华通氏胶间充质基质细胞(WJ-MSC)治疗中度至重度COVID-19相关ARDS的I/II期双盲随机安慰剂对照试验:安全性、可行性及免疫调节作用

《Cytotherapy》:Mesenchymal stromal cell-based therapy in the COVID-19 pandemic: results from an academic Phase I/II double-blind, randomised, placebo-controlled clinical trial and reflections for the field

【字体: 时间:2026年04月27日 来源:Cytotherapy 3.2

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  面对COVID-19大流行中ARDS的高死亡率与“细胞因子风暴”难题,研究人员开展了COVIDMES试验,评估静脉输注WJ-MSC的安全性与疗效。结果显示其安全性良好且显著降低铁蛋白,但未转化为临床改善,为未来MSC试验中的患者分层与剂量优化提供了重要依据。

  
2020年,一场由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)引发的全球大流行改变了世界。在这场疫情中,虽然大多数感染者仅表现为轻中度症状,但仍有相当比例的患者会迅速进展为严重的肺损伤和急性呼吸窘迫综合征(ARDS,Acute Respiratory Distress Syndrome)。这类患者往往伴随着内皮损伤以及失调的过度炎症反应(常被称作“细胞因子风暴”),导致了极高的死亡率和长期呼吸系统后遗症。在这样的紧迫形势下,医疗系统亟需能够调节全身炎症、同时促进肺泡和内皮修复的治疗手段。
间充质基质细胞(MSC,Mesenchymal Stromal Cell)因其公认的抗炎症、免疫调节及再生特性,迅速成为应对这一未满足需求的候选疗法。特别是源自华通氏胶(WJ,Wharton’s Jelly)的MSC(即WJ-MSC),因其可从脐带组织非侵入性获取、具有高增殖能力(便于建立现成冷冻保存剂量的细胞库)以及低免疫原性,被认为在疫情大流行背景下具有极高的应用优势。然而,在极端波动、不确定、复杂且模糊(VUCA)的全球公共卫生紧急状态下,开展严格的多中心、双盲、随机安慰剂对照试验(RCT,Randomized Controlled Trial)面临着护理标准快速变动、监管限制及患者招募动态不可预测等前所未有的挑战。
为了明确WJ-MSC在真实临床场景中的价值,由Antoni Torres、Joaquim Vives等人组成的团队依托加泰罗尼亚(西班牙)公共血液和组织库(Banc de Sang i Teixits, BST)的基础设施,开展了名为COVIDMES的学术性I/II期双盲随机安慰剂对照试点临床试验。该研究旨在评估静脉输注WJ-MSC在中度至重度COVID-19相关ARDS住院患者中的安全性、可行性及探索性疗效。研究最终纳入26名患者(25名接受了治疗),实验组(n=13)在第1天和第3天接受两次1 × 106活WJ-MSC/kg的静脉输注,对照组(n=12)接受安慰剂。得出的结论表明:WJ-MSC给药安全性良好且耐受性佳,无治疗相关的严重不良事件;虽然实验组铁蛋白(Ferritin)水平显示出显著的时间演变差异(即更明显的降低),证明了其生化免疫调节作用,但这并未转化为临床疗效的改善——两组在28天全因死亡率(实验组0例 vs 安慰剂组2例,p=0.18)、有创机械通气时长及ICU住院时长等方面均无统计学显著差异。这一发表在《Cytotherapy》上的研究,不仅揭示了在快速演变的标准护理背景下评估高级治疗药物(ATMP,Advanced Therapy Medicinal Product)的挑战,也支持了未来MSC试验需进行生物标志物指导的患者分层和优化给药策略的必要性,同时验证了学术性“从供体到患者”网络在全球卫生紧急事件中的韧性。
主要关键技术方法
本研究是一项多中心、前瞻性、双盲、随机、安慰剂对照的I/II期试点试验。关键方法包括:1. 按照GMP(Good Manufacturing Practice,良好生产规范)合规程序获取、扩增并表征单一供体来源的WJ-MSC,制备成冻存的最终产品(Final Product, FP),安慰剂为含2%人血清白蛋白的Plasmalyte 148缓冲液;2. 纳入经PCR确诊SARS-CoV-2感染、符合柏林定义中度至重度ARDS(PaO2/FiO2介于100-200 mmHg)、入ICU不超过3天的18-75岁患者,按1:1随机分组;3. 主要终点为28天全因死亡率,次要终点包括机械通气时长、ICU住院时长及铁蛋白等纵向炎症生物标志物动力学;4. 使用线性混合效应模型分析重复测量数据,Fisher精确检验和Mann–Whitney U检验分别用于分类和连续变量比较,并采用Kaplan–Meier估计进行时间-事件分析。
患者入组与基线特征
