1968年，德国科学家Frieden Stein等研究者在骨髓中发现了间充质干细胞（MSCs）。
由于来源广泛、获取方便等诸多优势，间充质干细胞成为了干细胞领域的热点。
以中国知网数据为侧面映证：以“干细胞”为关键词搜索，得到26万条检索结果；其中，“间充质干细胞”相关关键词占32%，可见其研究热度之高。
图1：在知网上搜索“干细胞”，间充质干细胞相关关键词占比32%
美国科学家Maciej Kabat等人使用关键词「mesenchymal」，对2019-3-19前登记在美国国立卫生研究院（NIH）临床试验登记系统（ClinicalTrials.gov）上的914项MSC临床试验进行了多维度分析，研究结果近期发表在《干细胞转化医学》上。
其亮点之一在于，针对细胞治疗的给药途径和使用剂量进行了汇总分析。这两种因素以前并未专门提及，而这是影响细胞治疗效果的主要的因素。
该研究发现，MSC临床试验在2007 - 2012年期间快速增长，随后进入一个平台期，并在2018年“陡降”。对此，本文做一简单评述。
趋势分析
每年新增临床试验的数量，体现了研究增量。
而不同阶段临床试验的占比，也能够准确的看出整体临床研究的进展：
1期 重点考察安全性
2期 初步考察有效性
3期 全面考察有效性
3期临床试验成功后，新药就可以申请上市销售了。其后的4期临床试验，可以在药物销售阶段进行。临床试验的“夭折”几率非常高，特别是进入2/3期后。
必须要格外注意的是，出于对患者负责的态度，安全性评估会贯穿整个1-4期临床试验。
图2：每年新增临床试验，按阶段分类
A图主要反映总量（趋势如前所述），B图反映各阶段临床试验的不同趋势。
1期临床试验在2014年以前稳步增长，陡升到2016年达峰值，此后有下滑。这一数据部分反映每年注入整个MSC 「研究池」的新鲜血液。
临床试验的安全性评估基本都可通过，但易止步于有效性评估。因此2期临床试验占比最高，从2007年起快速增长，2011年以后进入一个相对稳定的平台期。
3期临床试验在2012 - 2014年间短暂达到近12%的峰值，此后又下滑到6%以内的占比。
目前，完成3期临床试验有3种MSCs产品：Mesoblast（已经提交上市申请，尚未获批）、Alofisel（已在欧盟获批上市销售）、Stemirac。
图3：每年新增临床试验，按自体/异体来源分类
2015年后，使用同种异体来源MSCs的临床试验超过了自体来源，研究者认为可能与干细胞库增多有关。
然而小编不这么认为，小编发现骨髓和脂肪组织来源的MSCs临床试验数量在减少（图4），而这两种组织来源的MSCs是自体应用的主力。
这也进一步解释了2018年MSCs临床试验“陡降”的内涵。
图4：不同来源MSCs临床试验趋势，数据来源：文献附件
此外小编统计发现，截止2019-12-26，当年的MSCs临床试验数量是103，下降趋势并未形成。
此外，小编也发掘出一个可能造成“陡降”的X因素：未分期的临床试验(89项，9.7%)被排除在图1A之外。
图5：MSCs临床试验数量总趋势及未分期临床试验趋势，数据来源：文献附件
未分期临床试验数量在2017 - 2018年连续两年倍增（图 5），这某些特定的程度解释了“陡降”现象。
细胞来源分析
图7：不同来源的MSCs临床试验情况
914项临床试验中，有约89%能明确细胞来源。
在临床试验中最常使用的MSCs来源于骨髓，其次分别是脐带、脂肪和胎盘。相对而言，骨髓MSCs研究中，3期临床试验的占比最高。
有必要注意一下的是，小编发现研究中脐带来源（207）包含了脐带血来源（42）。
图8：不同来源MSCs临床试验的专利化程度
图8反映了MSCs临床试验中企业的参与，24%的临床试验使用了专利细胞产品。按比重排序：胎盘>脂肪>骨髓>脐带>其他。
这可能反映了胎盘和脂肪中的MSCs来源更复杂，制备技术更多样化，相对容易形成专利技术。
图9：各公司注册MSCs临床试验情况（区分来源：骨髓、脐带、脂肪、胎盘和其他）
在注册的MSCs临床试验，总共82家公司参与。3家就占比30%，他们分别使用不同来源的MSCs产品：Mesoblast（骨髓）、Anterogen（脂肪）和Medipost（脐带）。
但是，有超过一半的临床试验是另一种情况：一家公司仅注册了这一项试验。同时他们很少披露细胞及治疗的细节，使得难以在不同的临床试验间比较剂量效应。
图10：各国注册MSCs临床试验情况
从国家来看，中国(22%)的MSCs临床研究最多，美国(19%)、韩国、西班牙和伊朗紧随其后，欧洲国家加起来大概占比17%。
你没看错，在这张图上没有干细胞研发强国日本，大概因为日本以iPSC研究为主。
在2005 - 2017年间，日本只注册了6项MSCs临床试验，其中4项使用了脂肪来源MSCs，4项治疗肝脏疾病，没有3期临床试验。
适应症分析
图11：区分适应症的MSCs临床试验注册情况
Maciej Kabat等人将临床试验分为14类适应症及其他，无法分类或数量太少归为其他。
在注册的适应症中，神经系统疾病(17%)和关节疾病(15%)最多，其次是心脏疾病(8.8%)和GvHD(8.3%)，后两者的3期临床试验占比更高。
按占比，剩下的适应症大致分为：
5%左右：糖尿病、炎性肠病、骨、肝、肺部疾病
3%左右：肌肉、生殖、皮肤疾病
更低：败血症、癌症、血液、肾脏疾病
图12：MSCs临床试验的适应症与患病率的关系
