本文转载自临研圈

在过去的几年中，机器学习（Machine Learning, ML）和人工智能（Artificial Intelligence, AI）可以说是最为火爆的概念。不仅如此，事实上它已经慢慢融入了我们的日常生活中，例如人脸识别，语音识别和笔迹识别等等。在医学领域中的应用也不鲜见，一方面越来越多的使用深度学习做影像辅助诊断的论文登上了医学顶刊（影像诊断方向的AI论文最近经常出现在我的文献泛读清单上），另一方面美国食品药品监督管理局(FDA)已经批准了不少AI产品进入市场（我刚刚顺便检索了一下，发现今年4月11号批准了一项基于AI的辅助诊断糖尿病眼病的产品，今年5月24号又批准一项诊AI断腕关节骨折的产品）。2018年12月21日，18位学者（包括计算机学家，统计学家，流行病学家，卫生政策研究学家和健康经济学家等等）在arXiv（预发表平台，在计算机相关学科很流行，因为学科发展快，而审稿速度慢）上发表题为《Machine learning and AI research for Patient Benefit: 20 CriticalQuestions on Transparency, Replicability, Ethics and Effectiveness》的文章，旨在提出一份指南来规范ML和AI在医学领域的研究并且用于指导临床医生，患者和政策制定者对ML和AL相关研究的应用。笔者在此对这份草案版指南作一下简单总结并提一点自己的看法，算是抛砖引玉。指南总共有20个问题，分在5个大框架下，依次展开如下。

Overall Project-specific Question [总体上的问题]

1. Howis the ML/AI model embedded in feedback loops to facilitate a learning healthsystem ?

从局部层面而言，需要考虑的有如何整合现有的计算机系统，人力和物力资源。从社会的角度来说，需要考虑：一是重要的组织结构变革，包括新部门的成立等；二是对现有的卫生技术评估体系进行升级；三是临床指南制定者的接受程度；四是相关商业公司的成立发展以与现有卫生系统的伙伴关系。听起来这些与一线研究人员无关，不过良好的地基是一切高楼大厦的保证。

Inception-specific Questions [研究起始阶段的问题]

2. What is the healthquestion relating to patient benefit?

实际上大多数发表的预测模型都没有在临床上得到应用，主要原因是我们缺乏一个特定的临床决策过程来使用这个模型，单纯的预测一个未来的结果并不能帮助我们的临床诊疗。举个肿瘤学科的例子，假定我们有了一个新的模型来预测非小细胞肺癌患者接受一种新的靶向药物治疗后的生存和复发，那么下一步是什么，仅仅是告诉患者你有多少多少概率在3年内复发，有多少多少概率活过5年吗？这里不是说提供这样一种信息没有价值，但如果仅仅只有这种信息的话，对模型的临床应用是有限的。我们需要进一步考虑的有模型的使用场景（例如当我们发现了高风险患者，有没有进一步的措施来改善结局），使用模型的优劣势分析和临床实践的可行性。

3. When and how shouldpatients be involved in data collection, analysis, deployment, and use?

在开发模型的过程中，是否充分征求患者的意见？

4. Isthere organisational transparency about the flow of data?

透明的过程可以带来信任。特别是在这个个人隐私容易丢失的年代，透明化所有与个人信息采集有关的试验研究的方案和细节显得尤为重要。

Analysis-specific Questions[数据分析的问题]

5. Isthe data suitable to answer the clinical question, i.e. does it capture therelevant real-world heterogeneity, and is it of sufficient detail and quality?

这里的核心是现有的数据能否回答特定的临床问题。需要考虑的因素有是否考虑真实世界数据的异质性，是否有重要的预后因素缺失，是否考v数据的准确性（包括测量设备和患者依从性）、抽样的代表性、纳入排除患者的标准和缺失数据的影响。

6. Doesthe validation methodology reflect the real-world constraints and operationalprocedures associated with data collection and storage?

考虑到数据的收集和储存可能会随着时间和收集场所的变化而变化，在验证模型时需要考虑到这两点的影响。

7. Onwhat basis are data accessible to other researchers?

开源数据可以提高模型的可重复性。话虽是这么说，但据笔者所知，大多数大型数据库都是需要购买使用权限或者至少需要学术合作关系的，复现模型这一步还是任重而道远的。

8. Whatcomputational and software resources are available, and are they sufficient totackle this problem?

在数据量超过一定限度之后，传统的软件和普通家用计算机就无法进行更复杂的计算了。大部分时候我们使用R软件可以完成，但10 GB以上规模的数据，仅仅用R可能显得力不从心了，但R毕竟也是在发展过程中。此外，笔者还和机器学习专家聊过：基本的人工神经网络的运算需要一块强力的GPU或者向云平台租用。工欲善其事必先利其器，一台性能强劲的机器也是进行复杂运算的必需品。

9. Arethe reported performance metrics relevant for the clinical context in which themodel will be used?

在考虑评估模型表现的标准时，以下二点需要关注：应用时是否有误分类（misclassification）的风险和是否选择了恰当的指标。常用的指标分两类，统计学意义上的有discrimination(区分度)和calibration(校准度)，临床意义上的有net benefit type(净获益)。

10. Isthe reported gain in statistical performance with the ML/AI algorithmclinically justified in the context of any trade-offs?

