諾貝爾獎(jiǎng)獲得者詹姆斯·羅斯曼曾說(shuō)：“21世紀(jì)是細(xì)胞治療的時(shí)代。”干細(xì)胞治療被認(rèn)為是未來(lái)醫(yī)學(xué)的新支柱。

在當(dāng)今醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，干細(xì)胞作為一種前沿技術(shù)備受矚目。然而，要確保其在治療和研究中的安全和有效性，高質(zhì)量的干細(xì)胞至關(guān)重要。

上期我們談到：為什么遵守GMP合規(guī)性對(duì)于生產(chǎn)高質(zhì)量間充質(zhì)干細(xì)胞至關(guān)重要

那么，“高質(zhì)量”的細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)取決于哪些因素呢?

2023年9月，我國(guó)首個(gè)人源干細(xì)胞國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生物樣本庫(kù)多能干細(xì)胞管理技術(shù)規(guī)范》（GB/T42466-2023）發(fā)布，在質(zhì)量控制這一節(jié)，提到干細(xì)胞的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)可參考T/CSCB-0002與T/CSCB-0005的內(nèi)容，其中影響質(zhì)量的重要因素有細(xì)胞來(lái)源，細(xì)胞活率，細(xì)胞生長(zhǎng)活性等。[1]

高質(zhì)量的干細(xì)胞來(lái)源三個(gè)重要指標(biāo)：細(xì)胞來(lái)源、細(xì)胞活性、細(xì)胞存活率

01

細(xì)胞來(lái)源

細(xì)胞的來(lái)源是影響其質(zhì)量的首要因素之一。不同的細(xì)胞來(lái)源可能會(huì)影響其遺傳特性、穩(wěn)定性以及功能表達(dá)。因此，在選擇干細(xì)胞時(shí)，必須考慮其來(lái)源的質(zhì)量和適用性，以確保所選細(xì)胞具有更加的治療潛力。

隨著年齡的增長(zhǎng)，人體的細(xì)胞活力會(huì)逐漸衰退，無(wú)論選擇異體回輸還是“自給自足”，供者本身的年齡及身體狀況都會(huì)對(duì)細(xì)胞質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2019年，英國(guó)利茲大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)采集了67名健康供體（19-89歲）的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，通過(guò)體外培養(yǎng)的方式證實(shí)了：年輕人的干細(xì)胞數(shù)量和增殖能力顯著高于老年人。[2]

此外，許多疾病也會(huì)影響自體間充質(zhì)干細(xì)胞的功能及效果，如遺傳性疾病、自身免疫性疾病和部分慢性疾病等。

以常見(jiàn)的糖尿病為例，2021年9月刊登在《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上的一項(xiàng)研究證實(shí)：長(zhǎng)期患有2型糖尿病會(huì)降低干細(xì)胞的增殖能力、免疫抑制潛力及存活率。[3]

盡管干細(xì)胞治療2型糖尿病具有一定的潛力，但一些糖尿病患者使用自體干細(xì)胞進(jìn)行治療卻得到矛盾的結(jié)果，這是由于疾病影響了患者自體干細(xì)胞的分子和細(xì)胞特征，特別是代謝活動(dòng)和線粒體DNA的改變。

因此，考慮年齡和供體本身的情況來(lái)看，年輕康健的自體干細(xì)胞乃是細(xì)胞療法的更優(yōu)選擇。

02

細(xì)胞活性

細(xì)胞的活率和生長(zhǎng)活性是評(píng)估干細(xì)胞質(zhì)量的重要指標(biāo)。活率高的細(xì)胞更有可能在移植后存活并發(fā)揮作用，而生長(zhǎng)活性則反映了細(xì)胞的增殖和分化能力。因此，高質(zhì)量的干細(xì)胞應(yīng)當(dāng)具有較高的活率和活性，以確保其在體內(nèi)能夠有效地實(shí)現(xiàn)治療目的。

細(xì)胞存活率

當(dāng)干細(xì)胞回輸?shù)襟w內(nèi)，只有活著的干細(xì)胞能真正起到修復(fù)或治療的作用，失活細(xì)胞不僅有礙有效性，還可能會(huì)引發(fā)機(jī)體毒性反應(yīng)。所以細(xì)胞活率不但關(guān)乎細(xì)胞質(zhì)量，更涉及人體自身的安全。也正因如此，國(guó)內(nèi)監(jiān)管對(duì)于干細(xì)胞產(chǎn)品的活率要求較高，通常要求新鮮細(xì)胞制劑的活率不低于90%，而凍存細(xì)胞制劑的活率則不低于70%。[4]

