在Clinicaltrials.gov上註冊的間充基質細胞 [MSC] 相關臨床試驗已經超過了1050項，完成300多項，其安全性已得到廣泛驗證，也有近10個產品獲批上市。
不過，中國、美國和歐盟對MSC產品的監管更嚴格，中美都還未批准產品上市，歐盟僅有一個Alofisel。
細胞產品臨床轉化難，主要因為它們是一種活的藥物。難以界定MSC產品的關鍵質量屬性（CQA），臨床上也就不好預測其治療作用。
早期，國際細胞與基因治療學會 [ISCT] 給出的MSC最低表型標準只反映了幹細胞的「乾性」，即自我更新和多向分化的能力。
隨著研究的開展，免疫調節和營養作用逐漸被發現是其主要治療特性，MSC也被廣泛用於神經退行性病變和炎性疾病的治療。
2019年，ISCT更新了MSC的定義標準和CQA，這也要求研發人員改進MSC效力的體外測定方法。
然而，維持穩定的CQA並非易事，影響療效的因素也不限於MSC產品自身。
近期ScienceAdvances發表的一篇文章指出，MSC產品的異質性、給藥方式和患者反應差異，是影響MSC臨床試驗達到主要療效終點的三個主要障礙。
而要改善「原生態MSC」的表現，生物工程技術或許是一個答案。
MSC臨床應用挑戰：產品異質性
FDA將細胞產品的效力定義為：可在適當方法實驗室檢測下，或在可控條件下通過大量臨床數據獲得的產品特殊能力或功能。
在開始臨床試驗之前，MSC產品效力的標準化是至關重要的。
然而，不同的細胞來源、供體、製備方式都可能會造成MSC產品的批間差異，也就是異質性。
供者差異可能造成的異質性
細胞來源造成的異質性 來源@YT
作者舉了一個例子，來說明MSC製備的差別對臨床試驗的影響。
Remestemcel-L 一項治療GvHD的3期臨床試驗使用了來自1個供體擴增至3-4代的MSC，以滿足240名受試者的使用需求。雖然結果還比較積極，但沒能達到主要臨床終點。
同樣是針對GvHD患者，另一項法蘭克福大學醫院開展的2期臨床試驗使用了來自8個供體的1-2代MSC，治療26名患者，卻取得了77%的總緩解率。
3期臨床試驗招募的受試者數量更多，對MSC質量和數量要求更高。如果產品異質性控制不佳，將會拖累臨床試驗結果。
該文未討論的一個措施：幹細胞自動化生產可減少人為操作因素，也能降低異質性風險@YT
而在製備過程中避免MSC產品異質性的策略目前有：
生物材料
在無酒精聚乙二醇水凝膠基質上擴增MSC能避免細胞表面標誌物和細胞因子表達的降低。3D培養系統也有利於MSC在擴增過程中維持早期傳代的表型。
誘導多能幹細胞
由於iPSC與MSC相比具有更強的增殖能力，因此可以輕鬆擴增以生成大量iPSC，然後再分化獲得數量可觀的低傳代MSC。因此，iPSC-MSC可能是規模化生產MSC的有效解決方案。
產品異質性的另一大挑戰，是冷凍保存對MSC效力的潛在不利影響。一些研究者發現，可以通過改變使用前處理MSC的方式來解決。
例如，Alofisel治療肛周瘻管3期臨床試驗的成功，可能就歸功於對解凍後的MSC採用了「培養復甦」，這一過程涉及在細胞培養條件下復甦新鮮解凍的MSC，解凍到輸注需要至少24小時。
這一成功表明，冷凍對細胞的不利影響是可逆的。
生物工程解決方案：增強效力
面對這些挑戰，作者建議探索替代生物工程策略，通過大幅提高細胞效力，促進MSC的臨床轉化。
小分子預處理MSC是一種增強其治療作用的簡易策略。
NurOwn是應用該策略的MSC產品中的代表，其專利培養基可誘導細胞分泌高水平神經營養因子，將MSC轉化為MSC-NTF細胞。後者可以有效地將多種神經營養因子和免疫調節細胞因子直接遞送至損傷部位，觸發所需的生物學效應，並最終減緩或穩定疾病的進展。
在一項2期臨床試驗（NCT02017912）中，肌萎縮側索硬化症患者在接受NurOwn治療24個月後，病情進展與對照組相比減緩。
一種小分子封裝微粒（MPS）也被用於提高MSC產品的效力。MP含有生物相容性材料，可以根據其成分、聚合物分子量、載藥量和藥物釋放，來調節MSC產品的治療作用。
另一種策略是對MSC進行基因改造，賦予其原本沒有的功能。
比如，將MSC改造成生物製劑的「移動車間」。Suresh等人的一項研究表明，經過基因工程改造的MSC，通過表達一種有強大抗氧化作用的蛋白，在大鼠模型中改善了心肌梗死後的心臟功能。
科學家還可以利用MSC製成抗腫瘤藥物。MSC能避開體內免疫細胞追殺，歸巢至腫瘤部位，成為攻陷癌症的「特洛伊木馬」。
而且，MSC還可以被設計為只對特定刺激物產生反應，從而特異性地只殺傷腫瘤細胞。例如，只有在感覺到實體瘤僵硬且富含膠原蛋白的基質環境時，YAP/TAZ工程化的MSC才會被激活，從而避免藥物相關的全身毒性作用。
溶瘤病毒是癌症治療一個相對新的領域，它被設計為直接裂解腫瘤細胞，或觸發抗腫瘤免疫反應，但會受到人體體液免疫應答的限制。而MSC可以作為其載體，定位到腫瘤部位，在體內生成並釋放溶瘤病毒。
細胞來源、培養和冷凍條件、給藥方式和患者體內環境的差異，給MSC治療的臨床結果穩定性製造了不小的挑戰。探索解決這些挑戰的生物工程方法，如小分子預處理和基因修飾等工程策略，有望顯著提高MSC的治療功效，加速其臨床轉化進程。
在接下來的文章中我們將繼續介紹，作者認為有哪些生物工程技術能幫助應對給藥方式和患者體內環境差異對MSC治療的影響。
- 未完待續 -
醫學專家發現乳牙藏著幹細胞，脫落乳牙不能扔？很多家長都做錯了
文 | 新生命
圖 | 網絡