有两方面因素需要我们进行权衡，一是建立、部署、使用和维护一套基于机器学习的预测模型的花费，二是是否有必要牺牲部分可解释性来提升模型的表现。第一点其实问题不大，只要确实有效，会有不少人愿意多花钱买心安的。当然有些国家会考虑一个医疗资源公平性的问题，这里就不展开了。关于第二点，简单来说，大部分的人工智能算法都可以被理解成一个黑箱，我们输入患者的信息，算法输出一个结果，我们并不清楚里面发生了什么。这一点也许在商业领域问题不大，但是涉及生命的医疗领域就有很大争议了。一派意见认为医生本身就会误诊，机器只要做的比医生强就可以投入应用，可以节省很多人力物力，另一派则认为黑箱最多被作为一种辅助手段，不能拿来作为主导，因为人犯了错，我们可以事后进行复盘，吸取经验教授，机器犯了错，在黑箱的情况下，我们很难做出纠正。

11. Isthe ML/AI algorithm compared to the current best technology, and against otherappropriate baselines?

ML/AL算法当下是被视为一种新的医疗技术，作为新技术本身，是需要和现有技术进行比较的。既然是比较，就需要在一个公平的环境下进行，现在常见的是搞计算机的懂一点流行病和统计知识，搞流行并与卫生统计的呢，懂的计算机知识又不多，于是双方都在自说自话，缺乏有效合作。未来需要在不同专业之间架设更多桥梁，填补不同专业人员之间知识结构矛盾的鸿沟。当然，一个新模型的落地，数据本身的质量同样很重要，对临床过程的理解更加关键。

12. Arethe different parts of the prediction modelling pipeline available to others toallow for methods reproducibility, including: the statistical code for‘pre-processing’, and the modelling workflow (including the methods,parameters, random seeds, etc. utilised)?

预测建模的方法是否可供他人使用？以实现方法的可重复性，包括：用于“预处理”的统计代码，以及建模工作流程(包括使用的方法、参数、随机种子等)。笔者认为做好数据库构建的规范化特别重要，特别是涉及纳入排除标准的问题。举个骨科例子吧，我们预备纳入腰椎管狭窄的患者，那么胸腰段狭窄和腰骶段狭窄是否需要纳入在不同的研究者眼里就有不同的答案，透明化纳入与排标准的定义，可以让后来者的工作更有意义。

13. Arethe results reproducible in settings beyond where the system was developed(i.e. external validity)?

通常我们期望自己的模型在外部验证时，效果可以变差一些，但应当维持在一个基准线之上。这里的核心概念是结果的可重复性，到底什么样的结果可以被认定为不可重复。举例来说，我们新建立的模型的C-Statistics(ROC曲线下面积AUC)为0.98（取值范围从0到1，越接近1说明效果越好），然后我们将模型在外部数据集进行验证，结果为0.95，皆大欢喜，这看上去是个好模型！但是，如果是0.8,0.7乃至0.6呢？可重复性的尚需进一步研究。

Impact Evaluation-specific Questions[影响评估的问题]

14. Whatevidence is there that the model does not create or exacerbate inequities inhealthcare by age, sex, ethnicity or other protected characteristics?

假设当我们的模型做出预测后，我们可以根据预测的结果做进一步的干预。此时根据干预的性质不同，我们对先前模型的要求也不同。若进一步的干预很昂贵或者或引起严重的副反应，我们此时应该尽可能控制假阳性的出现；若进一步的干预仅仅是一种辅助措施，此时应以控制假阴性为主。

15. Whatevidence is there that clinicians and patients find the model and its output(reasonably) interpretable?

临床上接受这种模型会考虑到两个因素，一是有效性，二是可信任度。实际上，在不同的场景下（病情轻或者重），不同的患者个体对于有效性和可信任度的取舍都是有区别的，理想的做法还是医患与研究者进行充分的交流。

16. Whatevidence is there of real world model effectiveness in the proposed clinicalsetting and how are unintended consequences prevented?

理想情况下，一个新工具的上市，需要通过一个随机对照试验的验证，现在上市的AI辅助诊断工具，经过严密验证的很少。此外，还需要考虑到的是现有医疗系统的承受力，例如一项新工具促使大量患者更加频繁的去看医生，现有系统可能会不堪重负。

Implementation-specific Questions[实施过程中的问题]

17. How is the model beingregularly re-assessed, and updated as data quality and clinical practice changes(i.e. post-license monitoring)?