除了干細(xì)胞本身的活性外，存儲(chǔ)、運(yùn)輸條件也會(huì)影響細(xì)胞活率。如果存儲(chǔ)或運(yùn)輸條件不合格，則可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡、細(xì)胞膜破裂及內(nèi)容物釋放等，不但起不到治療效果，反而會(huì)導(dǎo)致不良事件的發(fā)生。另外，細(xì)胞的移植方式也對(duì)細(xì)胞活率有一定影響，如輸注移植速度過(guò)慢，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，則有可能出現(xiàn)細(xì)胞死亡，增加不良事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

細(xì)胞生長(zhǎng)活性

細(xì)胞生長(zhǎng)活性其實(shí)有著許多評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，如細(xì)胞倍增時(shí)間、細(xì)胞周期、克隆形成率、端粒酶活性等等，而這些指標(biāo)都被“細(xì)胞代次”所影響著。

細(xì)胞代次指的是干細(xì)胞在體外培養(yǎng)中的傳代次數(shù)，一般剛從臍帶、胎盤(pán)、羊膜等提取的干細(xì)胞是原始P0代，傳一代是P1代干細(xì)胞，并以此類(lèi)推。在此過(guò)程中，還有一個(gè)關(guān)鍵特性：即干細(xì)胞的生物學(xué)效力和增殖特性，會(huì)隨著傳代次數(shù)的增加逐漸下降。

研究指出，細(xì)胞代次并不宜低于3代。從各代干細(xì)胞生長(zhǎng)曲線檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，P4-P7代的數(shù)據(jù)其實(shí)也都在高活性范圍之內(nèi)，并未與前3代細(xì)胞形成斷層差距。就間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）而言，臨床應(yīng)用的最佳代數(shù)應(yīng)在4-8代，這是有文獻(xiàn)理論支持的。[5]

該研究顯示，雖然高代次培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞染色體組型依然保持穩(wěn)定，但到第8代時(shí)其端粒酶活性會(huì)有所下降。通過(guò)檢測(cè)人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶活性亞單位基因的表達(dá)顯示，第5、10和20代間充質(zhì)干細(xì)胞的端粒酶活性之間并沒(méi)有顯著性差異，且不同代次細(xì)胞呈現(xiàn)相似的生長(zhǎng)增殖曲線，表明它們的細(xì)胞增殖活力也無(wú)差異性。

鑒于過(guò)度的傳代培養(yǎng)會(huì)導(dǎo)致間充質(zhì)干細(xì)胞出現(xiàn)老化征象，建議用于臨床應(yīng)用的間充質(zhì)干細(xì)胞體外培養(yǎng)最好不超過(guò)第10代。

03細(xì)胞劑量

在評(píng)估高質(zhì)量細(xì)胞時(shí)，值得注意的還有，干細(xì)胞在使用時(shí)并非是數(shù)量越多越好，而是存在有效劑量范圍。

2019年，《SCTM CELLS》發(fā)表的一篇研究“2004-2018年間充質(zhì)干細(xì)胞臨床試驗(yàn)趨勢(shì)”的文章曾驗(yàn)證過(guò)，干細(xì)胞回輸存在有效劑量范圍，并不是越多越好。[6]

來(lái)自美國(guó)羅格斯大學(xué)干細(xì)胞研究中心的科學(xué)家們篩選了過(guò)去14年間，28個(gè)涉及不同劑量的干細(xì)胞臨床實(shí)驗(yàn)，試圖在沒(méi)有其他變量的情況下確定干細(xì)胞治療是否存在有效劑量范圍。

結(jié)果顯示，在統(tǒng)計(jì)的16項(xiàng)靜脈注射實(shí)驗(yàn)中，有14項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的有效劑量處于7000萬(wàn)-1.9億細(xì)胞之間。而在區(qū)間之外，低于7000萬(wàn)劑量的試驗(yàn)通常顯示無(wú)效；而當(dāng)注射量高于1.9億時(shí)，試驗(yàn)療效不升反降，且伴隨著更高的不良反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。同樣的結(jié)果還發(fā)生在3個(gè)關(guān)節(jié)腔注射實(shí)驗(yàn)中。此時(shí)干細(xì)胞的有效劑量降至5000萬(wàn)-1億細(xì)胞，當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)將單個(gè)患者注射量降至1000萬(wàn)或提升到2億細(xì)胞量時(shí)，也出現(xiàn)了治療效果“失蹤”的情況。

