國家藥監(jiān)局藥審中心關(guān)于發(fā)布《人源干細(xì)胞產(chǎn)品非臨床研究技術(shù)指導(dǎo)原則》的通告(2024年第6號)
人源干細(xì)胞產(chǎn)品非臨床研究技術(shù)指導(dǎo)原則
國家藥品監(jiān)督管理局藥品審評中心
二〇二四年一月
一、概述
(一)前言
干細(xì)胞是一類具有自我更新和多向分化潛能的細(xì)胞,在疾病治療方面具有應(yīng)用潛力。近年來,隨著干細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展、認(rèn)知的深入和經(jīng)驗(yàn)的積累,干細(xì)胞治療已逐步成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。
為規(guī)范和指導(dǎo)人源干細(xì)胞產(chǎn)品(以下簡稱干細(xì)胞產(chǎn)品)非臨床研究和評價(jià),在《細(xì)胞治療產(chǎn)品研究與評價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)》《基因修飾細(xì)胞治療產(chǎn)品非臨床研究技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)》基礎(chǔ)上,根據(jù)目前對干細(xì)胞產(chǎn)品的科學(xué)認(rèn)識,制定本指導(dǎo)原則,提出對干細(xì)胞產(chǎn)品非臨床研究和評價(jià)的特殊考慮和要求。
隨著技術(shù)的發(fā)展、認(rèn)知程度的深入和相關(guān)研究數(shù)據(jù)的積累,本指導(dǎo)原則將不斷完善和適時(shí)更新。
(二)適用范圍
本指導(dǎo)原則主要為按照藥品管理相關(guān)法規(guī)進(jìn)行研發(fā)和注冊申報(bào)的人源干細(xì)胞產(chǎn)品的非臨床研究提供技術(shù)指導(dǎo)。
本指導(dǎo)原則中的人源干細(xì)胞產(chǎn)品是指起源于人的成體干細(xì)胞(adult stem cells,ASCs)、人胚干細(xì)胞(embryonic stem cells,ESCs)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs),經(jīng)過一系列涉及干細(xì)胞的體外操作(一般包括擴(kuò)增、基因修飾、誘導(dǎo)分化、轉(zhuǎn)分化等)獲得的干細(xì)胞及其衍生細(xì)胞產(chǎn)品。
二、總體考慮
(一)研究目的
非臨床研究是藥物開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。干細(xì)胞產(chǎn)品的有效成分是具有一定生物學(xué)功能且具有不同程度分化潛力的細(xì)胞,與常規(guī)治療藥物相比,其治療機(jī)制、體內(nèi)活性和毒性可能存在明顯差異,細(xì)胞與人體的相互作用也更具有種屬特異性,因此,與常規(guī)治療藥物相比,干細(xì)胞產(chǎn)品的非臨床研究具有其特殊性。
干細(xì)胞產(chǎn)品非臨床研究的主要目的是:(1)對擬定的作用機(jī)制進(jìn)行概念驗(yàn)證,考察有效性潛力,明確其在擬定患者人群中使用的生物學(xué)合理性;(2)研究干細(xì)胞體內(nèi)命運(yùn)和行為;(3)根據(jù)潛在風(fēng)險(xiǎn)因素,闡明毒性反應(yīng)特征,預(yù)測人體可能出現(xiàn)的不良反應(yīng),確定臨床監(jiān)測指標(biāo),為制定臨床風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供參考信息。應(yīng)通過開展非臨床研究,收集用于獲益-風(fēng)險(xiǎn)評估的信息,以確定擬開發(fā)產(chǎn)品在目標(biāo)患者人群中預(yù)期具有合理的、可接受的獲益-風(fēng)險(xiǎn)比,同時(shí)為臨床試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)控制策略的制定以及產(chǎn)品上市提供支持性依據(jù)。
(二)基本原則
1. 具體情況具體分析
由于干細(xì)胞產(chǎn)品的物質(zhì)組成和作用機(jī)制與小分子藥物、大分子生物藥物不同,所以傳統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)的非臨床研究試驗(yàn)方法可能不完全適用于干細(xì)胞產(chǎn)品。干細(xì)胞產(chǎn)品種類多、差異大、情況復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)程度不同,因此,不同產(chǎn)品所需的非臨床研究內(nèi)容和具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“具體情況具體分析”的原則。
