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干细胞疗法药物开发——旁分泌机制相关的细胞因子检测

2024-11-14 10:04    浏览量:31


背景



近年,干细胞疗法市场发展迅速,已经成为发展速度最快的药物市场之一。目前,全球约有1000+个在研干细胞疗法管线,占据主要比例的为间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cell, MSC), 诱导多功能干细胞(induced Pluripotent Stem Cell, iPSC), 造血干细胞(Hematopoietic Stem Cell, HSC)等疗法。其中,MSC疗法因其多向分化、旁分泌协调、良好的免疫耐受性和可塑性的机制优势,已成为应用最广,在研管线数量最多的干细胞疗法,其在研疗法及药物管线约为500个。最近阶段有所突破的管线为在2024年10月26日经美国FDA批准进入临床实验的异体脂肪MSC(AD-MSC)药物NR-20201,其针对适应症为急性缺血性脑卒中。




旁分泌的作用机制及适应症类型



MSC具备自我更新及体内微环境诱导的定向多向分化特性,这使其在进行归巢现象后具备直接参与组织修复的能力。此外MSC自身的旁分泌作用使其合成分泌各类生长因子、细胞因子、趋化因子及其他调节信号,提供微环境稳态调控和细胞分化支持。常见的旁分泌因子主要包括:生长因子(VEGF、HGF、FGF-2、IGF-1)、细胞因子(IL-6、IL-10、TGF-β)、趋化因子(MCP-1、SDF-1)、调节因子(PGE2、SOD)等。

目前MSC疗法主要围绕组织修复和免疫调节作用,典型适应症包括心血管类疾病、组织损伤、膝骨类关节炎以及免疫疾病(如类风湿关节炎、炎症性肠炎、克罗恩病等)。其中旁分泌机制中产生的生长因子(如VEGF、HGF等)是血管形成的特异性标志物。而细胞因子(如IL-10、TGF-β等)则为调节抑制炎症的标志物。

干细胞疗法药物开发——旁分泌机制相关的细胞因子检测

图1. 旁分泌 – 生长因子旁分泌及血管成形术示意图

干细胞疗法药物开发——旁分泌机制相关的细胞因子检测

图2. 旁分泌 – 炎症因子旁分泌示意图




旁分泌相关细胞因子检测的应用场景



在2011年批准上市的Cellgram®-AMI,是全球首个治疗急性心肌梗死的上市MSC干细胞药物。利用自体骨髓MSC的定向分化及旁分泌机制,实现冠状动脉成形术。在已发表在NIH文献中数据表明,Cellgram®-AMI研发基于GMP标准,在药物开发阶段的MOA建立中检测一系列分泌因子来确定可影响心肌及血管生成的MSC旁分泌蛋白,包括VEGF、HGF、IL-6、TGF-β、MCP-1等(图3)。在临床前实验中,研究人员通过对细胞上清中的VEGF、IL-6、MCP-1表达水平进行监控从而来评估其药理药效。

干细胞疗法药物开发——旁分泌机制相关的细胞因子检测

图3. Cellgram®-AMI旁分泌生长因子及细胞因子检测数据


此外,在自免炎症疾病领域,考虑到传统自免药物治标不治本的局限性,MSC疗法因其特性成为自免类疾病(如类风湿关节炎(RA)、炎症性肠炎(IBD)、克罗恩病(CD)等)药物治疗的新方向。目前已有针对RA的MSC干细胞疗法进入临床I/II期,在其药物作用机制(Mechanism of action)研究中通过检测血液样本中IL-10,HGF、TGF-β等生长及抗炎细胞因子来评估其药效。

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图4. 针对RA的MSC临床前MOA验证检测标志物 – IL-10, TGF-β

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图5. 针对RA的MSC临床前实验检测标志物 – HGF, VEGF, SDF-1, KGF, FGF, IGF-1等


总结
针对不同适应症的MSC药物开发过程中,检测其旁分泌相关因子的含量是早期药理药效研究、临床前及临床实验中重要的生物标志物。针对心血管及组织损伤类疾病,VEGF、HGF、MCP-1等生长因子的分泌含量是重要的检测标准。针对自免炎症类疾病,抗炎促炎细胞因子(如IL-10、IL-6、TGF-β、MCP-1)的分泌量则成为免疫调控反馈的重要参照。目前,干细胞疗法的管线数量逐年上升,竞争压力增加。为了加速药物研发,我们提供多种分析生物标志物(biomarker、cytokine)的定量分析ELISA试剂盒 。试剂盒性能经过真实样本充分验证,保证分析结果的精确性、特异性、准确度、灵敏度和一致性。

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相关产品数据



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Human VEGF ELISA Kit (Cat. No. CEA-C068

线性范围

ClinMax™人VEGF ELISA检测试剂盒的线性检测范围为31.25 pg/mL – 2000 pg/mL。具体数据见图6.