2020年7月15日至2021年6月30日期间,共26名患者入组,25名纳入意向治疗(ITT,Intention-To-Treat)人群(实验组14名,安慰剂组11名,1名在随机化后24小时内因呼吸恶化被排除)。尽管原计划30例,但因符合条件的患者急剧减少而提前停止招募。两组基线特征基本可比,平均年龄约59岁,男性居多,合并症(心血管、内分泌等)分布均衡。实验组基线PaO2/FiO2比为139.2 mmHg,安慰剂组为158.1 mmHg,均符合中重度ARDS标准,且100%患者均需高级氧疗或通气支持。
治疗可行性
试验展现了高水平的物流执行力。从初始用药申请到首次发药的平均间隔,WJ-MSC组为0.57天,安慰剂组为0.73天,所有患者均在预定的48小时窗口内接受首次输注。第二次输注的中位时间为申请后2天(WJ-MSC组)和3天(安慰剂组)。这验证了在公共卫生紧急事件下,利用公共血液和组织库基础设施制造、分发和管理ATMP的操作可行性。
安全性与耐受性
研究期间共报告76起不良事件(AE,Adverse Event),WJ-MSC组57起,安慰剂组19起。WJ-MSC组事件多为轻中度,严重不良事件(SAE,Serious Adverse Event)发生率为28.6%(4名患者共9起),安慰剂组为27.3%(3名患者共3起),发生率相当。虽然WJ-MSC组肺栓塞报告较多(3例 vs 1例),但均未被研究者判定与试验用药品相关;该组有4例房颤报告,也同样无关。WJ-MSC组有4起AE(7.0%)评估为可能相关(如超敏反应、D-二聚体升高等),安慰剂组无治疗相关AE。随访期结束时,两组大部分AE均已恢复(78.9% vs 68.4%),支持WJ-MSC在此人群中具有良好的安全性和耐受性。
疗效结局
主要与次要临床终点
研究观察到2例死亡,均发生在安慰剂组(18.2%),WJ-MSC组无死亡,但该数值差异未达统计学显著性(p=0.1833)。在次要终点方面,两组在抢救药物需求、有创机械通气时长(WJ-MSC组18.3天 vs 安慰剂组10.6天,p=0.08)、28天内无呼吸机天数或ICU住院时长(17.1天 vs 11.9天,p=0.11)上均无显著差异。尽管WJ-MSC组后续需机械通气的比例较高,且通气时长更长,但这可能反映了基线严重程度及样本量有限,而非治疗效应。纵向分析的呼吸及器官功能障碍参数(如PaO2/FiO2比、SOFA评分)也显示两组轨迹相似。
生物标志物动力学
在大多数实验室及炎症生物标志物(如LDH、D-二聚体、降钙素原、白细胞计数等)演变上,未识别到有意义的组间差异。然而,铁蛋白水平表现出显著不同的时间演变:WJ-MSC组较安慰剂组随时间推移下降更明显(p < 0.0001;组-时间交互作用p=0.0057)。WJ-MSC组铁蛋白均值从基线约1797.04 ng/mL降至第28天约247.92 ng/mL,而安慰剂组在前72小时临床波动性更大。这表明WJ-MSC具有系统性的免疫调节效应。
结论与讨论
该I/II期随机对照试验证明,在中度至重度COVID-19相关ARDS患者中,静脉输注两次1 × 106WJ-MSC/kg是安全且操作可行的。依托公共非营利性“供体到患者”组织(BST)的整合基础设施,研究在大流行期间成功实现了GMP级细胞产品的制造与快速床边交付。
尽管WJ-MSC显示出明确的生化免疫调节信号(如铁蛋白的快速显著降低),但这种生物效应并未带来肺功能的改善、器官衰竭的减少或无临床预后的获益。这提示铁蛋白的降低可能反映了MSC介导的免疫调节,但在中重度COVID-19 ARDS中并不能单独作为临床恢复的可靠替代终点。这种“生化成功”与临床“疗效”的脱钩,强调了在没有更精确患者分层的情况下,单纯的生物活性并不足以改变临床轨迹。
研究未能复现早期小型非对照研究中报道的显著生存优势,这可能因为本研究进行时系统性糖皮质激素已广泛使用,其免疫调节作用可能缩小了细胞疗法可发挥额外临床益处的治疗窗口;此外,当中度ARDS(PaO2/FiO2100-200 mmHg)确立时,炎症级联可能已进展到常规两次1 × 106MSC/kg剂量难以逆转的程度。再者,MSC制造的技术异质性(如冻存vs新鲜细胞、常氧vs生理氧扩增、供体差异等)也会影响体内“许可”时间及治疗效果。
该试点试验的主要局限在于样本量小,统计效能不足,且局限于单一都市区的六家中心,排除了PaO2/FiO2< 100 mmHg的最危重患者,使得对照组死亡率较低,可能不代表当时ICU普遍高达60%死亡率的人群;另外,多重探索性分析未校正可能增加I类错误风险。但其优势在于严格的前瞻性方案、经过验证的GMP级WJ-MSC产品、全面的表征与效价检测,以及双盲安慰剂对照设计和28天随访,确保了在紧急情境下仍产出了可信的安全性数据。
总而言之,COVIDMES试验为细胞治疗领域提供了高质量的中性证据,有助于遏制早期疫情波次中产生的“炒作周期”。它凸显了在快速演变的标准护理下调节高炎症综合征的生物与临床复杂性,并指出未来应转向基于生物标志物定义的“高炎症”表型(如蛋白质组学或转录组学特征)进行精细患者分层,并评估优化的给药剂量与方案。同时,试验成功执行本身验证了公共部门学术型血液、细胞和组织(BTC)机构拥有在极端运营压力下制造、分发并管理ATMP的转化韧性与组织弹性。透明地传播此类中性结果,对于防止研究冗余、完善下一代MSC试验设计,以及通过循证细胞治疗框架加强全球大流行病防范至关重要。
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