制约组织工程领域发展的三个关键障碍

制约组织工程领域发展的三个关键障碍

2020-11-27 4

再生医学的跨学科领域-由组织工程(TE),细胞疗法(CT)和基因疗法(GT)组成-迅速发展,其突破性的治疗进展具有潜力,有望改变医疗保健提供者的护理方式。在过去的十年中,CT和GT领域是这一增长的主要推动力,这表现在可用资金和市场产品的增加上,而相比之下,TE领域则落后了。我们认为,TE的这种延迟成熟主要是由于与细胞和基因疗法相比,组织工程医疗产品(TEMP)的相对复杂性更高。通常,细胞疗法会将完整的活细胞转移到患者体内,而基因疗法则可以引入,去除或改变患者的遗传密码来治疗疾病,而TEMP被设计成可修复,修饰或再生患者的细胞,组织和器官或其结构和功能,或两者兼而有之。这种提高的复杂性,既涉及最终产品的结构组成,又涉及相关的制造过程,已在当前阻碍TE的三个主要障碍中得以体现:


复杂的制造要求

不确定的监管途径

报销流不足

复杂的制造要求


由于所需的原材料,质量控制的不确定性以及难以扩展生产能力,因此TEMP的制造相对比细胞和基因疗法更为复杂。


所需的原料:与CT和GT相比,TE需要细胞,支架和信号分子形式的其他原料。这些成分似乎可以按照预定的配方进行组合。但是,所需的最终产品极大地影响了所用配料的数量和类型,并给制造商带来了一些问题。哪些信号分子诱导适当的细胞分化?支架是否为细胞生长和血管形成提供合适的环境?最终产品是否模仿适当的结构和机械性能?许多这些问题的答案在很大程度上仍不确定。


细胞组织

细胞疗法,基因疗法和组织工程学的时间比较(来源:再生医学联盟的数据,2020年7月)


质量控制不确定性:制造TEMP会不断引起质量和可重复性问题,因为在TEMP制造过程完成后仅检查质量和一致性通常是不可行的。对于关键质量属性(CQA)的在线无损检测,以在完成之前准确评估TEMP,也存在有限的选择。


扩大生产能力的困难:TEMP通常是通过用细胞人工接种支架来制造的。尽管这足以建立概念验证,但制造商在扩大临床生产规模时面临巨大挑战。当试图建立商业规模的生产能力而又没有确保最终产品质量和可重复性所需的基础设施或技术时,这些挑战将更加严峻。这可以通过Dermagraft®看到,这是一种经组织工程改造的皮肤替代品,已被批准用于治疗糖尿病足溃疡,并且是市场上臭名昭著的TEMP之一。Dermagraft的临床试验始于1991年,预计在1995年获得FDA批准。该产品直到2001年才获得批准。尽管获得批准并显示出临床益处,但Dermagraft屡屡未能盈利,部分原因是制造方面的挑战,


不确定的监管途径


尽管存在针对TEMP的调节途径,但与细胞和基因疗法相比,它们的定义还相对不确定,并且不能适当地处理TEMP所增加的复杂性。由于监管监督的不确定性,对于TEMP研究人员来说,至关重要的是在开发初期就与FDA保持一致,尽管决定产品降落在何处以及如何对其进行监管仍然未知。监管机构根据可用数据的质量和一致性做出决策,但是,如上所述,用于CQA的在线,非破坏性测试的可用选项有限。没有经验证据,要证明必要的质量和一致性水平变得越来越困难。如果调查人员清楚地理解了支持科学的知识,并且可以随时证明适当的质量和一致性水平,监管机构可以更轻松地将一种产品与另一种产品区分开,并就如何最佳地调节TEMP做出系统的决策。TEMP的额外复杂性目前正迫使许多研究人员提交低质量且不一致的数据。因此,尽管许多监管机构在简化监管方面取得了长足的进步,但TEMP的基线复杂性继续困扰着调查人员和监管人员。


3d打印组织

由于投资者信心下降,TEMP走向商业化的死亡谷(来源:CRA分析)


无效报酬流


与缺乏用于TEMP调节的全行业协议类似,目前还没有公认的标准来准确评估和补偿治愈性细胞和基因疗法以及TEMP。根治性疗法有可能通过单一或有限数量的治疗应用产生长期收益,其价值基于其对疾病的临床影响,患者的生活质量,整体医疗保健系统成本以及附加的社会价值,例如提高生产力,避免去医院就诊以及对护理人员的长期影响。尽管具有长期价值,但由于治疗方法的前期费用通常很高,因此受到了广泛的审查,这使人们对如何资助这些方法提出了严重的疑问。


行业利益相关者目前专注于回答有关细胞和基因疗法的这些问题。世界各地的医疗保健系统都开始通过探索替代性报销(例如,分担费用,基于价值的合同)和/或融资模式(例如,再保险,分期付款,消费者健康贷款)。鉴于创新者和制造商在临床开发阶段所付出的高昂成本,制定和实施TEMP的补偿计划将变得尤为关键。展望未来,有潜力将新开发的针对治愈性细胞和基因疗法的报销计划应用于TEMP,以帮助医疗保健系统有效地评估和报销这些昂贵且更复杂的产品。


结论


参考书目


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Dodson BP,Levine AD。细胞疗法的翻译和商业化方面的挑战。BMC Biotechnol。2015; 15:70。2015年8月7日发布。doi:10.1186 / s12896-015-0190-4。


加德纳,约翰和安德鲁·韦伯斯特。2016。“生物医学新颖性的社会管理:促进再生医学的翻译。” 社会科学与医学156:90-97。


Kim,YS,Smoak,MM,Melchiorri,AJ和Mikos,AG(2018)。2011年至2018年美国组织工程市场概述。组织工程A部分。doi:10.1089 / ten.tea.2018.0138。


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Yadav,Vikramaditya,Roza Ghaemi和Lim Siang。2019年。“提高组织工程产品的翻译率。” 先进医疗材料8(19)。


关于作者


本文表达的观点是作者的观点,而不是Charles River Associates(CRA)或与作者有联系的任何组织的观点。


Lev Gerlovin是CRA的生命科学业务副总裁,在生命科学战略咨询领域拥有超过12年的经验,专注于商业和市场准入战略。


安德鲁·汤姆森(Andrew Thomson)是CRA生命科学实践的顾问,在制药和生物技术客户等商业战略咨询领域拥有多年经验。


Jack Vailas是CRA生命科学实践的助理,在生物技术创新和商业策略方面拥有多年经验。


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