2. GLP 要求
干細(xì)胞產(chǎn)品的非臨床安全性研究一般應(yīng)當(dāng)在經(jīng)過藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范(GLP)認(rèn)證的機(jī)構(gòu)開展,并遵守GLP。當(dāng)某些特殊情況下無法遵守 GLP 時(shí),例如采用非常規(guī)動物模型、在概念驗(yàn)證或生物分布試驗(yàn)中整合安全性檢測指標(biāo)、檢測某些特殊指標(biāo)等,應(yīng)最大限度地按 GLP 原則進(jìn)行試驗(yàn),確保試驗(yàn)質(zhì)量和數(shù)據(jù)的完整性及可追溯性。
3. 隨機(jī)、對照、重復(fù)
試驗(yàn)應(yīng)遵循隨機(jī)、對照、重復(fù)的原則。
(三)制定非臨床研究策略時(shí)的重要關(guān)注點(diǎn)
1. 非臨床研究考慮因素
干細(xì)胞具備自我更新和多向分化潛能,細(xì)胞類型多樣,細(xì)胞本身具備體內(nèi)存續(xù)、增殖和/或分化、細(xì)胞間相互作用等能力。由于細(xì)胞本身生物學(xué)特性、制備工藝的復(fù)雜性、給藥方式的多樣性等因素,各類型干細(xì)胞產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)程度也可能不同。在非臨床研究中需要考慮以下因素(包括但不限于):細(xì)胞來源、生物學(xué)特性、作用機(jī)制;生產(chǎn)過程(如體外培養(yǎng)、純化、誘導(dǎo)分化、擴(kuò)增、基因修飾/改造等);終產(chǎn)品中不同分化階段細(xì)胞的數(shù)量/比例;終產(chǎn)品中可能殘留的非目的細(xì)胞(如未分化細(xì)胞、非預(yù)期分化細(xì)胞等)、非細(xì)胞成分(如雜質(zhì)、外源因子等);臨床擬用人群、給藥方式、預(yù)期的藥理作用靶部位;細(xì)胞在受者體內(nèi)的遷移、定植、分化、存續(xù)等;細(xì)胞的免疫原性和受者對細(xì)胞的免疫反應(yīng);成瘤性和致瘤性的風(fēng)險(xiǎn)等。此外,對于已有人體數(shù)據(jù)的干細(xì)胞產(chǎn)品,還可結(jié)合人體信息綜合評估預(yù)期的人體風(fēng)險(xiǎn)和獲益。
涉及基因修飾的干細(xì)胞產(chǎn)品還需考慮以下因素(包括但不限于):(1)基因修飾的目的、方式、技術(shù);(2)基因轉(zhuǎn)導(dǎo)/編輯效率;(3)載體自身風(fēng)險(xiǎn);(4)基因修飾脫靶風(fēng)險(xiǎn);(5)基因修飾對細(xì)胞表型和生物學(xué)特性的影響;(6)對于導(dǎo)入目的基因,還應(yīng)考慮目的基因的表達(dá)情況和表達(dá)產(chǎn)物的生物學(xué)作用。
2. 受試物
非臨床研究所用受試物應(yīng)能代表臨床擬用樣品。體外、體內(nèi)非臨床研究所使用的樣品均應(yīng)符合相應(yīng)開發(fā)階段的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。若后續(xù)制備工藝發(fā)生變更,應(yīng)闡明非臨床研究用樣品與臨床試驗(yàn)擬用樣品的異同及其對人體有效性和安全性的可能影響,必要時(shí)開展變更前后樣品的非臨床橋接研究。
當(dāng)無法采用臨床擬用產(chǎn)品進(jìn)行動物試驗(yàn)而采用動物源替代產(chǎn)品開展試驗(yàn)時(shí),動物源替代產(chǎn)品應(yīng)與臨床擬用產(chǎn)品采用相似的生產(chǎn)工藝,并對可能影響有效性和安全性的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行對比研究,以評估替代產(chǎn)品與臨床擬用產(chǎn)品的相似性及其對非臨床數(shù)據(jù)預(yù)測性的影響。目前,對于不同種屬來源的干細(xì)胞之間的相似性的研究尚不充分,尚缺乏統(tǒng)一的相似性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此,采用從動物源替代產(chǎn)品非臨床試驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行臨床轉(zhuǎn)化時(shí),存在一定的不確定性。
3. 動物種屬/模型選擇