获批后监管并重新评估模型（恰当的时候更新模型），需要考虑有：一是干预的效果可能会随着时间的变化而变化，二是面向的人群组成可能发生了改变，三是干预措施的改良。

18. Isthe ML/AI model cost-effective to build, implement, and maintain?

当考虑纳入医保时，经济学评估是不能省的。

19. Howwill the potential financial benefits be distributed if the ML/AI model iscommercialized?

未来的商业模式与盈利前景也需要考虑，不然变成ofo之类的，也是昙花一现，最终浪费社会资源，全民埋单。

20. Howhave the regulatory requirements for accreditation/approval beenaddressed?

英国预计在2020年会推出新的管理条例。

总结

应当说临床研究本身就是应用型研究，和探索机制的基础研究是有本质区别的，很遗憾的是，实施过程中的跑偏，使得很大一部分的研究产出脱离了临床实践。这份指南虽然在方法论的技术细节上并没有进行过多的探讨，但搭了一个蔚为大观的框架。笔者觉得不仅可以指导AI领域的研究，而且对于传统的临床研究都有很大启发意义。

参考文献

arXiv:1812.10404v1

2019年11月12日，国家药品监督管理局发布了《关于适用<E1：人群暴露程度：评估非危及生命性疾病长期治疗药物的临床安全性>等15个国际人用药品注册技术协调会指导原则的公告》（2019年第88号，以下简称《公告》）。按照《公告》要求，自公告发布之日起6个月后受理的新药上市申请适用《E3：临床研究报告的结构与内容》及《E3问答（R1）》。

2020年7月3日，经国家药品监督管理审核同意，中心发布《化学药品注册受理审查指南（试行）》、《生物制品注册受理审查指南（试行）》，原食品药品监管总局2017年11月30日公布的《关于发布药品注册受理审查指南（试行）的通告》（2017年第194号）同时废止。其中，为严格落实《公告》要求，对临床研究报告资料要求进行了修订，即：临床研究报告应符合相关指导原则要求，临床研究报告标题页应提供药品注册申请人（签字及盖章），主要或协调研究者（签字）、负责或协调研究单位名称、统计学负责人（签字）和统计单位名称及ICH E3要求的其它信息；临床研究报告附录II中应提供申办方负责医学专员签名。与之前受理审查指南相比，不再要求提交分中心报告。

（本文转载自健康报·医生频道）

围绕中日友好医院建院30周年而举办的“而立论坛”持续3个多月，举办学术活动39场，邀请了国内各学科领域的专家学者、院士及诺贝尔奖获得者演讲，内容涵盖文化、历史、人才等。1月20日，王辰院士在“而立论坛”总结会上强调，文化、学科、管理和人才是该院未来发展的四大核心，尤其是学科建设和科研能力更须突破。

中日友好医院院长、中国工程院院士 王 辰

　　临床研究是医学研究极为重要的组成部分。那么，什么是真正的临床研究？

　　我在查房时问医生：“什么是你的临床直接经验？”他们回答：“就是摸爬滚打，日复一日的临床工作。”单有这个经验就够吗？我们需要思考。我们如此珍视的所谓来自临床的直接经验是宝贵的，是作为医生的基本要素，但必须要知道，它还是粗浅和模糊的，是还没有经过科学方法验证的经验。

　　我们有没有别的直接经验？我问到临床医生的时候他们无言了，说这个好像就是我们的直接经验。实际上，有一个更高层次的直接经验，就是来自研究，尤其是来自针对临床问题提出的临床研究。这个临床研究是在科学上发现提出问题，而且是过去医疗实践中的不足，然后提出和凝练问题，用创新思维和方法解决问题，从而改善今后的诊疗事件，这就是临床研究。

　　这样高层次的临床直接经验可以改善医学界临床实践，因此，这是我们应无比珍视的。只有从事研究工作的医生，才能站到医学的巅峰上，才能引领医学的发展，成为医学的促动者。

　　行医中每个病例都是研究过程，村医也不例外

　　现在有种说法，就是说医生不能搞科研和教学，搞科研和教学会影响临床工作，都去搞科研了病人谁看呢？这是很糊涂的话。对科室来讲，你要不做科研和教学的话，医疗也不会有先进的水平。研究工作追求的目标是能够改善临床实践，临床实践的明天比今天要好。只有通过研究工作才能达到这样的目标。想想看，行医中是不是每个病例都是研究的过程呢？

　　所以，临床和研究根本是高度统一、天然一体的，每个病例身上都蕴含着科学奥秘，隐藏着医学上的重大突破。也就是说，没有研究就无法造就好医生。即使是村医，他也需要研究，这样他的经验积累层次才更高一些。因此，不仅仅是说大医院的医生，就是普通的村医都应该做研究。

　　如果你真正想把研究做好，一定要把这个搞清楚，以科学载体的形式发表出来，才能改变医学界的整体观念、思想和作为。这就是要写成论文。论文是知识分子应该掌握的必然能力，以论文表述揭示规律是研究的一个重要环节。论文是进行科学研究的一个重要组成部分。

