細(xì)胞是所有生物的基本組成部分,而基因可以在細(xì)胞深處找到。基因是 DNA 的一部分,攜帶遺傳信息和生產(chǎn)蛋白質(zhì)的指令,幫助構(gòu)建和維持身體。
細(xì)胞可以控制哪些基因被轉(zhuǎn)錄以及哪些轉(zhuǎn)錄本被翻譯。此外,它們可以對(duì)轉(zhuǎn)錄物和蛋白質(zhì)進(jìn)行生化處理,以影響其活性。轉(zhuǎn)錄和翻譯的調(diào)控發(fā)生在原核生物和真核生物中,但在真核生物中要復(fù)雜得多。
當(dāng)我們描述細(xì)胞和基因治療的不同方法時(shí),我們經(jīng)常說“遺傳物質(zhì)”被使用或遞送到細(xì)胞。遺傳物質(zhì)是一個(gè)廣泛的術(shù)語,可以使用不同的類型。
遺傳物質(zhì)
遺傳物質(zhì)通常指 DNA 或 RNA。這些分子串包含指導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生蛋白質(zhì)的信息。蛋白質(zhì)在生物體的功能中發(fā)揮著重要作用。
DNA
DNA 存儲(chǔ)遺傳信息,以便細(xì)胞能夠繼續(xù)構(gòu)建蛋白質(zhì)。它是永久性的,并以稱為染色體的形式儲(chǔ)存在細(xì)胞核中。DNA由兩條鏈組成,比RNA大得多?;蚴?DNA 的特定部分,編碼用于制造蛋白質(zhì)的序列(即一組指令)。DNA 的其它部分可以控制蛋白質(zhì)的制造時(shí)間、位置和數(shù)量。
RNA
RNA 是 DNA 中包含的遺傳信息的副本。DNA 是遺傳物質(zhì)的永久存儲(chǔ)格式,而 RNA 分子有助于將這些指令轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。RNA 在細(xì)胞核內(nèi)產(chǎn)生后,大多數(shù) RNA 移動(dòng)到細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞核和細(xì)胞膜之間的液體空間。RNA 有許多不同類型。一些RNA攜帶制造蛋白質(zhì)的指令,而其它類型的RNA可以阻止蛋白質(zhì)的制造。RNA 分子在細(xì)胞中僅在有限的時(shí)間內(nèi)具有活性。
細(xì)胞療法
細(xì)胞療法是指出于醫(yī)療目的將自體或同種異體細(xì)胞物料轉(zhuǎn)移到患者體內(nèi)。細(xì)胞療法使用或靶向的干細(xì)胞可分為三類:多能干細(xì)胞(PSC)、成體干細(xì)胞(ASC)和腫瘤干細(xì)胞(CSC)。
多能干細(xì)胞 - PSC
多能干細(xì)胞(PSC)是一組可以無限期維持未分化狀態(tài)的細(xì)胞,并且可以分化為身體的大多數(shù)(如果不是全部)細(xì)胞。
PSC 可產(chǎn)生除胚胎外胎盤細(xì)胞外的所有細(xì)胞類型;它們包括胚胎干細(xì)胞(ESC),存在于植入前胚胎的內(nèi)部囊胚細(xì)胞團(tuán)中;外胚層干細(xì)胞 (EpiSC) 和胚胎生殖細(xì)胞 (EGC),存在于植入后胚胎中;以及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC),源自出生后/成年體細(xì)胞在體外的直接重編程。
成體干細(xì)胞 - ASC
ASC 是罕見的未分化細(xì)胞,分布在發(fā)育有機(jī)體器官中的分化或特化細(xì)胞中。與PSC相比,ASC具有更有限的自我更新和分化潛力,通過產(chǎn)生前體細(xì)胞或祖細(xì)胞并最終分化細(xì)胞來補(bǔ)充丟失的細(xì)胞或促進(jìn)細(xì)胞的愈合或生長(zhǎng)。ASC 包括造血干細(xì)胞 (HSC)、皮膚干細(xì)胞 (SSC)、神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC) 和間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)。HSC 主要存在于骨髓中(BM) 并產(chǎn)生所有成熟的血細(xì)胞:紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板。