應(yīng)盡可能選擇相關(guān)動物種屬/模型進(jìn)行非臨床體內(nèi)研究。動物種屬/模型的選擇應(yīng)該具有科學(xué)合理的依據(jù)。選擇相關(guān) 動物時(shí)需要考慮產(chǎn)品特性和臨床擬用情況,包括但不限于以下因素:(1)動物對人源干細(xì)胞及其分化后細(xì)胞的生物學(xué)反應(yīng)與預(yù)期的人體反應(yīng)的相似性;(2)動物對人源干細(xì)胞的免疫耐受性;(3)動物的解剖學(xué)和病理生理學(xué)特征與擬定適應(yīng)癥人群的相似性;(4)臨床擬用給藥途徑/給藥方式的可行性;(5)涉及基因修飾的干細(xì)胞產(chǎn)品,還應(yīng)考慮動物對目的基因或基因表達(dá)產(chǎn)物的敏感性、表達(dá)產(chǎn)物在動物體內(nèi)的生物學(xué)效應(yīng)。
采用疾病動物模型開展的研究可以同時(shí)提供干細(xì)胞產(chǎn)品的藥理活性和毒性信息,也可以模擬臨床患者的病理生理狀態(tài),因此,必要時(shí)可考慮采用疾病動物模型進(jìn)行非臨床研究。
免疫功能正常的動物給予人源干細(xì)胞后,可能出現(xiàn)免疫應(yīng)答反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞被過早或快速清除,此種情況下,可考慮采用免疫缺陷或免疫系統(tǒng)人源化的動物模型開展非臨床研究。免疫缺陷動物包括遺傳性免疫缺陷動物模型、經(jīng)免疫抑制劑/物理照射方法構(gòu)建的免疫抑制動物模型等,可根據(jù)情況進(jìn)行合理選擇。
需要關(guān)注的是,每種動物種屬/模型均有其優(yōu)點(diǎn)和不足,沒有一種動物種屬/模型可全面預(yù)測干細(xì)胞產(chǎn)品在患者人群中的有效性和安全性。因此,在選擇動物種屬/模型時(shí),應(yīng)評估所采用的動物種屬/模型與人體的相關(guān)性和局限性。若有多種相關(guān)動物種屬/模型,且這些動物種屬/模型可提供互補(bǔ)的證據(jù),建議采用多種動物種屬/模型開展研究。當(dāng)缺少相關(guān)動物種屬/模型時(shí),基于細(xì)胞和組織的模型(如二維或三維組織模型、類器官和微流體模型等)可能為非臨床有效性和安全性的評估提供有用的補(bǔ)充信息。
同源動物模型(即在同一動物種屬中使用動物源替代產(chǎn)品來模擬人類細(xì)胞產(chǎn)品的動物模型)可能可以為概念驗(yàn)證提供支持性信息,在無法采用臨床擬用產(chǎn)品進(jìn)行動物試驗(yàn)(應(yīng)提供依據(jù))的情況下可以考慮采用。然而,由于動物干細(xì)胞和人類干細(xì)胞之間的差異性,從該模型獲得的研究數(shù)據(jù)在預(yù)測人體反應(yīng)方面存在不確定性,因此對該動物模型中獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行謹(jǐn)慎分析。
4. 給藥方式/途徑
非臨床研究中的給藥方式/途徑應(yīng)能最大程度模擬臨床擬用給藥方式/途徑。如果在動物試驗(yàn)中采用其他的給藥方式/途徑,應(yīng)闡明其科學(xué)性和合理性依據(jù)。
某些情況下,干細(xì)胞產(chǎn)品可能涉及干細(xì)胞產(chǎn)品以外的其他材料(如生物材料、細(xì)胞支架、特殊給藥設(shè)備等)的應(yīng)用,也可能與其他醫(yī)學(xué)干預(yù)措施聯(lián)合使用(如手術(shù)、組織提取操作、免疫抑制),這些材料或干預(yù)措施可能會與干細(xì)胞產(chǎn)品相互作用,且這些材料或干預(yù)措施之間也可能發(fā)生相互作用。此種情況下,非臨床研究應(yīng)盡可能模擬臨床給藥方案。
5. 整合試驗(yàn)
基于干細(xì)胞產(chǎn)品特點(diǎn)、相關(guān)動物種屬/模型的可獲得性,某些非臨床試驗(yàn)可整合在其他試驗(yàn)中進(jìn)行。例如,如果可行且科學(xué)合理,在疾病動物模型的藥效學(xué)試驗(yàn)中伴隨考察毒理學(xué)指標(biāo),將藥代動力學(xué)試驗(yàn)整合至藥效學(xué)試驗(yàn)和/或毒理學(xué)試驗(yàn)中。整合試驗(yàn)設(shè)計(jì)有助于闡明藥代動力學(xué)、藥效、毒性的相關(guān)性。
三、基本內(nèi)容
(一)藥理學(xué)研究/概念驗(yàn)證
應(yīng)通過藥理學(xué)試驗(yàn)闡述干細(xì)胞產(chǎn)品的可能作用機(jī)制以及在擬定患者人群中使用的生物學(xué)合理性。試驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮干細(xì)胞產(chǎn)品的作用機(jī)制、給藥方式、產(chǎn)品特性和存續(xù)時(shí)間等因素。
