CDE文章：关于MSCs治疗COVID-19临床试验的几点考虑
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静下心来
潜心研究
我们将走的更远
细胞疗法具有改善人类健康的巨大潜力。然而，如果不进行严谨科学的临床研究，以支持这些产品的安全性和有效性，那么这类产品的潜力将永远不会实现。
作者：高建超 万志红 黄云虹 王卉呈 高晨燕
作者单位：国家药品监督管理局药品审评中心
文章来源：《中国新药杂志》
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2019 年底，多个国家出现了新型冠状病毒肺炎( coronavirus disease 2019，COVID-19) 疫情，尽管大多数患者的病情较轻，但约 20% 的确诊患者出现急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、代谢性酸中毒和出凝血障碍及多器官功能障碍等重症或危重症临床表现。除了支持性治疗外，重症患者急需更多的有效治疗方法。目前国内有多个研究团队尝试利用间充质干细胞疗法治疗重症或危重症患者，本文基于临床试验设计方面的问题，对间充质干细胞产品在上述患者中开展临床试验时需要注意的问题进行简要梳理，供研发团队在开展临床试验时参考。临床前研究显示，间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs） 可以通过分泌多种炎症调节因子和细胞因子，发挥炎症调节作用及促进组织修复的作用，有助于减轻肺损伤和促进肺功能的恢复。
近年来，干细胞在呼吸系统疾病中的临床研究也逐渐增加，截至 2019 年底，在临床试验登记网站“clinical trials”上共登记了 70 多项干细胞治疗呼吸系统疾病的临床研究，大多数临床研究中使用的是间充质干细胞，以骨髓和脐带来源最为常见（分别有23 和16 项研究），其他来源组织包括脂肪、脐带血、外周血等。
研究较多的适应证包括慢性阻塞性肺病、肺支气管发育不良、急性呼吸窘迫综合征、肺动脉高压、间质性肺病等，其中与急性肺损伤有关的适应证主要是急性呼吸窘迫综合征（ acute respiratory distress syndrome，ARDS） 。
ARDS是一种急性弥漫性炎症性肺损伤，可导致肺血管通透性增加、肺重量增加和肺含气组织减少，目前国内外已有多个研究团队开展了干细胞在ARDS 患者中的探索性试验。一项利用骨髓来源的间充质干细胞的Ⅰ期临床试验结果显示，1X10*6～10 X 10*6 个细胞/kg 体重的MSCs在ARDS患者中的耐受性良好。该研究团队进一步在60 例ARDS患者中开展了随机对照Ⅱ期临床试验（START 试验），进一步确认了MSCs 的耐受性良好，同时发现MSCs 组患者血浆中的血管生成素-2 ( Ang-2) 浓度的降幅显著大于安慰剂组，提示 MSCs可能通过分泌炎性抑制因子减轻肺损伤。但另一方面，治疗组死亡率相对于对照组有升高的趋势。上述略显矛盾的研究结果提示，MSCs 在ARDS患者中的作用需要更多、更严格设计的临床试验加以观察。国内开展的一项纳入 12 例 ARDS患者的随机对照试验探索了同种异体脂肪来源间充质干细胞的安全性和可行性。结果表明，输注 MSCs 的安全性良好。与安慰剂相比，患者在接受 MSCs 治疗 5天后表面活性蛋白 D 的水平有所降低，提示肺泡上皮细胞损伤有所改善，但检测的其他炎性细胞因子没有统计学显著性变化，安慰剂组和 MSCs 治疗组患者的氧合指数（ PaO2 /FiO2）及重要临床结局（28d机械通气时间和非 ICU 住院时间等） 没有差异。
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临床试验的几点考虑
受试者选择
受试者选择应基于干细胞作用机制、与新冠肺炎感染相关的非临床研究结果、临床治疗需求以及早期临床研究等支持性结果综合考虑。建议选择风险获益权衡最适宜的患者参与临床试验。