所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都在指向：干細(xì)胞治療確實(shí)存在有效劑量范圍。

同時(shí)，作為影響回輸效果的重要指標(biāo)之一，研究者還發(fā)現(xiàn)：干細(xì)胞劑量與療效的關(guān)系會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)倒U型的狀態(tài)。即在某個(gè)范圍內(nèi)，劑量越多效果越好，但當(dāng)效果達(dá)到一個(gè)最高頂點(diǎn)（最佳劑量），繼續(xù)提高劑量不僅不會(huì)帶來(lái)更好的療效，還可能會(huì)造成不良反應(yīng)。

雖然干細(xì)胞的確存在最佳劑量，但最終數(shù)值還是要綜合每個(gè)患者的疾病程度及自身狀況、注射方式才能給出答案。

總而言之，優(yōu)質(zhì)干細(xì)胞的背后是細(xì)胞來(lái)源、細(xì)胞活性、細(xì)胞存活率這三大“黃金”指標(biāo)缺一不可，具體使用過(guò)程中還要考慮最佳細(xì)胞劑量、使用方式、患者的身體狀況等等因素。

干細(xì)胞技術(shù)作為一門(mén)前沿新興技術(shù)，需要我們用更全面、更理智的視角去對(duì)待，嚴(yán)格遵守干細(xì)胞臨床應(yīng)用的相關(guān)指導(dǎo)原則和標(biāo)準(zhǔn)，才能從中獲得想要的結(jié)果。

近來(lái)國(guó)家也在不斷完善相關(guān)的政策和法規(guī)，為干細(xì)胞療法的發(fā)展提供更好的環(huán)境和保障。隨著技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)的逐一面世，相信我國(guó)干細(xì)胞臨床研究和應(yīng)用也將走向更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的快速發(fā)展通道。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《生物樣本庫(kù)多能干細(xì)胞管理技術(shù)規(guī)范》（GB/T42466-2023）中國(guó)首個(gè)人源干細(xì)胞國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在重慶發(fā)布-中新網(wǎng)．中新網(wǎng) [引用日期2023-09-24]

[2] Ganguly P, El-Jawhari JJ, Burska AN, Ponchel F, Giannoudis PV, Jones EA. The Analysis of In Vivo Aging in Human Bone Marrow Mesenchymal Stromal Cells Using Colony-Forming Unit-Fibroblast Assay and the CD45lowCD271+ Phenotype. Stem Cells Int. 2019 Aug 1;2019:5197983. doi: 10.1155/2019/5197983. PMID: 31467563; PMCID: PMC6701348.

[3] Nguyen LT, Hoang DM, Nguyen KT, Bui DM, Nguyen HT, Le HTA, Hoang VT, Bui HTH, Dam PTM, Hoang XTA, Ngo ATL, Le HM, Phung NY, Vu DM, Duong TT, Nguyen TD, Ha LT, Bui HTP, Nguyen HK, Heke M, Bui AV. Type 2 diabetes mellitus duration and obesity alter the efficacy of autologously transplanted bone marrow-derived mesenchymal stem/stromal cells. Stem Cells Transl Med. 2021 Sep;10(9):1266-1278. doi: 10.1002/sctm.20-0506. Epub 2021 Jun 3. PMID: 34080789; PMCID: PMC8380443.

[4]《國(guó)家干細(xì)胞轉(zhuǎn)化資源庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》國(guó)家干細(xì)胞轉(zhuǎn)化資源庫(kù)

[5] 劉雨思,王鳳昌,夏海雄,等.不同代次人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)特性及分化[J].中國(guó)組織工程研究,2017,21(13):2015-2022.

[6] Kabat M, Bobkov I, Kumar S, Grumet M. Trends in mesenchymal stem cell clinical trials 2004-2018: Is efficacy optimal in a narrow dose range? Stem Cells Transl Med. 2020 Jan;9(1):17-27. doi: 10.1002/sctm.19-0202. Epub 2019 Dec 5. PMID: 31804767; PMCID: PMC6954709.

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