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。盡管干細(xì)胞藥物研發(fā)三期臨床試驗(yàn)失敗累累，但MSCs產(chǎn)品研發(fā)成果還是可圈可點(diǎn)。今天，我們就分析總結(jié)一下干細(xì)胞治療成功的關(guān)鍵要素到底是什么。
眾所周知，間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞 (Mesenchymal Stromal Cells, MSCs)或間充質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）治療是一種以調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和參與組織修復(fù)再生特性為基礎(chǔ)的細(xì)胞治療。其機(jī)理也越來越清晰，MSCs的治療作用主要?dú)w因于其在炎癥環(huán)境調(diào)控下發(fā)揮的免疫調(diào)節(jié)功能。在炎癥因子刺激下，MSCs產(chǎn)生大量免疫調(diào)節(jié)因子、細(xì)胞趨化因子和生長(zhǎng)因子，調(diào)節(jié)組織免疫微環(huán)境和內(nèi)源性成體干細(xì)胞，促進(jìn)組織修復(fù)。
MSCs第一次用于人類疾病治療開始于1995年，從惡性血液病患者抽取骨髓并分離培養(yǎng)出貼壁的基質(zhì)細(xì)胞，然后回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，觀察臨床效果并驗(yàn)證其安全性。這是MSCs研究史上的第一個(gè)里程碑式的事件，標(biāo)志著MSCs的研究從實(shí)驗(yàn)室跨入到臨床研究。
表1 MSCs研究發(fā)展歷程
目前來看，MSCs已成為全球開展臨床研究項(xiàng)目數(shù)最多的細(xì)胞，非常非常的熱。然而迄今為止，這些細(xì)胞藥物在美國(guó)尚未擁有允許上市許可的資格。全世界，特別是在美國(guó)，幾乎所有的三期MSCs藥物臨床試驗(yàn)都是由藥企資助或主導(dǎo)的。針對(duì)干細(xì)胞治療的未熟先熱，曾經(jīng)有人批評(píng)這是一種干細(xì)胞行業(yè)的虛假繁榮。不僅僅中國(guó)存在干細(xì)胞亂象，美國(guó)，日本諸國(guó)都存在，這是個(gè)世界級(jí)現(xiàn)象。很多企業(yè)把未經(jīng)證實(shí)的干細(xì)胞治療（包括MSCs）作為“萬能神藥”進(jìn)行過分吹噓，宣稱包治百病。
那么，干細(xì)胞臨床治療是否有效？如何才能有效？該用什么樣的細(xì)胞？用多少量的細(xì)胞最佳？
盡管干細(xì)胞藥物研發(fā)三期臨床試驗(yàn)失敗累累，但MSCs產(chǎn)品研發(fā)成果還是可圈可點(diǎn)。Cell Stem Cell的一篇綜述道出了其中的大概緣由，以19項(xiàng)三期干細(xì)胞臨床試驗(yàn)（由藥企資助的）作為案例，分析總結(jié)干細(xì)胞治療成功的關(guān)鍵要素。
本文主要通過以下三個(gè)案例分析：異體骨髓來源MSCs治療移植物抗宿主病(GVHD)藥物，自體骨髓來源MSCs治療心臟衰竭（HF），以及異體脂肪來源MSCs治療克羅恩病并發(fā)肛周瘺口。
第一個(gè)觀點(diǎn)，我們以MSCs治療GVHD為例。2012年，MSCs治療兒童抗移植物抗宿主病(GVHD)藥物（Prochymal）已經(jīng)獲得在加拿大和新西蘭的有條件上市許可。隨后，在日本也獲得了批準(zhǔn)（Temcell）。MSCs治療GVHD是藥企資助的第一個(gè)大型干細(xì)胞臨床試驗(yàn)(Prochymal)（NCT00366145），并且已經(jīng)于2009年5月完成，細(xì)胞是志愿者捐贈(zèng)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）。然而結(jié)果顯示，在第一個(gè)有效評(píng)價(jià)點(diǎn)（即靜脈回輸后28天），相對(duì)于安慰劑組，干細(xì)胞治療沒有明顯改善病癥。
