I期和注册研究评价自体骨髓浓缩物在PDE5抑制剂难治性勃起功能障碍中的作用

背景

骨髓单个核细胞已被成功地用于多种再生目的。在目前的研究中，患有勃起功能障碍(ED)的患者对磷酸二酯酶5抑制剂无反应，使用FDA批准的护理点医疗设备进行自体骨髓浓缩液海穴内输送。

方法

共有40名患者在初步试验中接受了治疗，100名患者在临床注册中接受了治疗，最长随访时间为12个月。

结果

轻微治疗相关的不良反应，观察到与收获或注射部位的短期挫伤有关。未发现与干预相关的长期不良事件。Caverstem 1.0低剂量组IIEF-5评分平均改善2分，Caverstem 1.0高剂量组3分，Caverstem 2.0组9分。此外，改善在3个月达到峰值，并维持在6个月的随访。

结论

这些数据支持护理点的安全性和有效性，最低限度到非操作，非扩张骨髓浓缩治疗ED。

试验注册由创意医疗健康公司资助;Clinicaltrials.gov编号:NCT03699943;https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03699943?term=caverstem&rank=1；最初注册于2015年12月12日。

勃起功能障碍(ED)的主要特征是无法实现和保持足够的勃起来进行性行为。人们普遍认为，ED影响身心健康，并对患者及其伴侣的生活质量产生重大影响[1，2，3.，4，5］．众所周知，ED是2型糖尿病等慢性炎症疾病的主要并发症之一[6，7，8]，以及动脉粥样硬化疾病[9］．糖尿病性ED的发病机制是多因素的，复杂的，包括血管内皮和平滑肌的持续性损伤以及海绵状纤维化[10］．

目前，口服磷酸二酯酶-5抑制剂(PDE5i)是ED患者的初始治疗方法，不幸的是，约35%的患者没有反应。在这些患者中，糖尿病和相关炎症是导致PDE5i反应失败的最常见原因之一[11］．已提出的对PDE5抑制剂无反应的其他原因包括:通常由于髂-阴部-海绵体动脉血管的动脉粥样硬化导致血液流入海绵体受限，或不能产生一氧化氮的神经损伤，或剩余的下体组织不足以允许肿胀发生的平滑肌萎缩[12］．对PDE5i难治的患者求助于侵入性越来越强的其他治疗方法，包括真空泵、阴茎假体、海绵体内注射血管扩张剂和血管手术。真空泵对一些男性来说可能很难使用，不允许自发的、自然的勃起发生，如果使用不当可能会导致阴茎创伤。阴茎假体植入有创、昂贵、不可逆，可导致阴茎畸形。在30%到90%的男性中，海绵体内注射血管活性药物是令人满意的或有效的，但它们可能与疼痛、阴茎勃起、阴茎血肿和纤维化有关。临床对阴茎血运重建手术的兴趣源于广泛报道ED与动脉粥样硬化性血管疾病之间的联系[13，14］．不幸的是，据报道血管手术的成功率有很大的差异，这就提出了关于动脉性ED诊断的适当方法以及基于支架的治疗的安全性和可行性的问题[15］．由于二线和三线ED治疗都涉及侵入性或繁琐的手术和设备，基于细胞的治疗在解决可能恢复自然勃起功能的替代ED治疗的未满足的医疗需求方面具有独特的定位。

以细胞为基础的治疗ED的疗法，包括骨髓细胞以及其他组织来源已被报道。Kendirci等人使用磁激活细胞分选法，在p75神经生长因子受体表达的基础上分离骨髓细胞[16］．他们根据可能增强的神经源性潜能选择了这个群体。在大鼠双侧海绵状神经挤压损伤模型中使用这些细胞。在4周的随访中，根据平均海绵体内动脉压比和海绵体内总压的变化，观察到干细胞治疗后勃起功能的改善。因此，未扩张的骨髓细胞对动物勃起功能有显著的修复作用。

