試驗(yàn)的占比最高。（注：在這里，研究者將臍帶血來(lái)源MSCs統(tǒng)計(jì)入了臍帶來(lái)源，下文中出現(xiàn)的臍帶也一樣。）
圖6：不同來(lái)源MSC臨床試驗(yàn)的專利化程度
圖6.反映了MSCs臨床試驗(yàn)中企業(yè)的參與情況，有24%的臨床試驗(yàn)擁有專利專利細(xì)胞產(chǎn)品。按其比例排序，胎盤>脂肪>骨髓>臍帶>其他。
這可能反映了胎盤和脂肪中的MSCs來(lái)源更復(fù)雜，制備技術(shù)更多樣化，相對(duì)容易形成專利技術(shù)。
圖7：各公司開展MSC臨床試驗(yàn)情況
在注冊(cè)的MSCs臨床試驗(yàn)，總共82家公司參與。有3家開展的臨床試驗(yàn)就占比30%，他們分別使用不同組織來(lái)源的MSCs產(chǎn)品：Mesoblast（骨髓）、Anterogen（脂肪）和Medipost（臍帶）。
圖8：各國(guó)注冊(cè)MSCs臨床試驗(yàn)情況
從國(guó)家來(lái)區(qū)分，中國(guó)(22%)的MSCs臨床研究最多，美國(guó)其次(19%)、韓國(guó)、西班牙和伊朗緊隨其后，歐盟加起來(lái)大概占17%。
你沒看錯(cuò)，在這張圖上并沒有干細(xì)胞研發(fā)強(qiáng)國(guó)日本（大概是因?yàn)槿毡疽詉PSC開發(fā)為主）。
在2005 - 2017年間，日本只開展了6項(xiàng)MSCs臨床試驗(yàn)，其中4項(xiàng)使用了脂肪MSCs，4項(xiàng)治療肝臟疾病，迄今沒有一項(xiàng)進(jìn)入3期臨床試驗(yàn)的項(xiàng)目。
圖9：MSCs臨床試驗(yàn)適應(yīng)癥的開展情況
Maciej Kabat等人將臨床試驗(yàn)適應(yīng)癥分為14類，無(wú)法分類或數(shù)量太少歸為其他。其中，在注冊(cè)的適應(yīng)癥中，神經(jīng)系統(tǒng)疾病(17%)和關(guān)節(jié)疾病(15%)最多，其次是心臟疾病(8.8%)和GvHD(8.3%)，后兩者的3期臨床試驗(yàn)占比更高。
剩下的適應(yīng)癥大致分為：
占比5%左右：糖尿病、炎性腸病、骨科、肝臟、肺部疾?。?
占比3%左右：肌肉、生殖、皮膚疾??；
占比更低：敗血癥、癌癥、血液、腎臟疾病。
圖10：MSCs臨床試驗(yàn)的適應(yīng)癥與患病率的關(guān)系
研究者還統(tǒng)計(jì)了某些疾病的患病率及其給美國(guó)社會(huì)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，并和相應(yīng)的研究數(shù)量進(jìn)行了對(duì)比。年負(fù)擔(dān)能體現(xiàn)相應(yīng)細(xì)胞產(chǎn)品的市場(chǎng)前景，糖尿病、關(guān)節(jié)炎、阿爾茨海默癥和心臟病排在前列。
從研究數(shù)量與患病率的對(duì)應(yīng)相關(guān)性來(lái)看，GvHD研究最多，肌萎縮側(cè)索硬化癥次之。對(duì)應(yīng)相關(guān)性偏少的適應(yīng)癥有：敗血癥、阿爾茨海默癥、糖尿病、心臟病和關(guān)節(jié)炎。
關(guān)于關(guān)節(jié)炎、心臟病和糖尿病的注冊(cè)MSCs臨床試驗(yàn)的絕對(duì)數(shù)量排在第1、第2.和第5位，但患病率卻大大高于其他疾病，這是其對(duì)應(yīng)相關(guān)性偏少的原因。而敗血癥則可能是現(xiàn)有治療手段能解決問題，由于市場(chǎng)份額小，因此研究少。
圖11：區(qū)分給藥途徑的MSC臨床試驗(yàn)開展情況
在914項(xiàng)臨床試驗(yàn)中，只有84%能明確給藥途徑。
在目前已知的8種給藥途徑中，主要通過循環(huán)系統(tǒng)給藥（其中靜脈占43%，動(dòng)脈占5%）。靜脈輸注由于操作簡(jiǎn)便、侵襲性小、可重復(fù)性強(qiáng)，所以治療中最常使用。
此外，有36項(xiàng)試驗(yàn)(4.6%)進(jìn)行了兩種以上的給藥途徑。
有多項(xiàng)臨床試驗(yàn)使用了生物材料或基質(zhì)來(lái)遞送MSCs，在圖中以“植入”代表其給藥方式。3期臨床試驗(yàn)占比最高的給藥途徑分別是靜脈給藥、骨內(nèi)給藥（骨髓腔內(nèi)）、心內(nèi)注射給藥。
圖12：區(qū)分適應(yīng)癥來(lái)看給藥途徑的差異
靜脈輸注的給藥方式使用頻率最高，但某些疾病有自己獨(dú)特的給藥方式。比如關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射，心臟的心肌注射，肌肉的肌內(nèi)注射。值得注意的是，在神經(jīng)疾病的給藥方式中，靜脈輸注的使用頻率依然超過了鞘內(nèi)輸注，可能是出于安全考慮。
