体外新视界｜安全性基石！解读细胞产品的成瘤性与致瘤性风险评价体系

一、为何细胞治疗产品关注成瘤与致瘤风险

在生物医药的创新性浪潮中，细胞治疗产品，尤其是CAR-T、TCR-T、干细胞及诱导多能干细胞衍生疗法，正以前所未有的潜力改变着难治性疾病的治疗格局。然而，这些“活的药物”在带来希望的同时，也携带着独特的安全挑战。其中，成瘤性与致瘤性风险是监管机构、研发企业和临床医生共同关注的高优先级安全性问题之一，直接关系到产品的临床应用可行性与患者的长期安全。

与传统化学药或大分子生物药不同，细胞治疗产品的风险根植于其生物学本质：

1. 固有的自我更新与增殖能力；

2. 体外操作带来的不确定性；

3. 体内行为的复杂性。

尽管临床中细胞治疗产品直接致瘤的报道罕见，但理论与临床前研究已提示显著风险：如胎儿神经干细胞治疗后出现供体来源的异常增殖组织，以及逆转录病毒载体激活LMO2等原癌基因引发白血病的先例。因此，系统开展成瘤性与致瘤性评价，既是全球监管（FDA、EMA、NMPA）的强制要求，更是对患者安全负责的关键举措。

华测医药将剖析成瘤性与致瘤性的科学内涵，构建一套涵盖体外预警、体内验证、分子机制的多层次评价策略，并结合国内外监管指南及指导原则的最新要求，为研发者提供一条清晰、合规、可操作的评价路径，为细胞治疗产品的临床转化筑牢最关键的安全性基石。

 

二、概念辨析：科学界定成瘤性与致瘤性

在构建评价体系之前，必须明确两个核心概念的定义与区别，这是设计针对性试验方案的前提。

•成瘤性（Tumorigenicity）：成瘤性指接种的细胞自身在动物体内（注射或转移部位）直接形成肿瘤的能力，关键在于肿瘤源自回输的细胞本身。

•致瘤性（Oncogenicity）：系指细胞裂解物中的化学物质、病毒、病毒核酸或基因以及细胞成分接种动物后，导致被接种动物的正常细胞形成肿瘤的能力。即接种物（细胞和/或裂解物）促使正常细胞转变为肿瘤细胞的能力。这不一定要求产品细胞自身增殖成瘤。致瘤性风险主要与基因组整合、基因编辑脱靶效应、旁分泌效应相关。

 

指导原则及监管要求汇总：

名称-年份-发布机构-适用产品	评价要点	检测方法要点
细胞治疗产品研究与评价技术指导原则（试行）-2017-NMPA-人体来源的活细胞产品	区分“致瘤性”与“成瘤性”；综合评估细胞分化状态、生长动力学、基因修饰等因素。	免疫缺陷啮齿类动物模型；采用临床拟用产品；需设置对照、足够数量、最大可行剂量、足够观察周期。
基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则（试行）-2021-CDE-诱导多能干细胞iPS	重点评估插入突变导致的致瘤风险；iPS需在首次临床前完成致瘤性试验。	体内动物接种法；建议掺入未分化iPS细胞作为阳性对照以验证系统灵敏度。
免疫细胞治疗产品药学研究与评价技术指导原则（试行）-2022-CDE-免疫细胞	结合产品来源、目的细胞特性、残留杂质等，通过体内外实验评估恶性转化风险。	体内及体外实验结合评估。
2023-人源干细胞产品药学研究与评价技术指导原则（试行）-2023-NMPA-干细胞产品	高代次、复杂处理或基因修饰的干细胞应关注成瘤/致瘤风险；ESCs/iPSCs来源产品需重点检测。	软琼脂克隆形成试验、端粒酶活性检测可用于体外成瘤性评估。
人源干细胞产品非临床研究技术指导原则-2024-CDE-干细胞产品	风险分级评估，不同风险产品对应不同试验阶段要求；高风险产品需临床前完成体内外成瘤性试验。	动物实验用临床拟用产品；体外方法可选核型分析、软琼脂克隆、端粒酶活性、数字PCR等。
中国药典2025年版 第三部 0234 生物制品生产用动物细胞基质制备及质量控制-2025-中国药典委员会-生产用细胞基质（成瘤性）	新建或高代次细胞需进行成瘤性检查；已明确成瘤性的细胞可免检。	体内法为金标准；低风险细胞可选用软琼脂克隆等体外法。
中国药典2025年版 第三部 0234 生物制品生产用动物细胞基质制备及质量控制-2025-中国药典委员会-生产用细胞基质（致瘤性）	部分成熟细胞系可免检；新型或成瘤性阳性细胞用于疫苗时需检；致瘤性结节需鉴别因子。	动物体内接种法，数量需多于成瘤性检查；细胞应扩增至生产代次以上。
Guidance for Industry: Preclinical Assessment of Investigational Cellular and Gene Therapy Products-2013-CBER-细胞治疗产品CT	根据产品生物学特性评估致瘤或异常增生潜能，如分化状态、基因表达、患者人群等。	动物体内接种法，使用临床产品；需有对照、足够数量、最大可行剂量、产品应到达靶部位。
Guideline on quality, non-clinical and clinical aspects of medicinal products containing genetically modified cells-2020-EMA-iPS	整合病毒载体与iPS相关致癌风险及畸胎瘤成瘤风险需评估。	/
Reflection paper on stem cell-based medicinal products-2011-EMA-干细胞	评估hESCs/iPSCs的成瘤性与遗传稳定性；体外指标包括核型、端粒酶、增殖与衰老。	选择灵敏模型，考虑细胞特性、给药途径等；成瘤性评估可融入慢性毒性研究。