2013年，Prochymal產(chǎn)品從Osiris公司（美國(guó)）剝離給Mesoblast公司（澳大利亞）后。Mesoblast公司進(jìn)行的臨床試驗(yàn)有四項(xiàng)，包括兒童GVHD(NCT02336230)、克羅恩病(NCT00482092)、慢性心衰(NCT02032004)和慢性腰背痛(NCT02412735)。研究者在分析最初Prochymal治療GVHD（NCT00366145）的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其總體的治療效果是無效，其研究對(duì)象并沒有針對(duì)性選擇兒童還是成人。
隨后，研究者通過大量在美國(guó)或歐洲的臨床試驗(yàn)觀察到。在治療GVHD的臨床試驗(yàn)過程中，兒童對(duì)異體MSCs治療反應(yīng)性要優(yōu)于成年人；早期治療的患者治療效果要優(yōu)于晚期治療；腸道和肝臟的GVHD反應(yīng)靈敏要優(yōu)于皮膚的GVHD。在沒有強(qiáng)有力可預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物的情況下，這些意見用于提供臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)適應(yīng)癥的選擇具有重要的指導(dǎo)意義。
接下來在臨床試驗(yàn)（NCT02336230）的適應(yīng)癥設(shè)計(jì)中，采用了相同的MSCs產(chǎn)品和劑量方案，但對(duì)患者選擇更有針對(duì)性，這些因素包括年齡，疾病進(jìn)程，以及排除只有皮膚的GVHD，進(jìn)行干細(xì)胞治療干預(yù)，并且都是異體骨髓來源MSCs解凍后輸入。最重要的是，Mesoblast的這項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究對(duì)象是兒童，并且都使用凍存的細(xì)胞復(fù)蘇后注入。2017年12月，臨床試驗(yàn)（NCT02336230）完成了所有患者招募。
2018年2月，Mesoblast就通過媒體宣布，在治療后28天，發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞治療難治性兒童GVHD相對(duì)于傳統(tǒng)治療對(duì)照45%的反應(yīng)性，取得了顯著改善（69%的反應(yīng)性）。意味著，這款藥物有望成為在美國(guó)第一款獲得FDA批準(zhǔn)上市的MSCs產(chǎn)品。
表2.MSCs治療GVHD，兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)方案的對(duì)比
最后補(bǔ)充一下，2019年5月，Mesoblast宣布已開始向美國(guó)FDA提交其MSCs藥物Remestemcel-L (曾叫MSC-100-IV, 又叫Prochymal，授權(quán)日本銷售那個(gè)叫Temcell，其實(shí)都是一回事)的上市申請(qǐng)（BLA），用于治療類固醇難治性aGVHD患兒。
對(duì)早期臨床試驗(yàn)結(jié)果的合理判斷，會(huì)讓后期選擇參與臨床試驗(yàn)的患者更能成功達(dá)到主要臨床評(píng)價(jià)點(diǎn)。正所謂，“失之毫厘，謬以千里”。
由此可見，有時(shí)候并不是干細(xì)胞治療無效，而是研究者選擇錯(cuò)了或者是放寬了適應(yīng)癥。
第二個(gè)觀點(diǎn)，我們?cè)僖訫SCs治療心臟衰竭為例。干細(xì)胞三期臨床試驗(yàn)（NCT01768702）是Celyad（比利時(shí)）資助的一項(xiàng)自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞用于治療慢性缺血性晚期心臟衰竭的臨床試驗(yàn)。采用的細(xì)胞同樣是骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs），與Prochymal產(chǎn)品的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別在于，Celyad對(duì)BMSCs進(jìn)行“心臟修復(fù)”方面的表型強(qiáng)化，并且不經(jīng)過凍存環(huán)節(jié)，將6X10*8個(gè)細(xì)胞通過介入的方法從心室將細(xì)胞直接給到病灶。