在ED的治疗中使用间充质干细胞(MSC)被证明具有治疗益处，不仅因为已知这些细胞可分泌各种对ED有益的生长因子，如IGF-1 [17，18，19]， vegf [20.]，以及FGF-2 [21]，还因为它们具有抗炎作用[22]，以及分化为与阴茎结构相关的组织的可能性[23］．为了评估骨髓来源的MSC是否对糖尿病诱发的ED有治疗作用，Qiu等人对这些细胞进行了海绵体内给药。给药4周后，与对照组相比，海绵内压和平均动脉压以及平滑肌和内皮细胞室的比值显著上调。细胞追踪实验显示，MSC在注射后至少保留了4周，并表现出内皮细胞和平滑肌细胞标记物的表达，表明干细胞可以分化[24］．

循环内皮祖细胞(EPC)是骨髓祖细胞的一个亚群，通过分化为内皮细胞促进血管修复。值得注意的是，勃起功能障碍患者循环中EPC数显著降低，且国际勃起功能指数问卷得分与循环EPC水平显著相关[25］．为了测试其在动物模型中的疗效，海绵腔内注射EPC，并发现EPC迁移到动脉，以保持平滑肌功能，并恢复勃起功能[26］．在另一项研究中，从骨髓中分离出的CD133 +祖细胞被发现在海绵神经损伤的动物模型中提供组织学和功能恢复[27］．总之，这些发现阐明了各种骨髓来源细胞在治疗ED方面的治疗潜力。

目前的研究报告了初步的临床调查，评估自体骨髓浓缩物给药给PDE5i难治性ED患者的安全性和疗效信号。

学习目标和目的

本临床试验的目的是评价注射自体骨髓浓缩物(Caverstem 1.0)- - - - - -低剂量vs高剂量)用于血管性难治性PDE5i ED患者。主要终点是安全性(由独立医疗监测器监测的不良事件衡量)国际勃起功能指数- (IIEF-5)问卷评分从基线到6个月。次要终点包括多普勒超声和动态灌注腔室测量在临床试验中从基线到6个月进行评估[28，29在美国。同时还建立了一个平行的临床登记，其中包括注射了骨髓浓缩物(Caverstem 2.0)的类似原因的ED患者，并在与研究主要终点相同的时间内进行了跟踪，将被纳入全球登记的安全性和数据分析。

病人

18岁或以上男性被诊断为勃起功能障碍。在第一次访问评估后，根据医生的建议最终确定患者的资格。ED的诊断和该手术的适用性基于体格检查、病史(包括性史)、实验室评估、国际勃起功能指数- (IIEF-5)问卷评分(严重(5-7)、中度(8-11)、轻度至中度(12-16)和轻度(17-21))、夜间阴茎肿胀测试。血管性ED的诊断依据包括体检(包括心率、心电图、血压监测)、病史(包括性史)、实验室评估、IIEF问卷评分、夜间阴茎肿胀、多普勒超声检查、动态输注海绵体测定仪。纳入的其他患者标准是:慢性器性ED持续时间至少0.5年，基于多普勒超声和/或动态输注海绵体测定仪诊断ED，基线(IIEF-5)评分< 21，口服药物和海绵体内药物入路被认为无效，禁忌或不能耐受，同时接受睾酮治疗。排除标准包括:在研究期间的4周内使用任何已知对勃起功能有影响的新药/药物的受试者，包括某些抗抑郁药、抗组胺药、利尿剂和β -受体阻断剂，在研究开始后1个月内使用草药治疗勃起功能障碍的受试者，阴茎假体或其他泌尿假体的受试者，阴茎解剖畸形(如Peyronie病)或阴茎勃起史的受试者，既往因勃起功能障碍、早泄或阴茎肿大而接受阴茎手术，经夜间肿瘤检查诊断为心因性ED，表现为无法控制的或严重的疾病，包括心血管疾病、糖尿病、肝病、无法控制的高血压或低血压(收缩压> 170或< 90mmhg，舒张压> 100或< 50mmhg)，研究开始前6个月内发生心血管事件，当前或既往恶性肿瘤(非黑色素瘤皮肤癌除外)(已成功治疗或可通过根治性切除或其他局部治疗治疗)，诊断为系统性自身免疫性疾病，接受免疫抑制药物治疗。机构审查批准洛杉矶生物医学研究所加州大学洛杉矶分校医学中心# 21511-01和21760-01。 Independent Medical Monitor: Peter Liu MD. Statistical analysis of continuous variables was performed using paired t-tests and one way ANOVA was performed using GraphPad Software (San Diego, CA).