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图6. (a). CEA-C068试剂盒标准品线性检测数据(OD450nm-630nm); (b). CEA-C068试剂盒标准品四参数方程拟合线性图


批内、批间精密度

按本产品(CEA-C068)操作说明,测定3个浓度的质控品,每个质控品重复检测10次,计算10次测量结果的平均值(M)、标准差(SD)和变异系数(CV)。结果显示,测定质控品的CV都低于10%,具体结果见图7。

按本产品(CEA-C068)操作说明,测定3个批次3个浓度的QC(pg/mL),每个质控品重复检测3次,计算9次测量结果的平均值(M)、标准差(SD)和变异系数(CV)。结果显示,测定质控品的CV都低于15%,具体结果见图7。

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图7. (a). CEA-C068批内精密度数据图;(b). CEA-C068批间精密度数据图及CV值


回收率

将本产品(CEA-C068)中的参考品,用样本稀释液分别配置成高值血清样本,按照1:19的体积比例加标到血清样本中。按照试剂盒说明书,每个样本均检测2次,求出检测结果的浓度值的平均值。回收率的计算公式=(加标样本值-Blank样本值*0.9)/理论值×100%。本产品回收率都在85.87%的范围内(见下表1)。

表1. CEA-C068回收率数据

干细胞疗法药物开发——旁分泌机制相关的细胞因子检测


稀释线性

将本产品(CEA-C068)中VEGF参考品,用血清样本配置成为高值血清/血浆/细胞上清样本,用样本稀释液依次按1:1进行稀释,每个稀释浓度均检测2次,求检测结果的浓度值的平均值,结果显示,血清/血浆/细胞上清样本各稀释点的检测浓度应都在该待测物浓度标示值的±20%范围内,线性相关系数R²应大于0.95 (见图8)。

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图8. CEA-C068稀释线性曲线图


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Human MCP-1 ELISA Kit (Cat. No. CEA-B036

线性范围

ClinMax™人MCP-1 ELISA检测试剂盒的线性检测范围为4.688 pg/mL – 300 pg/mL。具体数据见图9.

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图9. (a). CEA-B036试剂盒标准品线性检测数据(OD450nm-630nm); (b). CEA-B036试剂盒标准品四参数方程拟合线性图


批内、批间精密度

按本产品(CEA-B036)操作说明,测定3个浓度的质控品,每个质控品重复检测10次,计算10次测量结果的平均值(M)、标准差(SD)和变异系数(CV)。结果显示,测定质控品的CV都低于10%,具体结果见图10。

按本产品(CEA-B036)操作说明,测定3个批次3个浓度的QC(pg/mL),每个质控品重复检测3次,计算9次测量结果的平均值(M)、标准差(SD)和变异系数(CV)。结果显示,测定质控品的CV都低于15%,具体结果见图10。

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图10. (a). CEA-B036批内精密度数据图;(b). CEA-B036批间精密度数据图及CV值


回收率

将本产品(CEA-B036)中的参考品,用样本稀释液分别配置成高值血清样本,按照1:19的体积比例加标到血清样本中。按照试剂盒说明书,每个样本均检测2次,求出检测结果的浓度值的平均值。回收率的计算公式=(加标样本值-Blank样本值*0.9)/理论值×100%, 本产品回收率都在的范围内80% - 130%(见下表2)。

表2. CEA-B036回收率数据

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稀释线性

将本产品(CEA-B036)中MCP-1参考品,用血清样本配置成为高值血清/血浆/细胞上清样本,用样本稀释液依次按1:1进行稀释,每个稀释浓度均检测2次,求检测结果的浓度值的平均值,结果显示,血清/血浆/细胞上清样本各稀释点的检测浓度应都在该待测物浓度标示值的±20%范围内,线性相关系数R²应大于0.95 (见图11)。

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图11. CEA-B036稀释线性曲线图




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