干細(xì)胞產(chǎn)品的藥理學(xué)研究通常包括體外和體內(nèi)試驗(yàn)。體外試驗(yàn)應(yīng)對細(xì)胞的表型和功能特性進(jìn)行研究,如細(xì)胞增殖能力、分化潛力、分泌能力以及其他生理功能活性等。若涉及基因修飾或其他改造,還應(yīng)研究這些修飾或改造對細(xì)胞生理、行為和功能活性的潛在影響。體內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)盡可能在與人類疾病相關(guān)的疾病動物模型中驗(yàn)證細(xì)胞產(chǎn)品可發(fā)揮預(yù)期的藥理學(xué)作用。疾病動物模型和主要終點(diǎn)的選擇應(yīng)結(jié)合細(xì)胞的藥理學(xué)作用機(jī)制和擬用的患者人群綜合考慮。對于涉及組織再生/修復(fù)的產(chǎn)品,應(yīng)關(guān)注對長期效應(yīng)的評估。
體外和體內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)足以全面驗(yàn)證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念。
(二)藥代動力學(xué)研究
干細(xì)胞產(chǎn)品的藥代動力學(xué)研究信息對提示其有效性和安全性至關(guān)重要。應(yīng)參考《細(xì)胞治療產(chǎn)品研究與評價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)》中對細(xì)胞治療產(chǎn)品藥代動力學(xué)的一般要求,采用相關(guān)動物種屬開展藥代動力學(xué)試驗(yàn),以闡明干細(xì)胞產(chǎn)品在體內(nèi)的命運(yùn)和行為。根據(jù)產(chǎn)品特性,檢測與藥效和毒性相關(guān)的藥代動力學(xué)行為,如生物分布、遷移、定植、增殖、分化、存續(xù)性等。疾病動物模型可能對評估干細(xì)胞產(chǎn)品的分布特征更有意義,鼓勵在藥效學(xué)試驗(yàn)中伴隨生物分布研究。生物分布試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到干細(xì)胞的體內(nèi)命運(yùn)是一個(gè)多步驟過程,應(yīng)動態(tài)觀察干細(xì)胞的生物分布特征,可采用的技術(shù)方法有影像技術(shù)、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)技術(shù)、免疫組化技術(shù)、原位雜交技術(shù)等,試驗(yàn)設(shè)計(jì)需要考慮技術(shù)方法的適用性和優(yōu)缺點(diǎn)。
涉及基因修飾的干細(xì)胞產(chǎn)品還應(yīng)參考 ICH S12 指導(dǎo)原則對目的基因的存續(xù)、表達(dá)(部位、水平、持久性)以及表達(dá)產(chǎn)物的生物學(xué)活性進(jìn)行必要的研究。
(三)非臨床安全性研究
在制定非臨床安全性研究策略時(shí),除參考《細(xì)胞治療產(chǎn)品研究與評價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)》中對細(xì)胞治療產(chǎn)品的一般要求外,還應(yīng)根據(jù)每個(gè)產(chǎn)品的特點(diǎn),按照基于風(fēng)險(xiǎn)的原則具體問題具體分析,除參考本指導(dǎo)原則“二、總體考慮”項(xiàng)下“1.非臨床研究考慮因素”小節(jié)內(nèi)容外,還應(yīng)考慮的因素包括已有的非臨床/臨床數(shù)據(jù)、類似產(chǎn)品的有效性和安全性信息等。
1. 安全藥理學(xué)
干細(xì)胞及其分化的功能細(xì)胞和/或其分泌的活性物質(zhì)、處方中非細(xì)胞成分等可能會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等產(chǎn)生影響。在首次臨床試驗(yàn)前,應(yīng)結(jié)合細(xì)胞產(chǎn)品的特性、細(xì)胞在體內(nèi)的分布特征評估其對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)的潛在影響。經(jīng)評估存在安全性擔(dān)憂時(shí),應(yīng)考慮進(jìn)行安全藥理學(xué)試驗(yàn),若無法進(jìn)行,應(yīng)說明理由。這些試驗(yàn)可結(jié)合在一般毒理學(xué)試驗(yàn)中,若結(jié)合進(jìn)行,需按安全藥理學(xué)試驗(yàn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在必要時(shí),可能需要開展補(bǔ)充和追加的安全藥理學(xué)研究。
2. 一般毒理學(xué)