SSC,如表皮干細(xì)胞和毛囊干細(xì)胞,維持皮膚完整性。NSC 是自我更新的干細(xì)胞,存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng),可產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。MSC 具有中胚層、非造血來源,存在于多種組織中,包括骨髓、脂肪組織、外周血和胎盤。它們可以分化為骨、軟骨和脂肪細(xì)胞,以及外胚層或內(nèi)胚層親本細(xì)胞。與ESC 不同,其主要通過分子和功能分析在胚胎中的起源來定義,ASC 具有不同的定義標(biāo)準(zhǔn),包括細(xì)胞形態(tài)和表面標(biāo)記是大多數(shù)實(shí)驗(yàn)評(píng)估的首選。然而,ACS 的形態(tài)和表面標(biāo)記通常與成熟細(xì)胞的形態(tài)和表面標(biāo)記無法區(qū)分;因此,ASC 不能輕易地從組織中分離出來,而是在組織提取物中以不同程度的純度富集。ASC 的使用主要是通過 HSC 或 MSC 觀察到的,涵蓋了多個(gè)臨床領(lǐng)域。
腫瘤干細(xì)胞 – CSC
CSC(或腫瘤起始細(xì)胞)存在于實(shí)體瘤和血液腫瘤中,通過多種機(jī)制(例如突變、基因轉(zhuǎn)移、表觀遺傳改變和微環(huán)境因素)起源于正常干細(xì)胞或祖細(xì)胞。CSC 具有自身更新、分化、轉(zhuǎn)移和免疫抑制特性,在腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)和對(duì)化療和放療的抵抗中發(fā)揮重要作用。CSC 的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)通常包括表面蛋白標(biāo)志物(例如 CD133、CD44、腫瘤干細(xì)胞相關(guān)抗原)以及代謝/功能特性:例如,高代謝、慢細(xì)胞分裂;然而,它們可能與正常體細(xì)胞/生殖細(xì)胞或其它干細(xì)胞重疊。一般來說,CSC 的臨床應(yīng)用見于腫瘤環(huán)境中,涉及通過不同的信號(hào)通路干擾劑靶向 CSC,從而預(yù)防腫瘤生長(zhǎng)和復(fù)發(fā)。
細(xì)胞療法的監(jiān)管考慮因素
FDA 根據(jù)”聯(lián)邦法規(guī)”第 21 章 [21 CFR Part 1271.3(d)] 將人體細(xì)胞、組織以及細(xì)胞和組織產(chǎn)品 (HCT/P) 定義為“含有人體細(xì)胞或由人體細(xì)胞組成的物品”或用于植入、移植、輸注或轉(zhuǎn)移到人類接受者體內(nèi)的組織。”屬于這一定義的有幾個(gè)例子,包括源自外周血或臍帶血 (CB) 的 HSC/祖細(xì)胞、經(jīng)過處理的自體軟骨細(xì)胞和合成基質(zhì)上的上皮細(xì)胞。如果治療不符合 21 CFR 1271.3(d) 中 HCT/P 的定義,例如血液成分/衍生物;包括富血小板血漿 (PRP) 和最低限度操作的骨髓抽吸物 (BMA),21 CFR part 1271 中的規(guī)定不適用。
對(duì)于符合21 CFR 1271.3(d)中HCT/P定義的治療,21 CFR 1271.15(b)進(jìn)一步指導(dǎo)如何監(jiān)管HCT/P。21 CFR 1271.15(b)中的“同一外科手術(shù)(SSP)例外”規(guī)定,如果企業(yè)在同一外科手術(shù)中以原始形式自主收集和給藥HCT/P,則不需要遵守21 CFR 1271中的要求。否則,算法進(jìn)展到21 CFR 1271.10(a)的要求。本標(biāo)題下的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定HCT/P被最低限度地操縱;擬作同類用途的;未與其它活性藥物合用的;無系統(tǒng)性影響的;如果有全身性作用,可以自行給藥或給一/二血緣親屬,如果滿足這些標(biāo)準(zhǔn),F(xiàn)DA允許在控制疾病傳播的監(jiān)管指南框架內(nèi)使用細(xì)胞療法,而無需上市前批準(zhǔn)/生物制劑許可申請(qǐng),僅根據(jù)公共衛(wèi)生服務(wù)(PHS)法案第361節(jié)和21 CFR 1271法規(guī)。