同樣是Celyad資助的臨床試驗(yàn)（NCT00810238），其臨床結(jié)果表明使用了相同的MSCs產(chǎn)品可以改善心臟功能。然而，2016年的一項(xiàng)更為充分有力的臨床試驗(yàn)（NCT01768702）表明在MSCs組和安慰劑組在39周時(shí)并沒有顯著差異。與以往研究不同，這些試驗(yàn)利用了自體BMSCs，減輕了免疫排異，使其功能達(dá)到最佳狀態(tài)。但是，后來發(fā)現(xiàn)給藥方式在該項(xiàng)治療中極為關(guān)鍵。受試者接受6X10*8至12X10*8自體MSCs，重懸成10mL，分成18個(gè)位點(diǎn)注射，通過心室每個(gè)位點(diǎn)注射0.5ml干細(xì)胞，間隔1cm注射。如何實(shí)現(xiàn)生物學(xué)效應(yīng)是技術(shù)上一個(gè)重要挑戰(zhàn)。然而，該給藥方式的缺點(diǎn)是給藥方式技術(shù)難度大。對(duì)于低于8mm后的心室壁有穿孔的風(fēng)險(xiǎn)。
臨床試驗(yàn)（NCT01768702）通過心室給藥的受試者52周心肌重塑的結(jié)果顯示，最大改善組是接收中等數(shù)量的注射次數(shù)（即，<20）。而更高的給藥次數(shù)反而導(dǎo)致更糟糕的結(jié)果。有人擔(dān)心注射都集中在良好的心肌區(qū)域，可能會(huì)增加組織的破壞和惡化結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)。 這種觀察結(jié)果告訴我們，注射的次數(shù)可能是改善結(jié)果的一個(gè)重要因素，而過多的注射次數(shù)又可能導(dǎo)致通過多種機(jī)制，包括機(jī)械和生物性心肌損傷。
由此可見，有時(shí)候并不是干細(xì)胞治療無效，有可能是給藥方式的選擇出現(xiàn)了問題。不恰當(dāng)?shù)慕o藥方式可能會(huì)影響干細(xì)胞治療效果。
第三個(gè)觀點(diǎn)，我們以MSCs治療肛周瘺口為例。同Celyad選擇了自體骨髓MSCs一樣，Cellerix公司資助的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)（NCT00475410），選擇了自體脂肪間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞（也叫脂肪基質(zhì)/干細(xì)胞，adipose stromal cells，ASC）治療肛周瘺口，將患者自體高達(dá)6000萬個(gè)脂肪干細(xì)胞（加或不加纖維蛋白膠），在肛周瘺口多點(diǎn)局部注射，并用單獨(dú)的纖維蛋白膠作為空白對(duì)照組比較。在2009年，總共214例受試者參與了該項(xiàng)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)脂肪干細(xì)胞處理組6個(gè)月后瘺的愈合效果并沒有優(yōu)于單獨(dú)纖維蛋白膠組。
2011年5月，Cellerix被TiGenix公司收購(gòu)，啟動(dòng)Cx601細(xì)胞藥物三期臨床試驗(yàn)（NCT01541579）。TiGenix公司就是比利時(shí)那個(gè)開發(fā)了細(xì)胞藥物ChondroCelect（自體軟骨細(xì)胞移植（ACI）），并且成功在歐洲上市的公司。適應(yīng)癥是：膝骨關(guān)節(jié)炎。根據(jù)NCT00475410獲得的臨床數(shù)據(jù)，由TiGenix贊助的三期臨床試驗(yàn)將治療方案做了如下改動(dòng)：
1. 采用異體脂肪干細(xì)胞，而非自體脂肪干細(xì)胞
2. 細(xì)胞劑量從0.6億增加至1.2億個(gè)細(xì)胞，