　　中国仅有3%的临床研究，可还有人喊不该做研究

　　中国人口多、病例多，主要集中在大医院，相对来说，一些组织研究成本比较低。美国的一年住院人数是3600多万，多少年都是这样。中国由于医保的普及，一年的住院人数是1.89亿。而美国的平均住院日是4.5天，中国的平均住院是10天多。我国住院时间是美国的2倍多，住院人数又多了这么多，加在一起中国比美国多了十几倍可供临床研究院内观察的资源，这个资源我们利用了吗？

　　我们并没有利用好，但是还有医生在喊着医生不该做研究——“我们临床够忙的了，做研究会耽误临床的。”这就是我们现在面临的局面。中国只有不到3%的临床研究。

　　临床专家们有多少能够谈出转化医学的准确含义？各家医院在建转化医学中心，盖了那么多房子，转化医学是一种思维模式、一种行为模式。大的医学模式转型是从生物医学模式向生物—心理—社会模式转型，而研究上的转型是一种研究模式的转型，是多学科、立体的，相互交融、共通的，各自在各自频道上唱着各自的歌而组成雄浑的交响乐，直至提供全套的解决方案，集基础研究、临床研究、药学研究、器械开发、卫生政策、社会行为为一体，这叫转化医学研究。

　　临床研究本身不发达已经成为国家实行转化医学模式的制约因素，而且在知识产权上观念非常淡薄，甚至有时候是无知，这就是我们现在面临的一个问题。我们甚至将研究和临床隔离开、对立起来，未将临床研究视为医生研究工作的主业，未认识到临床研究对诊疗工作的重要性。我们的观念是落后的，能力是欠缺的。

　　中国临床研究须进入加速期，指南中应有中国数据

　　最基本的病例记好了没有？病例的真实性一点都不能含糊，这是临床的基本点，但目前在医学界还不善于提出临床研究问题，反而经验主义盛行。我们应当追求临床研究和诊疗实践。目前国际指南中鲜有中国的证据，我们基本是用研究高加索人制订的指南指导我们的实践。人和人之间尚且不一样，更何况人种之间呢？

　　要做一名好的临床医生一定要懂得掌握临床研究。针对临床实际问题，探求创新路径，揭示疾病规律，新技术新方法由此产生，成为规范指南的依据，直接提升诊疗水平，改善临床实践。

　　目前中国的临床研究还处于很低的水平，现在必须进入加速期，要迅速转折、提高。中国在世界医学临床领域要有一席之地，指南里面不能没有13亿人的数据，不能全用外国的指南数据指导我们的临床。一旦中国的临床研究体系和能力体系建立起来，会从根本上提升中国的医疗乃至整体卫生水平。这就是我们现在当务之急应该做的。

       一.前言

　　二.干细胞制剂的质量控制
　　（一）干细胞的采集、分离及干细胞（系）的建立
　　（二）干细胞制剂的制备
　　（三）干细胞制剂的检验
　　（四）干细胞制剂的质量研究

　　三.干细胞制剂的临床前研究
　　（一）安全性评价
　　（二）有效性评价

　　名词解释

　　参考文献

　　一.前言
　　干细胞是一类具有不同分化潜能，并在非分化状态下自我更新的细胞。干细胞治疗是指应用人自体或异体来源的干细胞经体外操作后输入（或植入）人体，用于疾病治疗的过程。这种体外操作包括干细胞的分离、纯化、扩增、修饰、干细胞（系）的建立、诱导分化、冻存和冻存后的复苏等过程。用于细胞治疗的干细胞主要包括成体干细胞、胚胎干细胞及诱导的多能性干细胞（iPSC）。成体干细胞包括自体或异体、胎儿或成人不同分化组织，以及发育相伴随的组织（如脐带、羊膜、胎盘等）来源的造血干细胞、间充质干细胞、各种类型的祖细胞或前体细胞等。

　　目前国内外已开展了多项干细胞（指非造血干细胞）临床应用研究，涉及多种干细胞类型及多种疾病类型。主要疾病类型包括骨关节疾病、肝硬化、移植物宿主排斥反应（GVHD）、脊髓损伤及退行性神经系统疾病和糖尿病等。其中许多干细胞类型，是从骨髓、脂肪组织、脐带血、脐带或胎盘组织来源的间充质干细胞，它们具有一定的多向分化潜能及抗炎和免疫调控能力等。

　　用于干细胞治疗的细胞制备技术和治疗方案，具有多样性、复杂性和特殊性。但作为一种新型的生物治疗产品，所有干细胞制剂都可遵循一个共同的研发过程，即从干细胞制剂的制备、体外试验、体内动物试验，到植入人体的临床研究及临床治疗的过程。整个过程的每一阶段，都须对所使用的干细胞制剂在细胞质量、安全性和生物学效应方面进行相关的研究和质量控制。

