简述间充质干细胞药物开发策略，这篇值得一读！

本文转载自干细胞者说微信公众号

干细胞领域的临床研究正在以快速的步伐稳健推进着，这是大势所趋。了解间充质干细胞药物的开发策略，有助于加速其产业化。

撰文：张磊

来源：干细胞者说

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干细胞药物开发的目的是，从“一对一”的个体化干细胞临床应用转向“一对多”的临床治疗方案，为临床提供标准化的干细胞制品。

药物的开发需要遵循常规药物开发的流程，包括：药学研究、非临床研究、临床试验申请、早期临床试验、确证性临床试验、新药申请和批准上市等过程。

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干细胞制剂开发要点概述

干细胞制剂药学研究，主要包括工艺开发与质量评价：

• 干细胞库与工作细胞库建立：

供者筛查、组织采集，细胞分离、纯化、培养、保藏、鉴别、效力检测，以及生物学特性、遗传学稳定性研究，干细胞库技术标准及工作标准建立；

• 干细胞制剂工艺开发与药学研究：

大规模细胞扩增、细胞制备工艺、剂型选择、包装选择、处方筛选、制剂冻存/复苏工艺，体外操作对干细胞生物学特性的影响，过程质量控制，干细胞药物放行标准建立；

• 干细胞制剂冷链运输和稳定性研究：

产品冻存与复苏、冷链运输技术、临床快速检验、稳定性研究等，稳定性研究包括冻存条件下制剂影响因素试验、长期试验，模拟临床应用条件的试验等，通过这些实验获得的药品稳定性信息来确定药物的储存运输条件、包装以及有效期。

干细胞制剂开发原则

干细胞制剂开发过程服从GMP原则，但应充分考虑活的药物与传统药物区别：

1. 供者细胞的合理性及筛查；

2. 生产材料应考虑，供者细胞、生产过程细胞分类分级管理，生产用原材料的风险评估，外源因子去除，限制动物及人来源材料，基因修饰/改造按高风险管控，辅料使用考虑必要性、安全性和合理性；

3. 制备工艺与过程控制应证明可行性与稳健性，生产工艺的设计（QbD）应避免细胞发生非预期的或异常的变化，全过程监控、持续改进，用连续自动化、全封闭手段减少污染；

4. 强调过程控制与制品放行互补，高风险操作评估，细胞制剂与回输制剂转换验证；

5. 质量研究取代表批次及生产阶段细胞的特性、功能性、纯度和安全性等分析；

6. 质量控制基于过程理解，兼顾认知，逐步完善，确证性与商业化保持一致；

7. 临床质量核准，方法验证与药典适用性验证，快速微量方法相互验证；

8. 稳定性研究应采取连续工艺，适用包装密封性研究、冷冻储存适应性研究等，运输条件，模拟使用；

9. 应对直接容器和过程容器进行安全性评估和相容性研究，次级包装应考察遮光性、密封性和抗击机械压力；

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临床前研究环节

非临床研究，包括临床前药效学、药物的作用机制、一般药理、毒理、药物相互作用、药代动力学等。非临床研究是在动物身上进行的研究，目的是捕捉药物的安全性和有效性的信号, 了解药物在动物体内的吸收分布代谢排泄（ADME）及药物药代动力学（PK）/药效学（PD）。相关动物种群中，对局部和全身毒性反应进行识别、鉴定、量化，识别其毒性的靶器官和部位，可逆性 (急性或慢性毒性)，量效关系。如果在人体应用时，安全剂量及剂量递增方案的建议，毒性/活性的潜在靶器官的鉴定，识别临床监测参数，病人的入组资格鉴定标准，终止潜在的不成功的开发计划；优化给药方案/种类合理性。