一般毒理學(xué)試驗(yàn)主要用于評價(jià)干細(xì)胞產(chǎn)品的全身毒性和局部毒性、急性毒性和長期毒性或延遲毒性、劑量和效應(yīng)關(guān)系等。應(yīng)基于干細(xì)胞產(chǎn)品的生物學(xué)特性、可能的風(fēng)險(xiǎn)因素和安全性擔(dān)憂,采用基于風(fēng)險(xiǎn)、科學(xué)導(dǎo)向的靈活設(shè)計(jì)方案。
2.1 動物種屬選擇
關(guān)于毒理學(xué)試驗(yàn)動物種屬的選擇,應(yīng)基于干細(xì)胞產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)大小、相關(guān)動物種屬/模型的可獲得性等因素綜合分析,總體目標(biāo)是盡可能最大程度地闡明干細(xì)胞產(chǎn)品的安全性特征,為人體安全性提供有價(jià)值的預(yù)測信息。在可行的情況下,盡量考慮獲得兩種相關(guān)動物種屬的非臨床安全性信息;若不可行,需提供不可行的科學(xué)合理的依據(jù)。在某些情況下,基于品種的特點(diǎn)和對同類品種已有的安全性認(rèn)識,一種動物種屬的毒理學(xué)試驗(yàn)可能也是能接受的,但是應(yīng)提供科學(xué)合理性依據(jù)。動物種屬選擇的考慮因素參考本指導(dǎo)原則“二、總體考慮”項(xiàng)下“3.動物種屬/模型選擇”的建議。
通常在一般毒性試驗(yàn)開展前,應(yīng)探索與人體相關(guān)的潛在動物種屬/模型,基于充分的科學(xué)合理的信息,來支持動物種屬的選擇。
通常采用雌雄兩種性別動物進(jìn)行試驗(yàn)。若采用單性別進(jìn)行試驗(yàn),應(yīng)提供合理性依據(jù)。
2.2 分組和劑量設(shè)計(jì)
通常情況下,一般毒理學(xué)試驗(yàn)中的給藥劑量應(yīng)包括多個(gè)劑量。合適的劑量間距,有助于評估毒性反應(yīng)-劑量關(guān)系的陡峭程度和 I 期臨床劑量遞增方案的設(shè)計(jì)。高劑量一般期望獲得明顯毒性反應(yīng)的相關(guān)信息,通常為藥效學(xué)最高劑量的一定倍數(shù)或擬推薦臨床最高劑量的一定倍數(shù)。最高劑量的設(shè)置可能會受到動物模型、給藥部位容量/大小、給藥途徑和制劑最高濃度等限制,可選擇最大可行劑量作為最高劑量。
需結(jié)合處方組成和生產(chǎn)工藝,設(shè)置合適的對照組,以幫助確定試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的不良結(jié)果是否與受試物相關(guān)。
2.3 給藥方案
試驗(yàn)中的給藥方案應(yīng)最大程度地模擬臨床擬用給藥方案,給藥途徑、給藥頻率和試驗(yàn)期限應(yīng)能反映臨床使用情況。結(jié)合產(chǎn)品的預(yù)期存續(xù)特點(diǎn)和在動物中的藥代動力學(xué)特征設(shè)置合適的給藥次數(shù)、給藥頻率和試驗(yàn)期限,并確保試驗(yàn)中動物暴露于受試物和/或表達(dá)產(chǎn)物。
2.4 檢測指標(biāo)
對于在體內(nèi)可能長期存續(xù)發(fā)揮作用的產(chǎn)品,建議一般毒理學(xué)試驗(yàn)中設(shè)置多個(gè)剖檢時(shí)間點(diǎn),以評估可能的急性期反應(yīng)和長期存續(xù)導(dǎo)致的長期毒性或延遲毒性。除常規(guī)觀察指標(biāo)外,還需結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn),選擇合適的檢測指標(biāo)。對于系統(tǒng)給藥的干細(xì)胞產(chǎn)品,應(yīng)關(guān)注異位組織形成的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)形成異位組織時(shí),應(yīng)考慮其類型和發(fā)生率、解剖位置和起源。必要時(shí)應(yīng)采用免疫組化等方法對異位組織的細(xì)胞來源進(jìn)行分析評估。
3. 成瘤性和致瘤性
干細(xì)胞產(chǎn)品、干細(xì)胞產(chǎn)品中殘留的未分化細(xì)胞或轉(zhuǎn)化細(xì)胞可能會存在致癌性風(fēng)險(xiǎn),致癌性是干細(xì)胞產(chǎn)品安全性評價(jià)的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容,但是標(biāo)準(zhǔn)的嚙齒類動物致癌性試驗(yàn)不適用于干細(xì)胞產(chǎn)品,需采用成瘤性和致瘤性試驗(yàn)評估干細(xì)胞產(chǎn)品的致癌性潛力。成瘤性和致瘤性試驗(yàn)應(yīng)采用臨床擬用產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn),不可采用動物源替代產(chǎn)品。
3.1 成瘤性(Tumorigenicity)風(fēng)險(xiǎn)