　　本指导原则提出了适用于各类可能应用到临床的干细胞（除已有规定的造血干细胞移植外）在制备和临床前研究阶段的基本原则。每个具体干细胞制剂的制备和使用过程，必须有严格的标准操作程序并按其执行，以确保干细胞制剂的质量可控性以及治疗的安全性和有效性。每一研究项目所涉及的具体干细胞制剂，应根据本指导原则对不同阶段的基本要求，结合各自干细胞制剂及适应证的特殊性，准备并实施相关的干细胞临床前研究。

　　二.干细胞制剂的质量控制
　　（一）干细胞的采集、分离及干细胞（系）的建立
　　1.对干细胞供者的要求
　　每一干细胞制剂都须具有包括供者信息在内的、明确的细胞制备及生物学性状信息。作为细胞制备信息中的重要内容之一，需提供干细胞的获取方式和途径以及相关的临床资料，包括供者的一般信息、既往病史、家族史等。既往史和家族史要对遗传病(单基因和多基因疾病,包括心血管疾病和肿瘤等）相关信息进行详细采集。对用于异体干细胞临床研究的供者，必须经过检验筛选证明无人源特定病毒（包括HIV、HBV、HCV、HTLV、EBV、CMV等）的感染，无梅毒螺旋体感染。必要时需要收集供者的ABO血型、HLA-I类和II类分型资料，以备追溯性查询。如使用体外授精术产生的多余胚胎作为建立人类胚胎干细胞系的主要来源，须能追溯配子的供体，并接受筛选和检测。不得使用既往史中患有严重的传染性疾病和家族史中有明确遗传性疾病的供者作为异体干细胞来源。
　　自体来源的干细胞供者，根据干细胞制剂的特性、来源的组织或器官，以及临床适应证，可对供体的质量要求和筛查标准及项目进行调整。

　　2.干细胞采集、分离及干细胞（系）建立阶段质量控制的基本要求
　　应制定干细胞采集、分离和干细胞（系）建立的标准操作及管理程序，并在符合《药品生产质量管理规范》（GMP）要求基础上严格执行。标准操作程序应包括操作人员培训；材料、仪器、设备的使用和管理；干细胞的采集、分离、纯化、扩增和细胞（系）的建立；细胞保存、运输及相关保障措施，以及清洁环境的标准及常规维护和检测等。
　　为尽量减少不同批次细胞在研究过程中的变异性，研究者在干细胞制剂的制备阶段应对来源丰富的同一批特定代次的细胞建立多级的细胞库，如主细胞库（Master Cell Bank)和工作细胞库（Working Cell Bank）。细胞库中细胞基本的质量要求，是需有明确的细胞鉴别特征，无外源微生物污染。
　　在干细胞的采集、分离及干细胞（系）建立阶段，应当对自体来源的、未经体外复杂操作的干细胞，进行细胞鉴别、成活率及生长活性、外源致病微生物，以及基本的干细胞特性检测。而对异体来源的干细胞，或经过复杂的体外培养和操作后的自体来源的干细胞，以及直接用于临床前及临床研究的细胞库（如工作库）中的细胞，除进行上述检测外，还应当进行全面的内外源致病微生物、详细的干细胞特性检测，以及细胞纯度分析。干细胞特性包括特定细胞表面标志物群、表达产物和分化潜能等。

　　（二）干细胞制剂的制备
　　1.培养基
　　干细胞制剂制备所用的培养基成分应有足够的纯度并符合无菌、无致病微生物及内毒素的质量标准,残留的培养基对受者应无不良影响；在满足干细胞正常生长的情况下，不影响干细胞的生物学活性，即干细胞的“干性”及分化能力。在干细胞制剂制备过程中，应尽量避免使用抗生素。
　　若使用商业来源培养基，应当选择有资质的生产商并由其提供培养基的组成成分及相关质量合格证明。必要时，应对每批培养基进行质量检验。
　　除特殊情况外，应尽可能避免在干细胞培养过程中使用人源或动物源性血清，不得使用同种异体人血清或血浆。如必须使用动物血清，应确保其无特定动物源性病毒污染。严禁使用海绵体状脑病流行区来源的牛血清。
　　若培养基中含有人的血液成份，如白蛋白、转铁蛋白和各种细胞因子等，应明确其来源、批号、质量检定合格报告，并尽量采用国家已批准的可临床应用的产品。

　　2.滋养层细胞
　　用于体外培养和建立胚胎干细胞及iPS细胞的人源或动物源的滋养层细胞，需根据外源性细胞在人体中使用所存在的相关风险因素，对细胞来源的供体、细胞建立过程引入外源致病微生物的风险等进行相关的检验和质量控制。建议建立滋养层细胞的细胞库，并按细胞库检验要求进行全面检验，特别是对人源或动物源特异病毒的检验。