考虑到不同患者对试验药物有效性的期望值和对安全性风险承受能力的差异，多数间充质干细胞治疗急性肺损伤的临床研究在ARDS等危重症患者中开展。一方面危重症患者的死亡率高，预后较差，除支持性治疗外临床上缺乏有效的治疗手段;另一方面间充质干细胞在肺损伤患者中的安全性认识尚不充分，与病情相对较轻的患者相比，危重症患者对于预期可能有效药物在安全性方面的包容度相对较高，且更符合伦理规范。同时，目前新冠病毒肺炎缺少有效的病因治疗，少数重症患者的进展速度较快、并发症较多，制定临床研究计划时可以结合干细胞的前期研究基础和临床实际情况综合考虑。
受试者基线病情的异质性也是决定临床试验成败的重要因素。国外研究者开展的BMSCs 治疗中重度ARDS的START试验中，由于试验组和对照组患者在基线时的序贯器官功能衰竭评分（sequen- tial organ failure assessment，SOFA） 及急性生理学和慢性健康状况评分Ⅲ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅲ，APACHE Ⅲ）等疾病严重性评价结果存在差异，对评价 MSCs 的有效性产生了较大影响。新型冠状病毒感染的肺炎患者中，除了发热、咳嗽、呼吸困难等常见临床表现外，部分重症患者可能出现急性呼吸窘迫综合征、急性心肌损伤、脓毒症休克等并发症，临床表现复杂多变。为指导临床诊疗实践，方便临床医生快速判断患者病情的严重程度，国家卫生健康委员会在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》中对临床分型进行明确，为受试者的筛选提供了重要的参考标准。但同时应注意到，临床试验中通常需要利用多重指标严格评价受试者治疗前后的病情变化，如果采用较宽泛的入组标准会增加受试者病情的异质性，使得试验组和对照组患者在基线情况、预计疾病进展情况等方面可比性较差，进而增加试验结果分析和解读的复杂性。因此，如采用上述临床分型标准作为受试者的入组标准，应在临床试验开始前，根据患者临床表现和生命体征的多样性，针对各种影响安全性或有效性分析的混杂因素制定详细的分层分析计划，避免受试者病情异质性较大造成研究结果的偏倚。
同时需注意的是，重症患者的临床症状和生命体征变化迅速，临床治疗也可能需要迅速进行相应调整。如果在患者症状或生命体征快速进展时给予干细胞治疗，可能增加患者不良事件的分析难度，过多干扰因素会导致难以判定不良事件与干细胞治疗的相关性。在患者病情相对稳定时进行干细胞输注，有助于分析患者不良事件的原因及与干细胞治疗的相关性。
安全性和疗效评价
大多数干细胞产品缺少在急性肺损伤患者中的临床研究经验，在目前干细胞治疗作用尚不明确，缺乏确切有效性证据的情况下，首次临床试验的主要目的是探索干细胞在新型冠状病毒肺炎患者中的安全性和耐受性，包括探索最大耐受剂量，观察各种预期或非预期不良事件的发生率、发生时间、严重性以及与细胞输注的相关性等。此外，不同来源、不同体外操作是否影响干细胞的安全性和体内活性，也需要积累试验数据加以证实。
鉴于重症患者临床表现的多样性以及间充质干细胞作用机制的复杂性，建立多层次、多目标的疗效评价体系有助于探索干细胞最合适的治疗对象、治疗时机和治疗方法等，如整体功能评价、呼吸功能评价以及生物学指标评价等。常用的整体功能评价指标包括全因死亡率、机械通气时间、ICU 住院时间和SOFA 评分等; 呼吸功能评价包括肺损伤评分（lung injury score，LIS）、PaO2 /FiO2 等; 通过监测干细胞输注前后肺泡上皮损伤及血管内皮损伤标志物、炎性因子及干细胞分泌的细胞因子，以及其他器官功能损伤的生物标志物等，也有助于深入了解干细胞的作用机制，完善临床试验的设计和研究方法等。