干細(xì)胞產(chǎn)品的成瘤性系指動物接種細(xì)胞后由接種細(xì)胞本身形成腫瘤的可能性,即接種的細(xì)胞自身形成腫瘤的可能性。
干細(xì)胞產(chǎn)品的成瘤性風(fēng)險(xiǎn)來源包括但不限于:終產(chǎn)品、終產(chǎn)品中殘留的未分化細(xì)胞、終產(chǎn)品中其它未知的未分化完全細(xì)胞具有較高的增殖和分化能力,在體內(nèi)可能具有形成腫瘤的風(fēng)險(xiǎn);基因修飾、長時(shí)間體外培養(yǎng)等操作可能導(dǎo)致細(xì)胞的基因、表觀遺傳學(xué)改變,使細(xì)胞可能具有轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞的風(fēng)險(xiǎn)。
干細(xì)胞產(chǎn)品的成瘤性風(fēng)險(xiǎn)大小取決于細(xì)胞的來源、表型、分化狀態(tài)、增殖能力、體外培養(yǎng)條件、體外處理方式/程度、注射部位和注射途徑等。
多能干細(xì)胞(如 iPSCs 和 ESCs)與成體干細(xì)胞[如間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)、造血干細(xì)胞(hematopoietic stem cells, HSCs)]在腫瘤形成的固有風(fēng)險(xiǎn)方面存在明顯差異。正常的成體干細(xì)胞通常沒有固有的成瘤性,但如果在體外培養(yǎng)過程中發(fā)生轉(zhuǎn)化,它們在體內(nèi)也有可能形成腫瘤。多能干細(xì)胞具有形成畸胎瘤的固有特征,當(dāng)在敏感解剖部位(例如中樞神經(jīng)系統(tǒng))形成畸胎瘤時(shí),會引起安全性擔(dān)憂。未分化的多能干細(xì)胞也可能產(chǎn)生惡性畸胎瘤。
3.2 致瘤性(Oncogenicity)風(fēng)險(xiǎn)
干細(xì)胞產(chǎn)品的致瘤性系指終產(chǎn)品通過臨床擬用途徑給予受者(受試者/患者)后,導(dǎo)致受者形成腫瘤的可能性,即終產(chǎn)品促使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤細(xì)胞的可能性。
3.3 成瘤性和致瘤性非臨床研究策略
在開展首次臨床試驗(yàn)前,應(yīng)基于干細(xì)胞產(chǎn)品的生物學(xué)特性(細(xì)胞成瘤的可能性)、體外處理方式/程度(培養(yǎng)傳代次數(shù)、基因修飾等)、細(xì)胞存續(xù)特點(diǎn)、臨床擬用給藥途徑等因素,評估干細(xì)胞產(chǎn)品的成瘤性和/或致瘤性風(fēng)險(xiǎn)。
目前評價(jià)干細(xì)胞產(chǎn)品成瘤性的體外試驗(yàn)包括但不限于:核型分析(用于評估遺傳穩(wěn)定性)、軟瓊脂克隆形成試驗(yàn)(用于檢測轉(zhuǎn)化細(xì)胞)、端粒酶活性檢測(用于評估端粒酶活性水平)、數(shù)字 PCR(用于檢測未分化的 iPSCs 或 ESCs)等。可根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)選擇合適的體外試驗(yàn)方法。
動物成瘤性和致瘤性試驗(yàn)是干細(xì)胞產(chǎn)品致癌性潛力評估的重要內(nèi)容,但是應(yīng)認(rèn)識到其在相關(guān)動物模型選擇及臨床預(yù)測價(jià)值方面尚存在局限性。設(shè)計(jì)體內(nèi)成瘤性和致瘤性試驗(yàn)時(shí),干細(xì)胞產(chǎn)品應(yīng)能在所選擇的動物模型中存活足夠長的時(shí)間以評價(jià)腫瘤形成的潛力,因此試驗(yàn)中需伴隨評估植入細(xì)胞的存續(xù)情況。試驗(yàn)應(yīng)設(shè)計(jì)合適的對照(如未分化細(xì)胞、部分分化細(xì)胞或陽性對照、溶媒對照等)以確立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的敏感性和可靠性;設(shè)置合適的動物數(shù)量,使得足以對結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析;應(yīng)包含一個(gè)最大可行劑量;應(yīng)至少包含臨床擬用給藥途徑,以確保可將細(xì)胞產(chǎn)品遞送到臨床擬用靶部位(除下文所述在有合理依據(jù)時(shí)體內(nèi)成瘤性試驗(yàn)可采用敏感給藥途徑外);試驗(yàn)期限應(yīng)足以觀察到腫瘤形成。(注釋1)
對于成瘤性和致瘤性風(fēng)險(xiǎn)較低的成體干細(xì)胞產(chǎn)品,通常應(yīng)在首次臨床試驗(yàn)前至少完成體外成瘤性評價(jià);對于擬用于非晚期腫瘤適應(yīng)癥且風(fēng)險(xiǎn)較低的干細(xì)胞產(chǎn)品,通常在上市前完成體內(nèi)成瘤性和/或致瘤性試驗(yàn)。