　　3.干细胞制剂的制备工艺
　　应制定干细胞制剂制备工艺的标准操作流程及每一过程的标准操作程序（SOP）并定期审核和修订；干细胞制剂的制备工艺包括干细胞的采集、分离、纯化、扩增和传代，干细胞（系）的建立、向功能性细胞定向分化，培养基、辅料和包材的选择标准及使用，细胞冻存、复苏、分装和标记，以及残余物去除等。从整个制剂的制备过程到输入（或植入）到受试者体内全过程，需要追踪观察并详细记录。对不合格并需要丢弃的干细胞制剂，需对丢弃过程进行规范管理和记录。对于剩余的干细胞制剂必须进行合法和符合伦理要求的处理，包括制定相关的SOP并严格执行。干细胞制剂的相关资料需建档并长期保存。
　　应对制剂制备的全过程，包括细胞收获、传代、操作、分装等，进行全面的工艺研究和验证，制定合适的工艺参数和质量标准，确保对每一过程的有效控制。

　　（三）干细胞制剂的检验
　　1.干细胞制剂质量检验的基本要求
　　为确保干细胞治疗的安全性和有效性，每批干细胞制剂均须符合现有干细胞知识和技术条件下全面的质量要求。制剂的检验内容，须在本指导原则的基础上，参考国内外有关细胞基质和干细胞制剂的质量控制指导原则，进行全面的细胞质量、安全性和有效性的检验。同时，根据细胞来源及特点、体外处理程度和临床适应证等不同情况，对所需的检验内容做必要调整。另外，随着对干细胞知识和技术认识的不断增加，细胞检验内容也应随之不断更新。
　　针对不同类型的干细胞制剂，根据对输入或植入人体前诱导分化的需求，须对未分化细胞和终末分化细胞分别进行必要的检验。对胚胎干细胞和iPS细胞制剂制备过程中所使用的滋养细胞，根据其细胞来源，也需进行针对相关风险因素的质量控制和检验。
　　为确保制剂的质量及其可控性,干细胞制剂的检验可分为质量检验和放行检验。质量检验是为保证干细胞经特定体外处理后的安全性、有效性和质量可控性而进行的较全面质量检验。放行检验是在完成质量检验的基础上，对每一类型的每一批次干细胞制剂，在临床应用前所应进行的相对快速和简化的细胞检验。
　　为确保制剂工艺和质量的稳定性，须对多批次干细胞制剂进行质量检验；在制备工艺、场地或规模等发生变化时，需重新对多批次干细胞制剂进行质量检验。制剂的批次是指由同一供体、同一组织来源、同一时间、使用同一工艺采集和分离或建立的干细胞。对胚胎干细胞或iPS细胞制剂，应当视一次诱导分化所获得的可供移植的细胞为同一批次制剂。对需要由多个供体混合使用的干细胞制剂，混合前应视每一独立供体或组织来源在相同时间采集的细胞为同一批次细胞。
　　对于由不同供体或组织来源的、需要混合使用的干细胞制剂，需对所有独立来源的细胞质量进行检验，以尽可能避免混合细胞制剂可能具有的危险因素。

　　2.细胞检验
　　2.1 质量检验
　　（1）细胞鉴别
　　应当通过细胞形态、遗传学、代谢酶亚型谱分析、表面标志物及特定基因表达产物等检测，对不同供体及不同类型的干细胞进行综合的细胞鉴别。

　　（2）存活率及生长活性
　　采用不同的细胞生物学活性检测方法，如活细胞计数、细胞倍增时间、细胞周期、克隆形成率、端粒酶活性等，判断细胞活性及生长状况。

　　（3）纯度和均一性
　　通过检测细胞表面标志物、遗传多态性及特定生物学活性等，对制剂进行细胞纯度或均一性的检测。对胚胎干细胞及iPS细胞植入人体前的终末诱导分化产物，必须进行细胞纯度和/或分化均一性的检测。
　　对于需要混合使用的干细胞制剂，需对各独立细胞来源之间细胞表面标志物、细胞活性、纯度和生物学活性均一性进行检验和控制。

　　（4）无菌试验和支原体检测
　　应依据现行版《中华人民共和国药典》中的生物制品无菌试验和支原体检测规程，对细菌、真菌及支原体污染进行检测。

　　（5）细胞内外源致病因子的检测
　　应结合体内和体外方法，根据每一细胞制剂的特性进行人源及动物源性特定致病因子的检测。如使用过牛血清，须进行牛源特定病毒的检测；如使用胰酶等猪源材料，应至少检测猪源细小病毒；如胚胎干细胞和iPS细胞在制备过程中使用动物源性滋养细胞，需进行细胞来源相关特定动物源性病毒的全面检测。另外还应检测逆转录病毒。

　　（6）内毒素检测
　　应依据现行版《中华人民共和国药典》中的内毒素检测规程，对内毒素进行检测。

　　（7）异常免疫学反应
　　检测异体来源干细胞制剂对人总淋巴细胞增殖和对不同淋巴细胞亚群增殖能力的影响，或对相关细胞因子分泌的影响，以检测干细胞制剂可能引起的异常免疫反应。