干细胞制剂药理毒理学

干细胞制剂药理毒理学研究基本内容包括：

• 干细胞药物分布和代谢：

同种/异种干细胞在动物体内的分布、定植、分化和转归等；

• 干细胞药物临床前有效性评价：

异种/同种干细胞在动物（鼠及大动物等）疾病模型体内有效性评价；

• 干细胞药物临床前安全性评价：

一般毒性、特殊毒性（致瘤、促瘤、免疫毒性、生殖毒性等）、长期毒性评价试验；

由新药开发机构进行的实验室和动物研究，以观察干细胞针对目标疾病的量效关系，同时对干细胞进行安全性评估，安全性评估必须在GLP实验完成。

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干细胞临床试验注意事项

新药临床试验申请阶段

新药临床试验（Investigational New Drug，简称IND）申请：在临床前试验完成后，新药注册受理前召开药品审评中心与注册申请人沟通会议，然后向CDE提请一份IND。

提出的IND需包括以下内容：先期的体外试验结果，体内的作用机制，药理、药效研究结果，安全性研究结果，后续研究的适应症和临床方案等，临床评价包括安全性、有效性评价，临床研究风险及应急控制预案。

同时根据需要，所用干细胞种子库、半成品及成品在相关检定机构进行复核检验。IND需得到审核部门的审核和批准，审评机构自受理之日起60个工作日后，没有给出否定或质疑的审查意见即视为同意，申请人可按照递交的方案开展临床试验。

新药临床试验需要遵循赫尔辛基宣言伦理原则、《新药审批办法》、《新药审批办法》、《药品注册管理办法》中国/WHO/ICH GCP 指导原则、CDE注册要求/新药临床研究指导原则。

临床试验阶段

临床试验是针对人类进行的、在健康志愿者和患病患者身上进行的试验，目的是在人类中建立药物实体的安全性和有效性。细胞制品的临床分为早期临床试验和确证性临床试验，取代传统药物的 I-III 期临床试验。

早期临床试验主要目的安全性，次要目的有效性，药代动力学研究单次与多次给药细胞活力、增殖、分化、分布、迁移，预期存活时间及生物学功能，是否长期存在或持久作用等；概念验证试验（Proof-of-concept, POC）应考虑短期效应与长期结局，剂量探索（dose finding）试验包括起始剂量、有效剂量、最大耐受剂量等；

确证性临床试验，由于研究目的和研究问题的不同，而可能包含多个试验项目，考虑细胞活性持续时间，迟发安全性要开展长期随访，持续监测安全性与药理活性，长期有效性及充分暴露安全性，长期安全性监测失效、感染、免疫原性、免疫抑制、恶性转化等风险。

通过两个阶段的临床试验，新药开发机构将分析所有的试验数据，如果数据能够成功证明药物的安全性和有效性，机构将向药品监督机构提出新药申请。一旦药品监督机构批准了干细胞新药申请，此款干细胞新药就可以被医师用于处方。

新药上市与上市后再评价：GMP设施建设，产品生产验证，新药临床应用安全性数据追踪与分析。

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干细胞制品开发流程

干细胞药物包括分离后不需扩增和需要扩增两种形式的制品。

分离后不需扩增的制品（如脐带血造血干细胞），在细胞分离后就可直接获得终产品，此类产品目前国家按第三类医疗技术管理。而此类产品在国外已经有按药物申报的先例，并获得FDA的NDA批准。

需要扩增的干细胞药物，由于需要较多的体外操作，对其安全性评价将是重点。国内尚无被批准的干细胞药物。以下为需要扩增的间充质干细胞药物开发流程（图1）：

图1.干细胞药物开发流程

临床级干细胞库及标准建立

参照国际干细胞指南和国家相关标准规范，对供者筛查、样本采集、分离、纯化、诱导、入库筛选以及所涉及的人员、设备设施、原辅材料、环境、操作程序进行规范，建立干细胞库技术标准，为干细胞供试品制备提供临床级种子来源。

参考质控指标包括：细胞鉴别、个体DNA指纹图谱、细胞HLA分型、多向分化潜能、细胞纯度、染色体核型分析、端粒酶活性和致瘤性。其中，生物活性检测包括总细胞数和活细胞数，细胞活力和效力检测。外来因子检测细菌、真菌、支原体、病毒（HIV-1、乙型肝炎、丙型肝炎、巨细胞病毒、EB病毒等），以及相关的逆转录病毒，若使用抗生素残留也应进行测试，