3. 不再采用纖維蛋白膠基質(zhì)膠做腔內(nèi)注射;
4. 僅納入克羅恩病患者（之前在試驗(yàn)NCT00475410中被排除）。
TiGenix贊助的臨床試驗(yàn)（NCT01541579）在2015年已完成，也意味著MSCs/ASC在高級(jí)臨床試驗(yàn)應(yīng)用的成功。相關(guān)臨床研究結(jié)果發(fā)表在2016年《The Lancet》，表明異體脂肪干細(xì)胞治療是顯著優(yōu)于安慰劑。與安慰劑相比，24周后干細(xì)胞治療組緩解率高于安慰劑（50％對(duì)34％）。治療后，這些正向結(jié)果持續(xù)了至少1年。
表3.MSCs治療肛周瘺口，兩個(gè)臨床試驗(yàn)方案的對(duì)比
與先前的失敗的臨床試驗(yàn)不同，此次臨床試驗(yàn)有三個(gè)很有意義的因素：合適的干細(xì)胞，給藥途徑和給藥劑量。
其一，臨床試驗(yàn)采用是正在培養(yǎng)中的細(xì)胞，而非解凍后直接注射。其二，采用1.2億個(gè)細(xì)胞重懸24ml，直接病灶內(nèi)注射，而非通過靜脈回輸?shù)姆绞?。最后，采用的是?xì)胞庫(kù)中同種異體來源的脂肪干細(xì)胞，而非自體脂肪干細(xì)胞。固然，節(jié)省成本是一回事。但這也使得臨床前的動(dòng)物模型試驗(yàn)更好摸索到合適的給藥劑量，從而使MSCs產(chǎn)品發(fā)揮最大限度的生物學(xué)功能。
在2018年3月的時(shí)候，歐盟批準(zhǔn)干細(xì)胞藥物Alofisel（也就是Cx601），用于瘺管對(duì)至少一種傳統(tǒng)或生物療法反應(yīng)不足的非活動(dòng)性/輕度活動(dòng)性管內(nèi)克羅恩病（CD）成人患者復(fù)雜性肛周瘺口（CPF）的治療。從而，Alofisel成為歐洲市場(chǎng)首個(gè)獲得集中上市許可（MA）批準(zhǔn)的異體干細(xì)胞療法。
由此可見，有時(shí)候并不是干細(xì)胞治療無效，有可能是細(xì)胞的選擇或是給藥劑量出現(xiàn)了問題。這同樣會(huì)影響干細(xì)胞治療效果。
這19項(xiàng)藥企資助或主導(dǎo)的三期臨床試驗(yàn)適應(yīng)癥包括：抗移植物宿主病、心臟衰竭、克羅恩病并發(fā)肛周瘺口、關(guān)節(jié)損傷、慢性脊髓損傷等。如果按組織來源分：14項(xiàng)是骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs），3項(xiàng)是脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞（ASC），2項(xiàng)是臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞（UCMSC）。如果按照其細(xì)胞來源：11項(xiàng)是同種異體細(xì)胞治療，8項(xiàng)是自體細(xì)胞治療。如果按照給藥方式：靜脈回輸、局部注射、與支架混合、局部介入治療。
知其然，知其所以然。干細(xì)胞不是萬能神藥，干細(xì)胞治療的有效性是建立在對(duì)干細(xì)胞和疾病正確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)之上！干細(xì)胞藥物開發(fā)和臨床研究是一項(xiàng)空前復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到多學(xué)科、多技術(shù)、多因素綜合考慮。其所面臨的問題不單純是細(xì)胞學(xué)家和醫(yī)生就能夠考慮周詳?shù)?。關(guān)山難越，任重道遠(yuǎn)。我們既不要過早的宣布勝利，也不要過早的放棄一個(gè)有希望的治療策略。
最后，我們以一張PPT總結(jié)本文：
參考內(nèi)容：
[1]Mesenchymal stromal cells: Clinical challenges and therapeutic opportunities. Cell Stem Cell 22, 824–833 (2018)
