间充质干细胞治疗（四）：效力评价

本文转载自干细胞者说微信公众号

正文

“知己知彼，百战不殆”，合格的产品质量是干细胞治疗成功的基础和前提，效力是其中一个关键指标。本期，我们将针对间充质干细胞的效力评价展开论述。

撰文：步步先生

来源：干细胞者说

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上一期我们简述了间充质干细胞的质控体系，贯穿于细胞生产工艺的每个环节。每个生产环节都需要相应的质量控制方法和标准。

如果细胞产品的质量（如：无菌性，安全性，活力，均一性，纯度，稳定性）得到了保证，那么是否就可以衡量其临床有效性呢？显然不行！针对间充质干细胞，我们如何进行效力评价，本期将展开论述。

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间充质干细胞的效力概述

细胞产品效力（Potency），FDA给出的定义[1]是 “在适当实验室方法检测下或在预期方式管理条件下，通过大量临床数据获得产品的特殊能力或功能。” 通常，效力用来评价药物产生特定生理功能的浓度或数量，由强度（strength）和效果（effectiveness）两个因素组成，即相同强度（一般指浓度）下所取得的效果。在FDA前瞻性报告[2]中，分析了 66份 MSCs 或类似产品的临床研究申请。报告显示，从组织来源、制备工艺到体外和体内表征方法，MSCs都具有高度变异性。正是因为如此，开发一种针对MSCs 产品效力的测定方法非常有必要。最初，MSCs 的治疗潜力被认为是可以迁移到受损组织，进行体内分化替换受损或死亡细胞。遗憾的是，MSCs 在体内分化尚未得到证实，科学家发现其仅仅可以在体外分化。目前认为观点[3]是，MSCs 移到损伤部位并分泌化学引诱剂，通过招募组织特异性干细胞进而产生新的组织，或发挥积极的免疫调节作用。MSCs 分泌物由细胞因子、趋化因子、生长因子和外囊泡（携带蛋白质、脂质和各种RNA）组成。

MSCs的分泌组分及其功能[4]

MSCs通过分泌营养因子调控免疫系统，可以降低炎症，促进血管新生，减少细胞凋亡和纤维化，刺激内源性干细胞形成新的组织。

我们讨论MSCs 产品的生物学效力，必须要考虑相应的适应症，否则意义不大。如前所述，MSCs 主要通过旁分泌机制发挥作用，而非通过细胞替代或细胞分化。在 MSCs 产品的背景下，效力检测通常是评估免疫调控能力或再生修复能力。对于MSCs 产品开发商来说，如果要进行干细胞药物申报，需要根据其治疗的适应症，开发出与 MSCs 治疗效果非常密切的生物学指标，最好与其适应症的治疗效果正相关。MSCs 具有免疫调控和促血管新生成的功能，分别治疗两大类不同的疾病，那么相对应的就有两个方向的效力指标。下面，我们以商业化的 MSCs 为例，简单讨论 MSCs 产品效力的研究方法。

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免疫调控能力测定

众所周知，MSCs 具有降低炎症和免疫调控的特性。在 MSCs 产品治疗免疫疾病和组织修复方面，科学家有很大期待。正因如此，ISCT 发布了指导方针，将免疫功能检测作为 MSCs产品的发布标准，其分析方法包括定量检测mRNA、检测相关的表面标记物，和检测分泌相关蛋白。

作为商业化 MSCs 产品的典范，最早由美国 Osiris 公司开发的骨髓来源的MSCs 产品Prochymal（即Mesoblast 公司的Temcell产品），在日本获批用于治疗急性移植物抗宿主病（aGVHD）。其放行要素之一就是，通过ELISA检测可溶性蛋白TNF-R1的分泌水平[5]。

目前，预测 BMSCs 效力的一个生物标志物是TSG-6（肿瘤坏死因子刺激基因6），还有一个是PGE2（前列腺素E2），此外，在与免疫调控能力相关的适应症中，ID 和PDL-1也与治疗效果相关。

在 aGvHD中 MSCs介导的免疫调节作用[6]

除了生物标志物外，BMSCs的其他特性也可以预测其免疫抑制功能，比如通过 与PBMC（外周血单个核细胞）共培养，检测MSCs产品的相应功能。供体 MSCs 与患者 T 细胞共培养，测量其代谢活性的增加可以作为一个MSCs效力测定。

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血管生成能力测定

除了免疫调控能力外，MSCs 还具有支持血管生成的能力。血管生成能力测定已被有些 MSCs 产品开发商应用于质控体系中，包括VEGF分泌的定量测定和功能的体外检测。Athersys 公司在其产品MSCs产品MultiStem的开发中，将血管生成能力的测定，作为MSCs治疗急性心肌梗死和下肢缺血动物模型关键指标[7]。

其大致流程是：用 培养过 MSCs 的条件培养基，用于检测促进人脐静脉内皮细胞（HUVECs）生成血管潜能。其中，VEGF（血管内皮生长因子）、CXCL5（C-X-C基序趋化因子-5）和IL-8是主要影响因素。

MSCs 在组织修复中的旁分泌机制模型[8]

在受损组织中，UC-MSCs通过旁分泌效应招募干细胞/祖细胞，作用于不同周围细胞来影响微环境，进行组织修复和血管生成。

除了上述，MSCs 还有许多其他促血管生成因子值得研究，如Ang-1（血管生成素-1）、PlGF （胎盘生长因子）和bFGF（成纤维细胞生长因子）等，这些都有望作为检测 MSCs 血管生成能力的生物标志物之一。

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其他治疗机制评估

在某些适应症中，MSCs 的作用机制研究不深刻是影响其效力分析的关键因素之一。越来越多的研究者认为，细胞外囊泡（EVs）和线粒体转移也可反映MSCs 治疗能力。

外囊泡（包括外泌体、凋亡小体和微泡三大类）对信号因子、miRNA和其他细胞成分的转运很重要。体内研究表明，使用MSC-EVs可以获得类似MSCs细胞本身的治疗效果。这可能因为，因为MSCs可能在给药后不久就发生凋亡，通过释放细胞囊泡，在疾病治疗中发挥作用。

MSCs 通过外囊泡进行成分转移[9]

此外，线粒体转移也被认为是MSCs的治疗机制之一。BMSCs的线粒体转移是通过外囊泡释放或隧道纳米管进行转移的，对驻留的组织细胞具有保护作用，并相应调节其炎症反应。

未来，研究开发方向应侧重于将 MSCs产品效力与临床疗效联系起来，以便确定有价值的效力指标，通过效力评价来评估 MSCs 产品的治疗效果。

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文末小结

在 MSCs 产品的开发中，我们正处于一个令人兴奋的十字路口。在过去30年中，第一波临床前和临床研究的巨大浪潮，终于将间充质干细胞疗法（针对GVHD、克罗恩病和重度下肢缺血等三种适应症）的商业化推上了历史的舞台。

干细胞治疗的成功因素，除了要保证细胞产品的质量，还应对适应症本身有透彻的了解，同时采用正确的给药途径，以及给予合适的剂量。目前，诸多 MSCs 产品开发商拥有先进的生产工艺和完善的质控体系，可以实现规模化生产MSCs 产品。然而这些产品究竟如何，最终是由临床决定的，通过特定适应症的治疗效果来评判。

关山难越，任重道远。我们既不要过早的宣布胜利，也不要过早的放弃一个有希望的治疗策略。

全系列——终

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