全球首个！hiPSC衍生生殖细胞疗法Fertilo迈入III期临床

人类诱导多能干细胞（hiPSC）为再生医学和生殖健康领域带来了革命性前景。近期发表于《Cell Stem Cell》的一项临床与转化研究Development of human induced pluripotent stem cell-derived ovarian support cells as a clinical-grade product for in vitro fertilization，首次系统性地报道了将hiPSC定向分化为卵巢支持细胞（OSC），并开发了名为“Fertilo”的临床级细胞产品，用于改善人类卵母细胞的体外成熟（IVM）结局。这项研究不仅展示了hiPSC疗法在辅助生殖领域的巨大潜力——作为首个在美国进入III期临床试验的hiPSC衍生疗法，更完整勾勒了从研究概念到符合药品生产质量管理规范（GMP）的临床产品、再到首次人体验证的全链条转化路径。其中，通过对关键制造原材料与工艺的系统性优化，特别是分化“土壤”（细胞外基质）的精准选择，奠定了产品一致性、安全性与有效性的基石。

传统体外受精（IVF）依赖于大剂量促性腺激素刺激，可能导致卵巢过度刺激综合征（OHSS），尤其对多囊卵巢综合征（PCOS）等高风险女性构成威胁。体外成熟（IVM）技术采用最小化刺激方案，能显著降低激素用量和OHSS风险，但长期以来受限于胚胎学和临床结局不佳。其核心挑战在于静态的培养基环境无法动态模拟卵泡内卵母细胞与颗粒细胞（体细胞）之间复杂的双向对话。

已有研究表明，将卵母细胞与颗粒细胞共培养能改善IVM结局。然而，原代颗粒细胞来源有限、批次间差异大，难以满足临床标准化应用的需求。hiPSC技术则提供了解决方案：通过过表达颗粒细胞分化的关键转录因子（如NR5A1、RUNX2、GATA4），可将其高效、可控地分化为具有颗粒细胞表型和功能的OSC。这种hiPSC来源的OSC可作为可持续、标准化的“人工颗粒细胞”，在共培养体系（OSC-IVM）中动态支持卵母细胞成熟，并已在临床前研究中显示出提升成熟率、囊胚形成率及胚胎质量的潜力。

实现从实验室研究到临床应用的飞跃，首要挑战是建立一套稳定、可重复且符合临床法规要求的生产工艺。研究团队面临的核心任务是将基于研究级（Research-Use-Only, RUO）原材料和方法的初步工艺，转化为适用于临床级（Clinical-Grade, CG）产品的制造体系。这一阶段的核心是从研究级（RUO）原材料向临床级（CG）制造工艺的系统性升级。

Figure 2. Translation of the protocol toward clinical manufacturing using HQ clinically suitable raw materials

初始工艺在Matrigel上进行OSC分化，虽能获得功能细胞，但Matrigel作为动物来源基质，存在批次间差异大、成分不明确、潜在外源因子风险等问题，不适合临床生产。为评估更高品质的替代品是否影响OSC的纯度或效力，研究团队进行了全面的风险评估。研究人员采用了Design of Experiments（DOE）实验设计方法系统评估了培养基成分、诱导参数和培养基质对分化效率的影响，发现基质选择对关键标志物FOXL2的表达具有决定性影响。

基于此关键发现，研究评估了两种无动物来源、适用于临床转化的细胞外基质：层粘连蛋白（Laminin）和玻连蛋白（Vitronectin）。通过对比分析，确定层粘连蛋白-521（Laminin-521）为最佳分化底物，它在提升细胞活力、增加OSC纯度（CD82+细胞）以及将残留多能性标志物（如TRA-1-60）降至最低方面显著优于传统的Matrigel。Laminin-521分化的OSC（RUO-OSC-L）细胞形态更紧凑，分化效率和细胞产物的一致性更高。

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在优化底物的基础上，研究进一步创建了临床级的起始细胞库。应用更新后的工艺（Laminin-521基质，CG-hiPSC细胞系），成功制备了多个批次的CG-OSC（如批次88，90，116）。单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析显示，相比使用Matrigel的RUO-OSC批次，CG-OSC-L批次展现出极高的细胞类型一致性，成熟颗粒细胞（GC）群比例稳定在93%以上，而低质量细胞比例显著降低。关键颗粒细胞标志物在CG-OSC中表达更为均一且富集。这种优化确保了生产过程的高可重复性和一致性，为符合GMP规范的标准化制造奠定了基础。

Figure 3. TF-mediated hiPSC differentiation by using CG materials leads to OSCs with consistent cellular outcomes

在一项两阶段、纵向队列的首次人体研究中，Fertilo展现了其临床价值。第一阶段为多中心、单臂安全性观察研究（20名患者），第二阶段扩展为小规模、1:1随机对照研究（Fertilo组 vs 传统IVM组，各10名患者）。

临床结果显示，Fertilo的应用带来了显著改善：

更高的胚胎移植机会：Fertilo组有8/10名患者获得了可移植胚胎，而传统IVM组仅为3/10。

提升的优质囊胚率：Fertilo显著提高了整倍体优质囊胚的形成率。

优异的妊娠与活产结局：截至报告时，与传统IVM组的2例持续妊娠和2例活产相比，Fertilo组已获得11例持续妊娠，其中8例已健康活产，另有分娩计划中。总体治疗成功率（每周期持续妊娠率）在Fertilo组达到41%，显著高于传统IVM组的20%（文献中提及传统IVM历史数据约为25%）。研究期间仅报告了轻微不良事件。

Fertilo不仅为OHSS高风险、PCOS或对激素刺激不耐受的女性提供了更安全、有效的IVM选择，提升了最小化刺激周期成功率，其意义更在于拓宽了辅助生殖的边界。未来，它或可应用于“挽救性IVM”、因医学原因（如自身免疫性疾病、雌激素敏感性疾病）无法进行激素刺激的患者，以及需要快速生育力保存的肿瘤患者等更广泛人群。

随着Fertilo在美国进入大规模III期临床试验，以及后续长期随访数据的积累，这一hiPSC衍生的卵巢支持细胞产品有望重塑体外成熟技术的临床实践，为数以百万计的不孕症患者带来新的希望。这项研究也再次证明，严谨的工艺开发、完善的质量控制和科学的临床验证，是推动前沿干细胞技术从实验室走向病床的必由之路，也为其他细胞疗法的转化提供了宝贵范例。

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