由于疾病严重程度、临床表现差异较大，现有治疗手段下患者的预后也存在较大的差异。因此，不建议将基线和预后预测差异较大的受试者纳入同一个临床试验中。而对于疗效评价指标的选择，需要有针对性，以准确评价不同患者群体的临床获益，如全因死亡率、ICU 住院时间等指标适用于对危重型患者的疗效评价，不一定适用于无需机械通气或ICU 支持治疗的患者; 呼吸功能评价指标的暂时改善则不足以反映危重症患者的临床获益。因此，如果入组标准较为宽泛，患者病情的异质性将显著增加临床试验主要疗效分析的复杂性，降低临床试验结果的可靠性。
风险控制
临床试验方案中制定完善的风险预防和控制措施，对于及早发现、识别和及时处理临床试验过程中出现的不良反应，保护受试者安全有重要意义。安全性是开展干细胞临床试验时首先考虑的因素，尽管现有的临床研究结果显示间充质干细胞产品的耐受性总体良好，但不同干细胞产品，其来源、细胞组成、生产工艺和质量标准等并不一致，都可能对干细胞的安全性风险产生影响。特别是在重症或危重症新冠病毒感染患者临床表现复杂多变、干细胞有效性尚不明确的情况下，应通过制定全面细致的风险控制措施，尽可能避免不良反应对患者的病情发展和治疗产生不利影响。
结合干细胞的生物学特性、给药方式、体内分布以及新冠病毒肺炎患者的病理生理改变，理论上干细胞治疗可能导致的不良反应包括输注风险、免疫抑制作用导致病毒清除延缓、成瘤性等。
1） 输注风险可能来自两方面：一是与干细胞质量标准和生产工艺有关的产品风险，如培养过程中添加的血清、培养基等异源性物质可能导致的发热、过敏反应，以及细菌或支原体污染风险； 二是与干细胞给药途径和输注后体内分布有关的风险，干细胞经静脉途径给药后，首先经过肺循环，大量的干细胞会短暂滞留在肺部毛细血管中，在患者肺功能受损的情况下，可能进一步加重肺部微循环负担，导致气体交换功能下降、心脏负荷加重等反应，密切监测输注后的呼吸和循环指标有助于及时发现可能的输注风险。
2）在临床前研究中，间充质干细胞可以通过分泌炎症抑制因子发挥免疫抑制作用，抑制炎症反应过度活化造成的肺损伤，但另一方面，中东呼吸综合征冠状病毒（ MEＲS-CoV）及严重急性呼吸综合征冠状病毒（SAＲS-CoV）感染中应用糖皮质激素的临床经验显示，激素可能延长病毒的清除时间。因此，在新冠病毒感染者中应用干细胞时，其免疫抑制作用是否会降低机体免疫系统清除新冠病毒的效率，需要进行密切观察。
3） 除了免疫调节作用，干细胞治疗的另一种可能机制是在局部分化为功能细胞修复受损组织器官的功能。随着干细胞分化能力的提高，也伴随着自我更新能力或潜在成瘤性风险的增加，由于新冠病毒感染临床试验的持续时间相对较短，仅通过临床试验期间的访视往往不足以评价成瘤性等长期风险，应通过对受试者的长期随访持续观察该风险。
干细胞作为一种活的生物制品，复苏操作、输注介质、输注时间等均可能对细胞活性和状态产生影响，进而影响其疗效和安全性，如在细胞复苏后洗涤去除二甲基亚砜（DMSO）可能影响干细胞的存活率进而降低作用。因此，在开展临床试验前，充分研究上述因素对细胞活性和作用的影响，制定明确的输注操作程序（SOP）并确保研究者熟练操作，将有助于确保干细胞输注时状态的一致性，减少操作因素对干细胞临床评价的影响。
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文末总结
安全性是开展干细胞临床试验时需首先关注的问题，初期的耐受性试验可以用来探索干细胞的安全性和初步有效性，并为后续随机对照试验提供支持性证据。鉴于目前疫情及临床治疗和观察的复杂性，优先选择潜在获益风险权衡最适宜的患者开展临床研究，一方面有利于控制干细胞临床试验的安全性风险，另一方面也可以避免病情异质性过大影响疗效和安全性的评价。此外，根据目标人群选择合适的疗效观察指标，也有助于准确判断干细胞的临床疗效，以及分析干细胞治疗的介入时机等。
尽管干细胞治疗在改善部分生物学指标方面显示出一定潜力，但应认识到目前干细胞在急性呼吸窘迫综合征等重症患者中有效性仍不明确，应制定严格的疗效评价方案和风险控制措施，避免在获益尚不明确的情况下增加患者的安全性风险。
原文题目：《关于间充质干细胞治疗新型冠状病毒肺炎的临床试验的几点考虑》
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