关山难越：干细胞三期临床试验成功的关键要素分析

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来源│干细胞者说 微信公众号

文│步步先生

编辑│陈圆圆  

审校│汤红明 

众所周知，间充质基质细胞 (Mesenchymal Stromal Cell, MSC)或间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cell, MSC）治疗是一种以调节炎症反应和参与组织修复再生特性为基础的细胞治疗。MSC的治疗作用主要归因于其在炎症环境调控下发挥的免疫调节功能。在炎症因子刺激下，MSC产生大量免疫调节因子、细胞趋化因子及生长因子，调节组织免疫微环境和内源性成体干细胞，促进组织修复。

自1995年MSC第一次被用于人类疾病治疗至今，它已成为全球开展临床研究项目数最多的细胞，然而迄今为止，这些细胞药物在美国尚未获得批准。尽管干细胞药物三期临床试验屡屡失败，但MSC产品研发成果依然可圈可点。本文主要通过异体骨髓来源MSC治疗移植物抗宿主病(GVHD)药物、自体骨髓来源MSC治疗心脏衰竭（HF）以及异体脂肪来源MSC治疗克罗恩病并发肛周瘘口这3个案例对干细胞临床试验成功的关键要素进行分析。

1. 适应证的选择

以MSC治疗移植物抗宿主病（GVHD）为例。MSC产品Prochymal治疗GVHD的干细胞临床试验是由Osiris公司（美国）主导，于2009年5月完成试验。当时结果显示，干细胞治疗组与安慰剂组相比临床症状没有明显改善，因此宣布Prochymal的临床三期试验失败。其后有研究者分析此项临床试验的数据发现，虽然结果显示干细胞治疗组与安慰剂组相比，治疗效果没有显著差异，但是如果将治疗对象进行区分就会发现：在治疗GVHD的临床试验过程中，儿童对异体MSC治疗反应性要优于成人；早期治疗的疗效优于晚期治疗；肠道和肝脏的GVHD反应灵敏要优于皮肤的GVHD。在没有强有力可预测性生物标志物的情况下，这些结果在提供临床试验设计，对适应证的选择等方面具有重要的指导意义。

在接下来的临床试验适应证设计中，虽然沿用了相同的MSC产品和剂量方案，但对患者选择更具针对性，采用了更严格的入排标准，包括年龄、疾病进程以及排除仅患皮肤GVHD的患者等。

2012年，Prochymal 治疗儿童GVHD在加拿大和新西兰获得有条件上市许可，随后在日本也获得了批准（Temcell）。2013年，Prochymal产品被Mesoblast公司（澳大利亚）收购，Mesoblast公司进行的临床试验有四项，包括儿童GVHD、克罗恩病、慢性心衰和慢性腰背痛。

在针对Mesoblast治疗儿童GVHD临床试验中，研究对象是儿童。2017年12月，试验项目完成了所有患者招募。2018年2月，Mesoblast通过媒体宣布，在治疗后28天，干细胞治疗难治性儿童GVHD与传统治疗相比，疗效显著提高。2019年5月，Mesoblast宣布已开始向美国FDA提交其MSC药物Remestemcel-L（曾用名MSC-100-IV、Prochymal、Temcell）的上市申请，用于治疗类固醇难治性aGVHD患儿。这款药物有望成为第一款在美国获得FDA批准上市的MSC产品。

综上，对早期临床试验结果的有效分析，以及对入组患者的合理选择可能对临床试验的结果产生决定性的影响。有时候并不是干细胞治疗无效，而是研究者选择错误的适应证，亦或是扩大了适用范围才导致结果偏差，因此选择合适的适应证非常关键。  

2. 给药方式的选择

再以MSC治疗心脏衰竭为例。Celyad（比利时）主导的一项自体骨髓间充质干细胞（BMSC）用于治疗慢性缺血性晚期心脏衰竭的临床试验（NCT01768702）也进入三期临床试验。与Prochymal产品的一个关键区别在于，这个项目中细胞来源于自体，不易引起免疫排斥反应。细胞在移植之前将进行“心脏修复”方面的表型强化，并且不经过冻存环节，将6×10⁸个细胞通过介入的方法从心室将细胞直接输送到病灶。尽管这项临床试验从多个方面出发，无论从自身排异反应还是细胞活性功能等方面都竭力保证细胞输注到体内后可以发挥最大功效，但是收效并不尽如人意——在39周时的临床试验数据显示MSC组和安慰剂组临床治疗效果没有显著差异。