骨髓抽吸和浓缩- caverstem 1.0 -临床试验

在获得知情同意后，患者在手术前30分钟口服氢可酮10 mg(用于镇痛)和阿普唑仑0.5 mg(用于抗焦虑)。患者置于侧卧位/俯卧位。进行无菌制备和悬垂。1%利多卡因注射至10毫升至表皮下至骨膜。采用jamshidi型骨髓抽吸针。骨髓抽入10毫升的注射器，注射器中预先装有3-4毫升抗凝血剂。为了抽取更多骨髓，将针旋转45°以重新定位斜角。针在此高度充分旋转后，针可向表面抽吸约1厘米。在某些情况下，几个穿孔可以通过同一个皮肤开口，大约相距2厘米。骨髓采集完成后，用无菌纱布直接加压以防止出血，并在针入部位用无菌小绷带包扎。 The target volume of bone marrow aspirate is 30 mL-low dose group or 60 mL-high dose group per patient. It was estimated that approximately 3–5 aspirations will be needed to obtain sufficient bone marrow. The Magellan^®根据制造商的说明，该设备用于从骨髓抽液中浓缩干细胞。麦哲伦^®设备是一个完全自动化和封闭的系统，包括一个微处理器控制的离心机和注射泵，浓缩特定的细胞群。骨髓被分配到离心室，快速和自动富集细胞组分，以产生床边准备的产品，富含血小板，造血干细胞(HSC)和间充质干细胞(MSC)，只需15分钟。麦哲伦^®该装置产生3-10毫升可注射的血小板和富含干细胞的血浆，供医生用于体内注射到同一患者。根据一份公开的报告，麦哲伦的骨髓被浓缩了^®27ml骨髓产生约1.7 × 10⁸细胞浓缩至3ml [30.］．在目前的研究中，麦哲伦号^®该装置被用来浓缩剂量高达10⁸细胞(富集后)从起始(富集前)骨髓量为30或60 mL，分为3 mL低剂量组或6 mL高剂量组进行海淀注射。手术在病人床边的检查室进行。

海绵体内注射- caverstem 1.0临床试验

使用麦哲伦装置提取3 ml低剂量组或6 ml高剂量组无菌骨髓浓缩液后，2个1/2-in。25号针头中注入1.5或3毫升骨髓浓缩液。注射前用酒精棉签清洁注射部位。细胞沿着阴茎近端三分之一的背外侧方向注射到两个海绵体。注意避免任何可见静脉的区域。注射后，无菌纱布压在注射部位以防止出血。检查注射部位，确认有止血作用。