對于成瘤性和/或致瘤性風(fēng)險(xiǎn)較高的干細(xì)胞產(chǎn)品(例如多能干細(xì)胞產(chǎn)品、其他分化程度較低的干細(xì)胞產(chǎn)品、藥學(xué)和/或已有非臨床研究提示風(fēng)險(xiǎn)較高的產(chǎn)品等),在首次臨床試驗(yàn)前,應(yīng)完成體外成瘤性評價(jià)、臨床給藥途徑或敏感給藥途徑(如皮下注射、睪丸注射、肌腱注射、脊髓內(nèi)注射等,應(yīng)有合理依據(jù))的體內(nèi)成瘤性試驗(yàn);若成瘤性試驗(yàn)出現(xiàn)陽性結(jié)果,或者一般毒理學(xué)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)受者來源的癌前病變、可疑癌變等,首次臨床試驗(yàn)前還應(yīng)完成臨床給藥途徑的致瘤性試驗(yàn)。若成瘤性試驗(yàn)結(jié)果為陰性,上市前完成臨床給藥途徑的致瘤性試驗(yàn)。
當(dāng)在動物成瘤性和/或致瘤性試驗(yàn)中觀察到腫瘤發(fā)生時(shí),需進(jìn)行腫瘤細(xì)胞的種屬來源分析,以明確其來自于接種的干細(xì)胞產(chǎn)品還是來自于受者,分析屬于成瘤性還是致瘤性。
考慮到非臨床評價(jià)方法在預(yù)測干細(xì)胞產(chǎn)品成瘤性和致瘤性風(fēng)險(xiǎn)方面的局限性,需在臨床試驗(yàn)中對受試者進(jìn)行長期隨訪,關(guān)注腫瘤形成風(fēng)險(xiǎn)。
對于擬用于腫瘤患者的人源干細(xì)胞產(chǎn)品,建議結(jié)合產(chǎn)品特性評估促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn),必要時(shí)開展促瘤性試驗(yàn)。
4. 免疫毒性和免疫原性
干細(xì)胞產(chǎn)品需關(guān)注其誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫毒性,需采用合適的方法開展免疫毒性研究。
在非臨床研究階段,可根據(jù)產(chǎn)品的特性和風(fēng)險(xiǎn)評估考慮是否開展干細(xì)胞產(chǎn)品的免疫原性研究。對于涉及基因修飾的干細(xì)胞產(chǎn)品,其表達(dá)的蛋白質(zhì)與天然產(chǎn)物相比結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變,或基因修飾可能產(chǎn)生非預(yù)期的肽/蛋白質(zhì)等,需評價(jià)免疫原性??砷_展免疫原性發(fā)生機(jī)制/影響因素相關(guān)的體外研究,尤其當(dāng)體內(nèi)免疫原性研究無法開展時(shí)(注釋2)。
5. 遺傳毒性
干細(xì)胞產(chǎn)品通常不需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)組合的遺傳毒性試驗(yàn)。如果終產(chǎn)品中的非細(xì)胞成分與 DNA 或其他遺傳物質(zhì)存在直接的相互作用,需評估其遺傳毒性風(fēng)險(xiǎn),必要時(shí)開展試驗(yàn)。
對于涉及基因修飾的干細(xì)胞產(chǎn)品,需參考《基因修飾細(xì)胞治療產(chǎn)品非臨床研究技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)》進(jìn)行基因插入突變、基因編輯脫靶等風(fēng)險(xiǎn)評估。
6. 生殖毒性
干細(xì)胞產(chǎn)品應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特性、作用機(jī)制、臨床適應(yīng)癥和臨床擬用人群、一般毒理學(xué)試驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)、生物分布特征等信息評估潛在的生殖和發(fā)育毒性風(fēng)險(xiǎn)。干細(xì)胞產(chǎn)品生殖毒性試驗(yàn)的研究策略和風(fēng)險(xiǎn)評估可參考相關(guān)指導(dǎo)原則。
7. 制劑安全性
應(yīng)根據(jù)干細(xì)胞產(chǎn)品的特點(diǎn)與臨床應(yīng)用情況考慮開展終產(chǎn)品制劑的刺激性、溶血性試驗(yàn)。
8. 其他
目前,干細(xì)胞產(chǎn)品的細(xì)胞來源、生產(chǎn)工藝、適應(yīng)癥定位、臨床應(yīng)用情況等方面存在較大的多樣性,必要時(shí),應(yīng)基于產(chǎn)品特點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)考慮開展或追加其他試驗(yàn)。