此后，试验团队改变策略，将6×10⁸~12×10⁸个自体MSCs，重悬成10mL，分成18个位点注射入心室，每个位点注射0.5ml干细胞，注射间隔1cm。心室给药的受试者52周心肌重塑的结果显示，治疗效果最显著的是接收中等注射次数（不超过20次）的试验组，更多的给药次数并没有改善疾病的症状，相反还有加重疾病的趋势。有人推测这是由于注射位点都集中在良好的心肌区域，这可能会增加心肌组织破坏和病情恶化的风险。

从这项试验结果中可以发现，注射的次数可能是改善结果的一个重要因素，过少或过多的注射次数可能都无法达到预想的治疗效果，甚至过多的注射次数可能给心肌带来更大的负担，包括心肌的机械损伤和生物性心肌损伤。因此，不恰当的给药方式也会对干细胞的治疗效果带来一定程度的影响。

3. 细胞选择和给药剂量也很关键

最后以MSC治疗肛周瘘口为例。Cellerix公司资助的一项临床试验（NCT00475410），选择了自体脂肪间充质基质细胞（adipose stromal cell，ASC）治疗肛周瘘口，将患者自体高达6000万个ASCs（加或不加纤维蛋白胶），在肛周瘘口多点局部注射，并用单独的纤维蛋白胶作为空白对照组比较。在2009年，总共214例受试者参与该项研究，结果发现经ASC处理6个月后，肛周瘘口的愈合效果并没有优于单独使用纤维蛋白胶组。

2011年5月，Cellerix被TiGenix公司（比利时的一家公司，曾开发了细胞药物ChondroCelect，并成功在欧洲上市）收购，启动Cx601细胞药物三期临床试验（NCT01541579）。适应证是膝骨性关节炎。根据NCT00475410获得的临床数据，由TiGenix主导的三期临床试验将治疗方案做了如下改动：①采用异体脂肪干细胞，而非自体脂肪干细胞；②给药剂量从0.6亿个细胞增加至1.2亿；③不再采用纤维蛋白胶基质胶做腔内注射；④仅纳入克罗恩病患者（之前在试验NCT00475410中被排除）。

2015年完成此项临床试验，结果指出，给药24周后干细胞治疗组缓解率高于安慰剂（50％ VS 34％），且这些正向结果持续了至少1年，表明异体脂肪干细胞治疗是显著优于安慰剂，相关研究成果发表于2016年发表在The Lancet，这也意味着MSC/ASC在高级临床试验应用的成功。

与先前的失败的临床试验不同，此次临床试验有三个很有意义的因素：合适的干细胞、给药途径和给药剂量。首先，此次临床试验采用是正在培养中的细胞，而非解冻后直接注射；其次，采用1.2亿个细胞重悬后，直接病灶内注射，而非通过静脉输注的方式；最后，采用的细胞为同种异体来源的ASC，而非自体ASC，采用同种异体来源的ASC不仅可以节省成本，而且更容易从临床前的动物实验中确定合适的给药剂量，从而使产品发挥最大限度的生物学效应。

2018年3月，欧盟批准干细胞药物Alofisel（即Cx601）用于对至少一种传统疗法或生物疗法反应不足的非活动性/轻度活动性管内克罗恩病、成人患者复杂性肛周瘘口的治疗。Alofisel也成为欧洲市场首个获得集中上市许可批准的异体干细胞疗法。

由此可见，细胞的选择或是给药剂量的大小也是影响干细胞临床试验成败的关键因素，对治疗效果具有很大的影响。

4. 文末小结

本文参考发表在Cell Stem Cell的一篇综述，该综述以19项由药企资助的三期干细胞临床试验作为案例，适应证包括GVHD、心脏衰竭、克罗恩病并发肛周瘘口、关节损伤、慢性脊髓损伤等。所涉及的细胞大多来源于骨髓（14项），此外还有脂肪（3项）和脐带（2项），其中有11项是同种异体细胞治疗，8项是自体细胞治疗。给药方式包括静脉回输、局部注射、与支架混合、局部介入治疗。该综述分析总结了干细胞治疗成功的关键要素，笔者在上文进行了简要概述。

总而言之，干细胞并不是万能神药，干细胞治疗的有效性是建立在对干细胞和疾病正确认识的基础之上。干细胞药物开发和临床研究是一项空前复杂的系统工程，涉及到多学科、多技术、多因素的综合考虑。其所面临的问题不单纯是细胞学家和医生就能够考虑周详的。关山难越，任重道远。既不要过早地宣布胜利，也不要过早地放弃一个有希望的治疗策略。

（本文转自微信公众号干细胞者说，文章刊登于《医学参考报》干细胞与再生医学频道2019-05期第4版文章，ID：yxckbsc2019050401。图片来源于网络，如有侵权，请联系删除。）

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