人间充质干细胞( human mesenchymal stem cells，hMSCs) 是一类存在于不同组织间质或血管周围、形态类似于成纤维细胞的成体干细胞。hMSCs 具有独特的、与治疗疾病密切相关的生物学有效性( biological effectiveness) ，因此已成为临床研究中发展*为迅速的一类干细胞。其生物学有效性可归为三大类: 多向分化潜能、免疫调控功能和组织再生功能，而每一类别中又含有细化的内容( 或质量属性) 。生物学有效性是临床前研究阶段 hMSCs 产品综合质量评价的重要内容，而相关质量评价的目的是用于预测或确保相关产品临床治疗有效性的重要依据。由于如何有效预测干细胞临床治疗的有效性是影响其产品研发的重要瓶颈因素，因此对 hMSCs“生物学有效性”的评价在其产品研发中变得非常重要。本文**总结了目前国际上有关 hMSCs 生物学有效性相关质量属性的共识，进而提出了一些有效评价 hMSCs 生物学有效性不同方面的评价技术和评价策略，以帮助建立综合性 hMSCs 生物学有效性质量评价技术体系。
人间充质干细胞( human mesenchymal stem cells，hMSCs) 具有一定程度的自我复制更新能力、诱导分化潜能、独特的免疫调控功能和组织再生功能，具有广泛的临床应用价值，是目前处于临床研究阶段干细胞类型中发展*为迅速的干细胞类型。
目前 在 美 国 ClinicalTrials． gov 网 站 上 登 记 的hMSCs 临床研究已超过 700 例，所登记的 hMSCs 临床研究主要是利用不同组织来源的 hMSCs 治疗心脑血管疾病、骨关节疾病、糖尿病、神经系统退行性病变、移植物抗宿主性疾病( GvHD) 以及不同组织、器官的功能损伤或衰竭等疾病。
临床应用的 hMSCs 应具有 4 类质量属性，即基本生物学属性、微生物学安全性、生物学安全性和生物学有效性。其中，hMSCs 的生物学有效性( biological effectiveness) 是指临床前研究阶段，与 hMSCs 临床治疗效应相对应或可用于预测临床治疗效应相关的生物学功能，它是现阶段乃至未来决定 hMSCs 临床转化是否能够成功的重要质量属性。
hMSCs 的生物学有效性，可归纳为三大类，即多向分化潜能、免疫调控功能和组织再生功能。其中，多向分化潜能是指 hMSCs 在特定体外诱导分化培养条件下，具有向内、中、外胚层不同细胞系列( lineages) 分化的潜能; 免疫调控功能是指 hMSCs 可与机体内几乎所有的免疫细胞相互作用并调节其功能，用于改善局部病损组织的微环境、抑制过激的炎症反应或调控异常免疫反应; 而组织再生功能是指相对独立于诱导分化功能和免疫调控功能，直接促进病损组织细胞修复和/或再生的一系列生物学功能的总和。这三大细胞生物学功能是 hMSCs临床研究中各类适应证治疗的重要生物学基础，其表达水平( 或质量水平) 可在一定程度上预测临床治疗的有效性。
不同组织来源的 hMSCs 均具有不同程度的生物学有效性，而不同制备工艺、培养条件和技术、特殊细胞处理方法、细胞培养过程中的隐性微生物或微生物代谢产物污染、细胞体外过度扩增所伴随的细胞老化等因素，都会对 hMSCs 的生物学有效性产生不同程度的影响，进而影响其临床治疗效果。对制备过程中不同阶段的中间细胞，或终末细胞制剂进行生物学有效性检测，可在确保相关细胞产品质量的同时，有效保障其临床应用安全性及有效性。
在长期大量研发工作的基础上，本文对 hMSCs三大类生物学有效性中各关键质量属性及相关的质量评价技术进行了总结，进一步强化了对 hMSCs 综合性生物学有效性质量评价技术体系的认识，明确了其对 hMSCs 相关产品开发实践的指导意义。
本文中所提出的 hMSCs 生物学有效性评价内容和评价技术，是基于现阶段国际上对 hMSCs 相关知识和技术的共识所提出的，充分体现了相关领域在 hMSCs 生物学有效性认识上的不断演进，以及将新的共识纳入到 hMSCs“关键质量属性”内容和不断补充完善生物学有效性质量评价体系建设的基本思路。
