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間充質幹細胞的效力概述
細胞產品效力 （Potency） ，FDA給出的定義 [1] 是 「在適當實驗室方法檢測下或在預期方式管理條件下，通過大量臨床數據獲得產品的特殊能力或功能。」 通常，效力用來評價藥物產生特定生理功能的濃度或數量， 由強度 （strength） 和效果 （effectiveness） 兩個因素組成，即相同強度 （一般指濃度） 下所取得的效果。在FDA前瞻性報告 [2] 中，分析了 66份 MSCs 或類似產品的臨床研究申請。報告顯示，從組織來源、製備工藝到體外和體內表徵方法， MSCs 都具有高度變異性。正是因為如此，開發一種針對MSCs 產品效力的測定方法非常有必要。最初，MSCs 的治療潛力被認為是可以可以遷移到受損組織、進行體內分化替換受損或死亡細胞。遺憾的是，MSCs 體內分化尚未得到證實，科學家發現其僅僅可以在體外分化。目前認為觀點 [3] 是，MSCs 移到損傷部位並分泌化學引誘劑，通過招募組織特異性幹細胞 進而產生新的組織，或發揮積極的免疫調節作用。MSCs 分泌物由細胞因子、趨化因子、生長因子和外囊泡 （攜帶蛋白質、脂質和各種RNA） 組成。MSCs的分泌組分及其功能[4]
MSCs通過分泌營養因子調控免疫系統，可以降低炎症，促進血管新生，減少細胞凋亡和纖維化，刺激內源性幹細胞形成新的組織。
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免疫調控能力測定
眾所周知，MSCs 具有降低炎症和免疫調控的特性。在 MSCs 產品治療免疫疾病和組織修複方面，科學家有很大期待。正因如此，ISCT 發布了指導方針，將免疫功能檢測作為 MSCs產品的發布標準，其分析方法包括定量檢測mRNA、檢測相關的表面標記物，和檢測分泌相關蛋白。
作為商業化 MSCs 產品的典範，最早由美國 Osiris 公司開發的骨髓來源的MSCs 產品Prochymal（即Mesoblast 公司的Temcell產品），在日本獲批用於治療急性移植物抗宿主病（aGVHD）。其放行要素之一就是，通過ELISA檢測可溶性蛋白TNF-R1的分泌水平[5]。
目前，預測 BMSCs 效力的一個生物標誌物是TSG-6（腫瘤壞死因子刺激基因6），還有一個是PGE2（前列腺素E2），此外，在與免疫調控能力相關的適應症中，ID 和PDL-1也與治療效果相關。
在 aGvHD中 MSCs介導的免疫調節作用[6]
除了生物標誌物外，BMSCs的其他特性也可以預測其免疫抑制功能，比如通過 與PBMC（外周血單個核細胞）共培養，檢測MSCs產品的相應功能。供體 MSCs 與患者 T 細胞共培養，測量其代謝活性的增加可以作為一個MSCs效力測定。
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血管生成能力測定
除了免疫調控能力外，MSCs 還具有支持血管生成的能力。血管生成能力測定已被有些 MSCs 產品開發商應用於質控體系中，包括VEGF分泌的定量測定和功能的體外檢測。Athersys 公司在其產品MSCs產品MultiStem的開發中，將血管生成能力的測定，作為MSCs治療急性心肌梗死和下肢缺血動物模型關鍵指標[7]。
其大致流程是：用 培養過 MSCs 的條件培養基，用於檢測促進人臍靜脈內皮細胞（HUVECs）生成血管潛能。其中，VEGF（血管內皮生長因子）、CXCL5（C-X-C基序趨化因子-5）和IL-8是主要影響因素。
MSCs 在組織修復中的旁分泌機制模型[8]
在受損組織中，UC-MSCs通過旁分泌效應招募幹細胞/祖細胞，作用於不同周圍細胞來影響微環境，進行組織修復和血管生成。
除了上述，MSCs 還有許多其他促血管生成因子值得研究，如Ang-1（血管生成素-1）、PlGF （胎盤生長因子）和bFGF（成纖維細胞生長因子）等，這些都有望作為檢測 MSCs 血管生成能力的生物標誌物之一。
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其他治療機制評估
在某些適應症中，MSCs 的作用機制研究不深刻是影響其效力分析的關鍵因素之一。越來越多的研究者認為，細胞外囊泡（EVs）和線粒體轉移也可反映MSCs 治療能力。
外囊泡（包括外泌體、凋亡小體和微泡三大類）對信號因子、miRNA和其他細胞成分的轉運很重要。體內研究表明，使用MSC-EVs可以獲得類似MSCs細胞本身的治療效果。這可能因為，因為MSCs可能在給藥後不久就發生凋亡，通過釋放細胞囊泡，在疾病治療中發揮作用。
MSCs 通過外囊泡進行成分轉移[9]
此外，線粒體轉移也被認為是MSCs的治療機制之一。BMSCs的線粒體轉移是通過外囊泡釋放或隧道納米管進行轉移的，對駐留的組織細胞具有保護作用，並相應調節其炎症反應。
未來，研究開發方向應側重於將 MSCs產品效力與臨床療效聯繫起來，以便確定有價值的效力指標，通過效力評價來評估 MSCs 產品的治療效果。