2025.10.28

臨床級臍帶間質幹細胞外泌體之臨床前與首次人體試驗：用於膝關節炎之關節內治療

Clinical-grade extracellular vesicles derived from umbilical cord mesenchymal stromal cells preclinical development and first-in-human intra-articular validation as therapeutics for knee osteoarthritis

研究目的

本研究旨在膝關節退化性關節炎（Osteoarthritis, OA）提出使用臍帶間質幹細胞來源所分泌的小型胞外囊泡（sEV）作為臨床等級的製劑。在首次人體試驗，結果顯示單次關節內注射臍帶MSC-EVs對膝骨關節炎患者是安全、耐受性良好且可行的，並觀察到初步的疼痛減輕與功能改善訊號：

  1. 開發符合臨床規格（clinical-grade）可製造且可重複生產的 UC-MSC-sEV
  2. 在大鼠或小鼠的骨關節炎模型（如前十字韌帶切斷術誘導）中，進行關節內注射EVs，
  3. 在首次人體試驗中

一、開發符合臨床規格（clinical-grade）可製造且可重複生產的 UC-MSC-sEV

  • 符合細胞囊泡的定義：尺寸（149.4 nm）、濃度（1.22 ×10¹¹）、表面標誌（CD63 > CD81 > CD9）、蛋白與 miRNA等內容。

  • 免疫調節：將EVs與發炎狀態下的人類軟骨細胞或巨噬細胞共培養後，HLA-DR、CD86 表現下降，CD206、CD163 表現上升，表示從促發炎的M1表型往M2b表型極化。伴隨IL-10、TNFα、IL-6等細胞因子變化。

  • 軟骨細胞保護：在氧化壓力試驗中，80.6%細胞死亡的情況下，sEV處理後降至57.2%死亡。

  • 安定性試驗：存放於-80°C經過24月後，粒子數約降至原1/3數量，其它參數影響不大。

二、在大鼠或小鼠的骨關節炎模型（如前十字韌帶切斷術誘導）中，進行關節內注射EVs

  • 動物模型：注射 2×10⁸ particles/knee，於42天後μCT結果顯示骨密度(BMD)接近sham群；OARSI分數明顯低於OA控制群。

  • 生物分佈：DiR標記sEV在關節內24-72h保留，並無轉移至其它器官。

三、在首次人體試驗中

  • 研究對象：招募患有輕至中度膝骨關節炎、對常規治療反應不佳的患者。

  • 設計為 Phase I 安全性試驗：單臂、開放性標籤、單次關節內注射sEV (2×1010)。

  • 在首例（56歲女性膝OA）IA 給藥後，6個月與12個月追蹤未見嚴重不良事件(SAE)；活動能力與疼痛/功能量表改善（如WOMAC、VAS）等報告。

  • 雖然為早期研究但動物數據與人體初步數據皆支持其「抗炎＋保護軟骨」潛力，相關設計尚未達到大規模隨機對照的試驗條件。


    資料出處：Journal of Nanobiotechnology volume 23, Article number: 13 (2025)

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