早期研究认为，MSCs 所具有的“干性”或“分化潜能”是 hMSCs 各种临床疗效的关键细胞生物学机制。因此，国际细胞治疗协会( International Societyfor Celluar Therapy，ISCT) 于 2006 年提出将成骨、成脂和成软骨细胞的分化能力作为不同组织来源 hMSCs 的基本的质量标准之一。然而，新的研究成果提示，hMSCs 独特的免疫调控功能是其治疗各种疾病的重要细胞生物学基础，并且 ISCT 的 hMSCs研究小组又于 2013 年提出了应在不同组织来源的hMSCs 生物学效应评价中纳入对其免疫调控功能的评价。
hMSCs 促进组织再生的功能是基于其分泌各类生长因子或活性分子的“旁分泌”( paracrine) 机制。随着对各类细胞“外泌体”( exosomes) 的结构及功能研究不断扩展，人们对 hMSCs“旁分泌”机制的认识又有了新的变化，即从独立因子分泌的形式向集群式或亚细胞结构形式的演变。未来应依据对 hMSCs“外泌体”的研究进展，将“外泌体”的结构与功能的分析纳入到 hMSCs 产品或其衍生产品( “外泌体”产品) 组织再生功能质量评价中。
从监管方面，本文所提出的内容也符合现阶段我国和国际上对治疗性细胞产品质量控制的要求，其具体内容和原则也与相关细胞产品技术性指导原则相一致。我国 2015 年推出的《指导原则》明确提出了“质量检验”和“放行检验”的检验规范和目的，这 2 种规范都不同程度地包含了生物学有效性的内容。原则上，本文相关内容与国际上细胞产品临床研究申报( IND) 所需药学部分( chemistry，manufacturing and control，CMC) 信息原则上也是一致的。IND 所需“CMC”内容，包含对产品工艺验证的信息，类似于《指导原则》中的“质量检验”，和对不同批次产品“放行标准”，类似于《指导原则》中的“放行检验”内容。
依据 FDA 细胞产品“CMC”指导原则，用于生物学有效性的评价技术要有合适的对照、标准物质和可接受的标准。然而，由于获得适用于细胞产品质量分析的标准物质( 如标准细胞株) 非常困难，以及其他变异因素( 如细胞个体的差异、制备技术的差异、评价方法的差异) ，现阶段提出具有普遍意义的标准物质，并在相关标准物质基础上建立各关键质量属性可接受的质量标准仍存在巨大挑战，未来这些问题的解决需完全依赖严格的 hMSCs 质量标准研究。
另外，本文所提出的技术评价体系适用于“通用型 hMSCs”质量评价，其基本原则也应适用于各种特殊处理和“临床适应证”相关的 hMSCs。在设计和开展针对后者的质量评价时，需充分考虑相关产品和临床适应证的特殊性，从已有的评价体系中衍生或建立新的评价内容和评价技术。
总之，随着 hMSCs 的临床研究不断发展，提高干细胞产品临床前研究阶段生物学有效性质量评价能力，已成为影响产品研发和产业发展至关重要的环节。在产品研发的整个周期中，相关细胞产品从产品早期研发、临床前研究、临床研究申报( 注册或备案) 、临床研究结果评价、上市前审批、上市后再评估的过程中，均有不同程度的生物学有效性评价的内容要求，并且随着临床研究从早期向后期不断发展的过程中，对生物学有效性的要求会越来越高。而对于研发者，作为质量评价重要组成部分的生物学有效性内容应该是研发者核心竞争力的重要体现。未来需通过严格的生物学有效性质量标准研究，提高干细胞产品的研发能力和监管水平，进而保障产品质量的有效支撑，推动 hMSCs 产品研发和产业发展。
本文来源：韩晓燕,纳涛,张可华,袁宝珠.人间充质干细胞生物学有效性的质量评价[J].中国新药杂志,2018,27(21):2511-2518.
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