否則,如果細(xì)胞療法不符合21 CFR 1271.10(a)下的標(biāo)準(zhǔn),則根據(jù)聯(lián)邦食品,藥物和化妝品(FD&C)法案和/或PHS法案第351節(jié)和適用法規(guī)將其作為生物制品進(jìn)行監(jiān)管。在這種情況下,細(xì)胞療法需要上市前批準(zhǔn),企業(yè)需要注冊(cè)療法并申請(qǐng)合法銷售的生物制品許可證,或者如果療法是研究性的,則需要有效的研究性新藥(IND)申請(qǐng)。
了解上述法規(guī)的重要性變得更加明顯,最近FDA已經(jīng)開始積極執(zhí)行,以保護(hù)患者免受未經(jīng)批準(zhǔn)的產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn),否則按照PHS法案第361節(jié)和21 CFR 1271法規(guī)作為HCT/P分發(fā)。2018年5月,F(xiàn)DA對(duì)一家干細(xì)胞診所向患者提供不合規(guī)的自體基質(zhì)血管餾分 (SVF) 發(fā)起了一項(xiàng)行動(dòng)。2019年6月3日,佛羅里達(dá)州法院做出了有利于FDA的裁決,因?yàn)楦鶕?jù)FDA的論點(diǎn),從患者身上移除后,分離的SVF不再代表脂肪組織(即不是其原始形式或脂肪組織),并且因?yàn)镾VF的治療用途不同于脂肪組織的自然功能 (即不打算用于同源用途)。盡管干細(xì)胞診所認(rèn)為CFR 1271.15(b)和21 CFR 1271.10(a)適用于他們的SVF產(chǎn)品,但法院卻不這么認(rèn)為,認(rèn)為該案件違反了聯(lián)邦法律,該產(chǎn)品屬于FD&C法案下的“藥物”,需要預(yù)先批準(zhǔn)。2019年6月25日,法院命令干細(xì)胞診所停止提供SVF服務(wù),直到進(jìn)一步符合FDA的要求。除了這家SVF診所外,F(xiàn)DA還向其它使用干細(xì)胞和臍帶衍生產(chǎn)品的診所發(fā)出了多次警告。與直覺相反的是,加州一名聯(lián)邦法官拒絕了與前一起訴訟同時(shí)提出的針對(duì)干細(xì)胞治療中心的政府動(dòng)議。在試驗(yàn)中,F(xiàn)DA認(rèn)為該中心使用了非法的SVF療法,這種療法在植入前被處理來治療退行性疾病。根據(jù)FDA的操作發(fā)生在脂肪組織的去除步驟中,從而產(chǎn)生SVF產(chǎn)品,而SSP例外不適用。被告反駁說,盡管移除脂肪組織,他們的SVF沒有改變,因此符合21 CFRPart 1271.22的所有要求。在聽證會(huì)上,法官認(rèn)為SSP例外是明確的,并解讀為它不需要重新植入所有被移除的組織,就像冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)一樣,外科醫(yī)生不植入被移除的血液和多余的動(dòng)脈。基于這一邏輯,法官認(rèn)為SSP例外適用于SVF產(chǎn)品,其天然宿主組織作為收集過程的一部分被移除,而SVF含量沒有進(jìn)一步改變。法院認(rèn)為,F(xiàn)DA對(duì)SSP例外的解釋是“不合理的,造成了執(zhí)法上的不一致”,并認(rèn)為“該機(jī)構(gòu)的解讀必須在合理解釋的范圍內(nèi)?!边@些事件表明,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)對(duì)細(xì)胞治療產(chǎn)品使用的規(guī)定令人困惑,可能存在誤解或爭(zhēng)議。
另一方面,其它多細(xì)胞產(chǎn)品,如骨髓抽吸濃縮液(BMAC),尚未收到FDA警告,并根據(jù)PHS法案第361節(jié)和21 CFR Part 1271的法規(guī)繼續(xù)作為HCT/P使用。
原文:R.Dream, Cell and Gene Therapy Domain and Regulation. American Pharmaceutical Reviews, 2023.