　　（8）致瘤性
　　对于异体来源的干细胞制剂或经体外复杂操作的自体干细胞制剂，须通过免疫缺陷动物体内致瘤试验，检验细胞的致瘤性。

　　（9）生物学效力试验
　　可通过检测干细胞分化潜能、诱导分化细胞的结构和生理功能、对免疫细胞的调节能力、分泌特定细胞因子、表达特定基因和蛋白等功能，判断干细胞制剂与治疗相关的生物学有效性。
　　对间充质干细胞，无论何种来源，应进行体外多种类型细胞（如成脂肪细胞、成软骨细胞、成骨细胞等）分化能力的检测，以判断其细胞分化的多能性（Multipotency）。对未分化的胚胎干细胞和iPS细胞，须通过体外拟胚胎体形成能力，或在SCID鼠体内形成畸胎瘤的能力，检测其细胞分化的多能性（Pluripotency）。除此以外，作为特定生物学效应试验，应进行与其治疗适应证相关的生物学效应检验。

　　（10）培养基及其他添加成分残余量的检测
　　应对制剂制备过程中残余的、影响干细胞制剂质量和安全性的成分，如牛血清蛋白、抗生素、细胞因子等进行检测。

　　2.2 放行检验
　　项目申请者应根据上述质量检验各项目中所明确的检验内容及标准，针对每一类型干细胞制剂的特性，制定放行检验项目及标准。放行检验项目应能在相对短的时间内，反映细胞制剂的质量及安全信息。

　　3.干细胞制剂的质量复核
　　由专业细胞检验机构/实验室进行干细胞制剂的质量复核检验，并出具检验报告。

　　（四）干细胞制剂的质量研究
　　在满足上述干细胞制剂质量检验要求的基础上，建议在临床前和临床研究各阶段，利用不同的体外实验方法对干细胞制剂进行全面的安全性、有效性及稳定性研究。

　　1.干细胞制剂的质量及特性研究
　　1.1 生长活性和状态
　　生长因子依赖性的检测：在培养生长因子依赖性的干细胞时，需对细胞生长行为进行连续检测，以判断不同代次的细胞对生长因子的依赖性。若细胞在传代过程中，特别是在接近高代次时，失去对生长因子的依赖，则不能再继续将其视为合格的干细胞而继续培养和使用。

　　1.2 致瘤性和促瘤性
　　由于大多数间充质干细胞制剂具有相对的弱致瘤性，建议在动物致瘤性试验中，针对不同类型的干细胞，选择必要数量的细胞和必要长的观察期。
　　在动物致瘤性试验不能有效判断致瘤性时，建议检测与致瘤性相关的生物学性状的改变，如细胞对生长因子依赖性的改变、基因组稳定性的改变、与致瘤性密切相关的蛋白（如癌变信号通路中的关键调控蛋白）表达水平或活性的改变、对凋亡诱导敏感性的改变等，以此来间接判断干细胞恶性转化的可能性。
　　目前，普遍认为间充质干细胞“不致瘤”或具有“弱致瘤性”，但不排除其对已存在肿瘤的“促瘤性”作用。因此，建议根据各自间充质干细胞制剂的组织来源和临床适应证的不同，设计相应的试验方法，以判断其制剂的“促瘤性”。

　　1.3 生物学效应
　　随着研究的进展，建议针对临床治疗的适应证，不断研究更新生物学效应检测方法。如研究介导临床治疗效应的关键基因或蛋白的表达，并以此为基础提出与预期的生物学效应相关的替代性生物标志物（Surrogate Biomarker）。

　　2.干细胞制剂稳定性研究及有效期的确定
　　应进行干细胞制剂在储存（液氮冻存和细胞植入前的临时存放）和运输过程中的稳定性研究。检测项目应包括细胞活性、密度、纯度、无菌性等。
　　根据干细胞制剂稳定性试验结果，确定其制剂的保存液成份与配方、保存及运输条件、有效期，同时确定与有效期相适应的运输容器和工具，以及合格的细胞冻存设施和条件。

　　3.快速检验方法的研发
　　应根据新的干细胞基础及实验技术研究成果，针对各自干细胞制剂的特性、特定的临床适应证，研发新的快速检验方法，用于干细胞制备过程各阶段的质量控制和制剂的放行检验。

　　三.干细胞制剂的临床前研究
　　应进行干细胞制剂的临床前研究，为治疗方案的安全性和有效性提供支持和依据。
　　在临床前研究方案中，应设计和提出与适应证相关的疾病动物模型，用于预测干细胞在人体内可能的治疗效果、作用机制、不良反应、适宜的输入或植入途径和剂量等临床研究所需的信息。
　　应在合适的动物模型基础上，研究和建立干细胞有效标记技术和动物体内干细胞示踪技术，以便于研究上述内容，特别是干细胞的体内存活、分布、归巢、分化和组织整合等功能的研究。在综合动物模型研究基础上，应对干细胞制剂的安全性和生物学效应进行合理评价。
　　鉴于干细胞治疗的特殊性，其临床前的安全有效性评价具有较大难度和局限性，以下只提出一些基本的原则，具体的研究方案可根据这些原则制定。如进行的相关研究工作与下述原则不符，应提供相应的依据和支持性资料。