四、注釋
注釋1:對于干細(xì)胞產(chǎn)品的成瘤性和致瘤性試驗(yàn),目前尚無國際公認(rèn)的試驗(yàn)方法,尚需不斷積累經(jīng)驗(yàn)。但是,成瘤性和致瘤性試驗(yàn)的目的是為了提示干細(xì)胞產(chǎn)品的致癌性潛力,試驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到能夠敏感地檢測到潛在的成瘤性和致瘤性的目標(biāo)。關(guān)于成瘤性、致瘤性試驗(yàn)的試驗(yàn)期限,基于試驗(yàn)?zāi)康?、動物模型壽命、不同給藥途徑下腫瘤發(fā)生的敏感程度等因素考慮,基于現(xiàn)有的認(rèn)知,建議靜脈給藥途徑的成瘤性和致瘤性試驗(yàn)的觀察期限不短于 6 個(gè)月,若采用敏感的其他給藥途徑進(jìn)行成瘤性試驗(yàn),建議觀察期限不短于 4 個(gè)月;但在可行的情況下延長觀察期限可能更有利于成瘤性和致瘤性評價(jià)。
注釋2:非臨床免疫原性研究通常指體內(nèi)研究,如采用免疫功能正常的動物給予干細(xì)胞產(chǎn)品后檢測免疫原性,通??砂殡S在一般毒理學(xué)試驗(yàn)中開展。針對干細(xì)胞產(chǎn)品,有文獻(xiàn)報(bào)道與免疫原性發(fā)生機(jī)制/影響因素有關(guān)的體外研究方法, 例如檢測干細(xì)胞表面的 MHCⅠ類和 MCHⅡ類分子、共刺激分子的表達(dá)情況,混合淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)試驗(yàn)等,這些試驗(yàn)對預(yù)測和評估人體免疫原性風(fēng)險(xiǎn)也有一定參考價(jià)值。但是,這些方法尚處于研究中,尚未形成公認(rèn)的方法,需繼續(xù)積累經(jīng)驗(yàn)。
五、參考文獻(xiàn)
[1] NMPA. 細(xì)胞治療產(chǎn)品研究與評價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則(試行).2017年.
[2] NMPA.人源干細(xì)胞產(chǎn)品藥學(xué)研究與評價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則(試行).2023.
[3] NMPA.基因修飾細(xì)胞治療產(chǎn)品非臨床研究技術(shù)指導(dǎo)原則(試行).2021.
[4] ISSCR. ISSCR Guidelines for stem cell research and clinical translation.2021.
[5] EMA. Reflection paper on stem cell-based medicinal products.2011.
[6] ICH. M3(R2): Guidance on nonclinical safety studies for the conduct of human clinical trials and marketing authorization for pharmaceuticals.2009.
[7] ICH. S12: Nonclinical biodistribution considerations for gene therapy products.2023.
[8] FDA. Preclinical assessment of investigational cellular and gene therapy products.2013.
[9] EMA. Guideline on quality, non-clinical and clinical aspects of medicinal products containing genetically modified cells.2021.
[10] EMA. Guideline on human cell-based medicinal products.2008.
[11] ICH. S5(R3): Detection of reproductive and developmental toxicity for human pharmaceuticals. 2020.
[12] ICH. S6(R1): Preclinical safety evaluation of biotechnology-derived pharmaceuticals.2011.
[13] WHO. Recommendations for the evaluation of animal cell cultures as substrates for the manufacture of biological medicinal products and for the characterization of cell banks(R).2018.