 

三、成瘤性评价体系

一个稳健的成瘤性评价体系应采用逐步递进、体外与体内相结合的策略。

1、体外预警与筛查：早期发现风险信号

在耗费巨大的体内实验之前，一系列体外实验可以有效筛选高风险细胞群体，并为体内实验设计提供依据。

增殖动力学与永生化标志分析：

长期群体倍增水平监测：绘制细胞超过正常寿限的增殖曲线。永生化或转化细胞往往能突破复制衰老屏障，持续增殖。

端粒酶活性定量检测：端粒酶是细胞维持端粒长度、实现永生化的重要分子。使用高灵敏度的TRAP检测方法，定量评估细胞端粒酶活性。

关键周期蛋白与抑癌蛋白表达：通过Western Blot或流式细胞术检测抑癌蛋白，以及促增殖蛋白的表达水平变化。

转化表型检测：

软琼脂克隆形成试验：正常贴壁细胞在软琼脂中无法生长形成克隆，而转化细胞则可以。该试验方法是中国药典2025版中指定的体外成瘤性评价筛选方法。

接触抑制丧失评估：观察细胞在培养皿中长满单层后是否停止增殖（接触抑制）。转化细胞会堆积生长，形成“聚焦”（focus）。

基因组稳定性分析（见第四部分）：核型异常、拷贝数变异（CNV）累积是细胞走向恶性转化的重要驱动因素。

多能性与分化状态监控（针对干细胞产品）：

定期通过流式细胞术或qPCR监测多能性标志物（如OCT4, NANOG）的表达。

体外自发分化倾向试验：将细胞在无生长因子的普通培养基中培养一段时间，观察其是否自发分化为不同胚层的细胞，评估未分化细胞的残留水平。

2、体内成瘤性试验：最终的验证关口

体外实验无法完全模拟体内的复杂微环境，因此体内试验是不可替代的终极验证。

动物模型的选择：

•重度免疫缺陷小鼠：如NOD/SCID或NSG小鼠。

•模型选择考量：需考虑接种途径与临床给药途径的相关性。

•阳性对照：应接种已知的高成瘤性人源细胞系（如HeLa）作为试验系统有效性的对照。

•阴性对照：接种已知无成瘤性的人原代细胞（如人成纤维细胞）或仅注射培养基。

试验设计的科学性：

•细胞剂量：应设置多个剂量组，通常包括临床最大拟用剂量及其数倍剂量。

•观察周期：必须足够长，通常为6个月，对于生长缓慢的细胞或风险不确定的产品，可能需延长至9-12个月。

终点指标：

•临床观察：每周测量体重，观察一般状态。

•影像学监测：如果细胞预先标记了荧光素酶或荧光蛋白，可使用小动物活体成像系统。

•尸检与组织病理学：试验终点时，对接种部位、主要器官进行取材观察。评估是否存在结节、增生或肿瘤，并进行分级。

•肿瘤来源确证：对形成的任何肿块进行STR分析或人源特异性免疫组化，确证其来源于接种的人细胞，而非小鼠自发肿瘤。