骨髓抽吸和浓度- caverstem 2.0 -临床注册

在获得知情同意后，患者被带到手术室，以仰卧位放置，并进行无菌准备和覆盖。1%利多卡因阴茎神经阻滞。然后将患者置于俯卧位。利多卡因1%，最多10毫升，注射到后髂骨水平的表皮下进入骨膜。骨髓细胞试剂盒使用未分离的5000 U/mL肝素溶液进行肝素化，总共使用2cc，包括用于抽取骨髓的注射器。一个11号套管针通过髂骨后皮层引入。穿刺1cc以确保进入骨髓空间。为了提高安全性，钝型针被用于回肠远端。然后将黑色顶部封闭的吸入套管放置并牢牢固定，以防止任何空气泄漏。外部杠杆外壳系统被解开，直到与皮肤接触。 This allowed leverage for the repositioning of the recovery of stem and progenitor cells from a different level within the marrow with each complete turn of the system. Negative pressure was applied by carefully withdrawing the syringe plunger. Twenty milliliters of bone marrow aspirate was obtained. Only 1–2 cc of marrow is aspirated at each position in the ileum, turning the blue T handle counterclockwise 360° after each 1–2 cc aspiration. This exposed the aspiration cannula tip to a different marrow area in order to maximize the quality of the bone marrow collection. The black top aspiration cannula was then removed, and the blunt stylet was introduced into the access trochar and secured in locked position. A series of clockwise and counterclockwise rotations were used as the trochar was gently withdrawn. Hemostasis was obtained and a dressing applied. The bone marrow aspirate was not manipulated in anyway and was not allowed to leave the sterile field.

海绵体内注射- caverstem 2.0 -临床注册

用杀菌液配制阴茎轴。一个弹性止血带被置于阴茎基部的适度张力下。将第一部分手术中抽取抽取物的10ml注射器带到现场，并贴上一根肝素化21号针，然后将10ml抽取物注射到其中一个阴茎体中，然后以类似的方式在对侧体上重复使用已获得的第二个10ml骨髓抽取物。弹性止血带保持15分钟，允许增加停留时间，然后释放。敷料应用于下体注射部位，并施加温和压力，以减少局部瘀伤和出血。检查注射部位，确认有止血作用。

在机构审查委员会批准和知情同意后，40名男性成功参加了临床试验，100名男性在临床注册。基线人口统计数据是低剂量、高剂量和登记:平均年龄:36±5岁/52±12岁/57±15岁，高血压:5/15/38，糖尿病-非胰岛素:1/10/29，高脂血症:2/5/22，既往吸烟者:2/9/35,IIEF-5: 8/9/9。手术耐受性良好，没有患者报告有明显的不良反应(表1)．所有患者均成功获得骨髓，并有足够的产品可供注射。使用CFU-f / ml进行功能骨髓浓缩分析，Caverstem 1.0为506±102,Caverstem 2.0为3160±297。将骨髓注射到阴茎中没有任何问题，患者能够忍受。各组收获部位和注射部位均有一定疼痛和淤青。然而，这一发现并没有持续下去。患者没有意识到手术对他们的阴茎有不良影响。各组均无感染或发热(见表2)1)．低剂量组和高剂量组的多普勒超声和海绵体测量无静态显著变化。这些测量没有在临床注册表中作为标准化操作方案的一部分进行，因此没有收集或分析。三组患者的IIEF-5评分均有改善(表2)2)．

目前的研究结果支持自体骨髓浓缩物治疗ED患者的安全性和潜在疗效。目前的研究受到患者群体的异质性的限制，尽管主要招募的是血管源性ED。其他利用自体骨髓的研究仅限于前列腺切除术后的患者。尽管如此，我们观察到IIEF-5评分显著改善，优于分离骨髓细胞和/或脂肪发表的临床试验[31，32］．PDE5i研究中观察到的IIEF-5平均得分平均提高了8.5，而我们在临床注册表中发现了9分[33］．使用自体骨髓浓缩物具有吸引力，这不仅是因为已知的分泌生长因子对ED有益，如IGF-1 [17，18，19]， vegf [20.]，以及FGF-2 [21]，还因为它们具有抗炎作用[22]，以及分化为与阴茎结构相关的组织的可能性[23］．