研究者还统计了某些疾病的患病率及其给美国社会带来的经济负担，并和相应的研究数量进行了对比。年负担能体现相应产品的市场前景，糖尿病、关节炎、阿尔茨海默症和心脏病排在前列。
从研究数量与患病率的比值来看，GvHD研究最多，肌萎缩侧索硬化症次之。对应相关性偏少的适应症有：败血症、阿尔茨海默症、糖尿病、心脏病和关节炎。
关于关节炎、心脏病和糖尿病的注册MSCs临床试验的绝对数量排在第1、第2和第5位，但患病率却大大高于其他疾病，这是其对应相关研究偏少的原因。而败血症则可能是现有治疗手段能处理问题，加之市场小，因此研究少。
图13：区分给药途径的MSCs临床试验注册情况
914项临床试验中，有84%能明确给药途径。
在已知8种给药途径的临床试验中，主要通过循环系统给药：静脉(43%)、动脉(5%)。静脉输注由于操作简便、侵袭性小、可重复性强，所以使用最多。
有36项试验(4.6%)比较了两种以上的给药途径。
有多项临床试验使用了生物材料或基质来递送MSCs，以植入代表。而3期临床试验占比最高的给药途径分别是静脉、骨内、心内。
图14：区分适应症来看给药途径的差异
静脉输注的给药方式使用频率最高，但某些疾病有自己独特的给药方式。比如关节腔内注射、心肌注射、肌内注射，而植入常用于骨科。
有必要注意一下的是，在神经疾病的给药方式中，静脉输注的使用频率依然超过了鞘内输注，可能是出于安全考虑。
细胞剂量是影响临床试验疗效的关键因素，而在检索的临床试验方案中，仅有53%的试验信息包含剂量。为了统一标准，研究者将以每公斤体重表示的细胞剂量，按70kg体重进行了换算。
这篇文献可能是首次系统性分析MSCs理想剂量范围的研究。
结果发现，静脉输注的细胞量均值最高，心脏内和肌肉内输注的细胞量范围跨度较大，关节腔、骨内和动脉输注的细胞量、范围跨度较小。
为了探索最佳剂量，观察了同时出现有效剂量和无效剂量的研究。结果，有16项静脉输注、3项关节腔输注的研究符合标准要求。
研究者发现，剂量与效应之间的关系呈倒U型：过高和过低的剂量都效果不佳，并推测免疫调节过度是过高剂量反而无效的原因。
在16项通过静脉输注的临床试验中，14项的最低有效剂量在70 - 190*106/人次之间，超出这个区间的剂量无效。
其中4项剂量递增试验结果表明，MSCs的最低有效剂量在一个更狭窄的区间内：100 - 150*106/人次之间，剂量过低或过高都会降低其有效性。
此外，3项通过关节腔注射的2期临床试验结果显示，最低有效剂量范围在50 - 100*106/人次之间，10*106/人次和150*106/人次的剂量无效。
本次研究只总结出静脉输注和关节腔注射这两种给药途径可能适用的最低有效剂量区间。
讨论
全世界已开展了大量的MSCs临床试验，安全性得到广泛验证，但上市的干细胞产品寥寥无几。
很多学者分析了这一现象，MSCs治疗机制尚不明确是一个原因，更主要的是MSCs临床试验的个体化差异比较大，缺乏可比性、可重复性差。影响其疗效的因素太多：
不同来源的异质性
不同的细胞制备流程
不同的传代次数（倍增时间更合适）
不同的给药途径
不同的剂量范围
不同的疾病差异
其中有些因素能够最终靠制定标准化来改善。标准化产品，这涉及到细胞行业的痛点。为了保护知识产权，很多公司都不会披露过多信息，使得比较不同研究变得很复杂。
咨询公司ZS Associates的CEO玛丽亚·惠特曼（Maria Whitman）表示，“在短期内，整个行业内的标准化不太可能成为标准化的重点…”
这关系到行业对竞争性知识产权的界定，以及是否有企业愿意共享非竞争性生产领域的信息。
为什么剂量信息在临床试验数据中难以获取，或许我们大家可以做一个猜测。剂量和给药途径，在美国是受知识产权保护的，但在欧洲和中国是不被保护的，这或许是原因。
就这一点，小编从两位科研人员那里得到了矛盾的答复，于是又咨询了广东华商律师事务所柏永权律师。柏律师表示，根据《中华人民共和国专利法》第25条，对于疾病的诊断和治疗方法不授予专利权。《药品管理法实施条例》第35条也有相关规定，但保护范围太窄，无法保护新用途药物，新剂量或新的给药途径。
建议
目前，MSCs临床试验的主要治疗目标达成率低。研究者建议，在早期临床研究中就应开展有效性的剂量反应研究，探索最低有效剂量。
静脉输注后，MSCs会在很短时间被免疫系统清除。研究者建议：以最低有效剂量间隔一段时间重复注射，将短期效应长期化，改善人体免疫微环境。
研究者还建议比较一次性输注和分几次输注同样大剂量细胞之间的疗效差异。
展望未来，研究者认为一些新技术会带来积极的改变。譬如封装MSCs，能够尽可能的防止细胞间接触，明确由旁分泌机制发挥作用，且有利于慢性疾病的治疗。
同时，研究者还给出了静脉输注的分组建议：
低剂量组 ~75*106/人次
中剂量组~150*106/人次
高剂量组~300*106/人次
目前，对于MSCs的应用尚处于探索阶段，而人的科技的每一次突破，都是建立在这数量庞大的探索之上，希望在研究人员和参与临床实验患者的努力和希望之下，MSCs技术终有一天可以惠及全人类。
参考资料
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. 2019; 1– 11.
文章来源于：成体干细胞国家地方实验室
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