标准干细胞供试品制备

建立干细胞的大规模培养、诱导分化、细胞制品制备、冷冻贮存、冷链传输、临床配制等工艺。

依照GMP要求，质量保证将贯穿细胞制备的整个流程，制定标准操作程序（SOPs）对所涉及的人员、设备设施、原辅材料、环境、操作程序进行规范。工艺稳定后开展工艺验证，制备连续10批以上符合标准的供试品。供试品制备能力为每批数十个临床剂量，为细胞制品质量评价提供均一、稳定的供试品。

标准干细胞供试品质量评价

针对间充质干细胞治疗目标疾病，开展分子水平、细胞水平、动物水平研究，设置从供者筛查到临床回输放行全过程的质量控制点、安全性评价指标、功能性检测指标等，建立实现对细胞形态、生物标志物、细胞纯度、细胞活率、倍增时限、细胞世代、传代稳定性、迁移能力、分化能力、异常免疫反应、成瘤能力、生物学效力开展评估，建立分析测试方法并进行验证。

评估体外过程对于生物学功能、免疫原性、基因组稳定性等方面的影响，确定限定传代代次。

参照《中国药典》（第三部）形式制定《供临床用间充质干细胞制造与检定规程（草案）》，实现干细胞供者筛查、入库筛查、过程质量控制、中间品检测、半成品检测、细胞制品检测及原辅材料检测功能。

临床前动物试验评价

根据干细胞制剂类型、适应症和给药途径建立动物评价模型，结合体外细胞学研究数据开展低/高代次和限定代次的干细胞制剂的组织分布、迁移、归巢、定植和分化、转归，致/促/抑瘤试验、免疫原性和免疫毒性试验，溶血实验、过敏试验、毒性试验，特殊安全性试验，有效性试验等，对安全性指标、生物学效力参数进行验证和评估。

相关动物种群中，对局部和全身毒性反应进行识别、鉴定、量化其毒性/活性的靶器官和部位，确认急/慢性毒性的可逆性及量效关系，研究DNA相互作用、组织兼容性、分泌物质、病毒复制能力、插入突变、致癌基因等。

人体应用时，安全剂量及剂量递增方案的建议，识别临床监测参数，建议病人的入组标准，建议主要与次要临床终点。

临床试验

早期临床试验，是首次在人体进行的的临床试验。其研究目的是了解药物的安全性，确定有效的剂量范围/最小有效剂量（MED），确定药物的适应症/最佳剂量，对药物的疗效进行初步评价，并建立与安慰剂或者对照相比的有效性和安全性，观察人体对新药的耐受程度以及研究药物代谢动力学，为制定给药方案提供依据。

早期临床试验最低病例数是20-30例，总体一般不超过100例。通常采用药物递增研究，估计在达到病人不能接受的毒性前的最大剂量（MTD）。

确证性临床试验，通常是随机、双盲、对照（安慰剂/阳性对照）的多中心、大规模的验证性研究。其研究目的是确认新药对目标适应症患者的疗效和安全性，药品试验总体须在300例以上，必须提供有统计学意义的疗效的证据。产品上市后，仍需要在“真实世界”环境下继续评价干细胞新药的风险和安全性以及其风险效益。

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文末小结

 新药从实验室进入到临床试验阶段，通常被称为新药的“死亡之谷”。新药开发是一个长期复杂的过程，资金密集、人才密集，成功率低，风险巨大。我国目前还未有干细胞药物被批准上市销售，但已经有一些机构已经申报干细胞药物，并获准进入临床试验。

随着《临床干细胞临床研究管理办法（试行）》与《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则（试行）》等文件出台，国家干细胞临床研究专家委员会成立，干细胞临床研究机构及研究项目启动备案工作。规范干细胞临床研究有助于为干细胞药物适应症选择提供概念性验证（PoC），减小药物开发风险。

注：本文已刊登于《间充质干细胞基础与临床（第二版）》一书，当当可购

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