　　（一）安全性评价
　　1.毒性试验
　　可通过合适的动物试验模型观察干细胞制剂各种可能的毒性反应，如细胞植入时和植入后的局部和整体的毒性反应。
　　如难以采用相关动物评价人干细胞的毒性，可考虑尽可能模拟临床应用方式，采用动物来源相应的干细胞制剂，以高于临床应用剂量回输动物体内，观察其毒性反应。

　　2.异常免疫反应
　　对干细胞制剂特别是异体来源、经体外传代培养和特殊处理的自体或异体来源的制剂，应当通过体外及动物试验评价其异常免疫反应，包括对不同免疫细胞亚型及相关细胞因子的影响。对胚胎干细胞及iPS细胞，在体外诱导分化后重新表达供体的HLA抗原分子，植入体内后可能形成的免疫排斥反应，需进行有效评价。

　　3.致瘤性
　　对高代次的或经过体外复杂处理和修饰的自体来源以及各种异体来源的干细胞制剂，应当进行临床前研究阶段动物致瘤性评估。建议选择合适的动物模型，使用合适数量的干细胞、合理的植入途径和足够长的观察期，以有效评价制剂的致瘤性。

　　4.非预期分化
　　非预期分化包括非靶细胞分化或非靶部位分化。建议利用特定的检测技术，在体内动物试验中研究、评估和监控干细胞非预期分化的可能性。

　　（二）有效性评价
　　1.细胞模型（见前述-干细胞制剂的质量研究）

　　2.动物模型
　　用于观察植入的干细胞或其分化产物改变模型中疾病的病理进程；研究干细胞的归巢能力和免疫调节功能；通过分析干细胞植入后，特定细胞因子和/或特定基因表达情况，提出替代性生物学效应标志物。
　　若所申请的研究方案，因目前国际上干细胞生物学知识和技术方面的局限性，无法提出有效的体内动物模型研究内容，则应在临床前研究报告中进行全面细致的说明。

　　名词解释：
　　干细胞制剂（Stem cell-based medicinal products）：是指用于治疗疾病或改善健康状况的、以不同类型干细胞为主要成分、符合相应质量及安全标准，且具有明确生物学效应的细胞制剂。

　　胚胎干细胞（Embryonic stem cell）：源自第5-7天的胚胎中内细胞团的初始（未分化）细胞，可在体外非分化状态下“无限制地”自我更新，并且具有向三个胚层所有细胞分化的潜力，但不具有形成胚外组织（如胎盘）的能力。

　　成体干细胞（Somatic stem cell）：位于各种分化组织中未分化的干细胞，这类干细胞具有有限的自我更新和分化潜力。

　　间充质干细胞（Mesenchymal stromal/stem cell， MSC）：一类存在于多种组织(如骨髓、脐带血和脐带组织、胎盘组织、脂肪组织等），具有多向分化潜力，非造血干细胞的成体干细胞。这类干细胞具有向多种间充质系列细胞（如成骨、成软骨及成脂肪细胞等）或非间充质系列细胞分化的潜能，并具有独特的细胞因子分泌功能。

　　祖细胞（Progenitors）：一类只能向特定细胞系列分化，并且只具备有限的分裂增殖能力的成体细胞。

　　前体细胞（Precursors）：一类只能向特定终末分化细胞分化的，较祖细胞更有限的增殖能力的成体细胞。

　　造血干细胞（Hematopoietic stem cell）：具有高度自我更新能力和多向分化潜能的造血前体细胞，可分化成红细胞、白细胞、血小板和淋巴细胞。

　　诱导的多能性干细胞（Induced pluripotent stem cell, iPS）：一类通过基因转染等细胞重编程技术人工诱导获得的，具有类似于胚胎干细胞多能性分化潜力的干细胞。

　　胚胎干细胞系（Embryonic stem cell line）：在体外培养的条件下，可保持未分化状态连续增殖的胚胎干细胞。

　　全能性（Totipotent）：是早期数天胚胎中，具有分化成机体所有类型细胞和形成完全胚胎能力的干细胞。

　　亚全能性（Pluripotent）：是具有形成机体各种类型细胞，即所有三胚层来源细胞的能力，但不具有形成胚外胎组织细胞的能力。

　　多能性（Multipotent）：是指具有形成机体内超过一种类型细胞的能力，但往往是针对特定细胞系列的。

　　滋养层细胞（Feeder layer）：是指通过细胞-细胞相互作用，或分泌蛋白或其他物质，位于胚胎干细胞和iPS细胞的培养底层，以支持这些干细胞生长的动物源性或人源性细胞。

　　畸胎瘤（Teratoma）：一种含有三个胚层组织细胞和分化的组织的良性肿瘤。

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干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则（试行）4.docx