細(xì)胞劑量是影響臨床試驗(yàn)療效的關(guān)鍵因素，而在檢索的臨床試驗(yàn)方案中，僅有53%的數(shù)據(jù)包含細(xì)胞劑量。為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，研究者將以每kg體重表示的細(xì)胞劑量，按人均70kg體重進(jìn)行了換算。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，靜脈輸注的細(xì)胞量最高，心臟內(nèi)和肌肉輸注的細(xì)胞量范圍跨度較大，關(guān)節(jié)腔、骨內(nèi)和動(dòng)脈輸注的細(xì)胞量范圍跨度較小。 為了探索最佳劑量，分析了同時(shí)出現(xiàn)有效劑量和無(wú)效劑量的研究。結(jié)果，有16項(xiàng)靜脈輸注、3項(xiàng)關(guān)節(jié)腔內(nèi)輸注的研究符合要求。
同時(shí)發(fā)現(xiàn)，劑量與效果之間的關(guān)系呈倒U型：過高和過低的劑量都效果不佳。研究者推測(cè)免疫調(diào)節(jié)過度是過高劑量反而無(wú)效的原因。
在16項(xiàng)采用靜脈輸注給藥的MSCs臨床試驗(yàn)中，14項(xiàng)的最低有效劑量在70 - 190 X 10*6/人次之間，超出這個(gè)區(qū)間的劑量無(wú)效。 其余4項(xiàng)劑量遞增試驗(yàn)結(jié)果表明，MSCs的最低有效劑量在一個(gè)更狹窄的區(qū)間內(nèi)：100 - 150 X 10*6/人次之間，劑量過低或過高都會(huì)降低其有效性。
此外，3項(xiàng)關(guān)節(jié)腔給藥的臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，最低有效劑量范圍在50 - 100X10*6/人次之間，10X10*6/人次和150X10*6/人次的劑量無(wú)效。
本次研究只歸納出，靜脈輸注給藥和關(guān)節(jié)腔內(nèi)給藥這兩種給藥途徑可能適用的最低有效劑量區(qū)間。
全球已開展了大量的MSCs臨床試驗(yàn)，安全性得到廣泛驗(yàn)證，但上市的干細(xì)胞產(chǎn)品寥寥無(wú)幾。
很多學(xué)者分析了這一現(xiàn)象，MSC治療機(jī)制尚不明確是一個(gè)原因，更主要的是MSCs臨床試驗(yàn)的個(gè)體化差異比較大，缺乏可比性、可重復(fù)性差。影響其治療效的因素太多：
?不同組織來(lái)源MSCs的異質(zhì)性
?不同的細(xì)胞制備工藝流程
?不同的傳代次數(shù)（這個(gè)用倍增時(shí)間更合適）
?不同的給藥途徑
?不同的劑量范圍
?不同的疾病差異
其中有些因素可以通過制定標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)改善。標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，這涉及到細(xì)胞行業(yè)的痛點(diǎn)。為了保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，很多公司都不會(huì)披露過多信息，使得比較不同研究變得很復(fù)雜。
咨詢公司ZS Associates的CEO瑪麗亞·惠特曼（Maria Whitman）表示，“在短期內(nèi)，整個(gè)行業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化，不太可能成為標(biāo)準(zhǔn)化的重點(diǎn)…”
劑量信息在臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)中相對(duì)難獲取，為什么難以獲取，或許我們可以做一個(gè)猜測(cè)。劑量和給藥途徑，在美國(guó)是受知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的，但在歐洲和中國(guó)是不被保護(hù)的，這或許是原因。
為此，小編咨詢了兩位科研人員，但得到了矛盾的兩個(gè)結(jié)論（保護(hù) vs 不保護(hù)）。于又咨詢了廣東華商律師事務(wù)所柏永權(quán)律師。柏律師表示，根據(jù)《中華人民共和國(guó)專利法》第25條，對(duì)于疾病的診斷和治療方法不授予專利權(quán)?！端幤饭芾矸▽?shí)施條例》第35條也有相關(guān)規(guī)定，但保護(hù)范圍太窄，無(wú)法保護(hù)新用途藥物，新劑量或新的給藥途徑。
目前，MSCs臨床試驗(yàn)的主要治療目標(biāo)達(dá)成率低。研究者建議，在早期研究中就同時(shí)開展有效性的劑量研究，探索最低有效劑量。
靜脈輸注后，MSCs會(huì)在很短時(shí)間被免疫系統(tǒng)清除。研究者建議：以最低有效劑量間隔一段時(shí)間重復(fù)注射，強(qiáng)化短期效應(yīng)，改善人體免疫微環(huán)境。
此外，研究者認(rèn)為一些新技術(shù)會(huì)帶來(lái)積極的改變。譬如封裝MSCs，可以避免細(xì)胞間接觸，明確為旁分泌機(jī)制發(fā)揮作用，且有利于慢性疾病治療。
最后，研究者還給出了靜脈輸注的分組建議：
低劑量組 ~75X10*6/人次
中劑量組 ~150X10*6/人次
高劑量組 ~300X10*6/人次
參考內(nèi)容： Trends in mesenchymal stem cell clinical trials 2004‐2018: Is efficacy optimal in a narrow dose range? STEM CELLS Transl Med. 2019; 1– 11.