先前的临床研究支持再生细胞注入海绵体的安全性和潜在疗效。Yiou等人研究了前列腺切除术后患者给予增加数量的骨髓单个核细胞。没有发生严重的副作用。与基线相比，在6个月时，在整个人群中观察到性交满意度和勃起功能域的国际勃起功能指数-15和勃起硬度量表(2.6±1.1,1.3±0.8,p = 0.008)的显著改善[34］．在糖尿病ED患者中，一项研究检查了4例难治性ED患者。连续两次海绵体内自体骨髓间充质干细胞注射。立即评估耐受性，24小时评估2年的安全性。研究人员发现，该手术耐受性良好，没有患者报告有明显的不良反应。性功能评分有显著改善[31］．

在临床试验中使用Caverstem 1.0程序虽然安全且有效，但由于操作简单，可能会对产品的效力产生未知的影响。在临床试验中抽吸的骨髓总量为30或60毫升，然后浓缩成3或6毫升注射到患者体内，而在临床登记中则为20毫升，全部注射到患者体内。尽管存在体积差异，但如果在临床试验中只出现细胞产物的浓度，那么与在Caverstem 2.0临床注册中观察到的结果相比，在患者中看到的临床结果不应该存在差异。临床登记的患者尽管年龄较大，但似乎受益更多。我们的团队先前已经证明，骨髓浓缩物可能对一名ED患者的病例报告有效[35］．然而，由于任何开放标签研究都存在局限性，将患者作为自己的对照是评估治疗效果的唯一方法。由于临床试验和临床注册的所有患者都在接受由初级保健医生和/或泌尿科医生在同意前确定的优化药物治疗，因此术后药物治疗改变对患者ED产生影响的可能性很小。此外，由于临床试验和临床注册的所有患者都接受了骨髓抽吸和注射，安慰剂效应以及其他混杂因素在各组之间应该是相似的。来自临床注册的数据应继续扩展到更多的站点，以验证执行该程序的质量控制，并保持患者的最大安全。由于其他全体性疾病的进展总会对ED产生影响，如果观察到可能需要重新给药，应进一步研究以优化潜在应答者与无应答者的比较，以及积极作用的持续时间。

目前的临床试验和临床注册证明，使用自体骨髓浓缩液治疗PDE5i难治性ED是安全可行的，临床效果良好。

在请求。

艾德:

勃起功能障碍

PDE5i:

phosphodiesterase-5抑制剂

硕士:

间充质干细胞

igf - 1:

胰岛素样生长因子1

VEGF:

血管内皮生长因子

FGF-2:

成纤维细胞生长因子2

EPC:

内皮祖细胞

IIEF-5:

国际勃起功能指数

心电图:

心电图

HSC:

造血干细胞

cGMP:

环鸟苷单磷酸

以挪士:

内皮型一氧化氮

我们非常感谢Jacob Rajfer MD，他帮助了最初的Caverstem项目的开发和协调。我们也感谢Timothy Warbington在现场协调和支持方面的帮助。

这项科学工作主要由创新医疗健康(批准号001)资助。

作者及隶属关系

1. 再生健康有限责任公司，拉斯克鲁塞斯，NM，美国

   马克·比耶里和伊莱亚斯·赛义德

2. Anonini泌尿科，罗马，意大利

   加布里埃尔Antonini

3. 创意医疗健康，圣地亚哥，加州，美国

   唐纳德·迪克森

4. 蒙特里科诊所和圣费利佩诊所，利马，秘鲁

   Jorge Tuma

5. 美国亚利桑那州图森市亚利桑那大学

   科特尼·e·巴特利特

6. 犹他大学-生物工程，盐湖城，UT，美国

   Amit N. Patel

7. 高级泌尿学研究所/加州大学洛杉矶分校，洛杉矶，CA，美国

   亚历山大Gershman

贡献

AG和MB, GA, ES, JT, CEB对研究设计，数据的获取，分析和解释，以及手稿的写作和修改都做出了贡献。ANP和DD对研究设计和手稿的修改做出了贡献。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到Amit N. Patel．

伦理批准并同意参与

该临床项目得到了洛杉矶生物医学/加州大学洛杉矶分校机构审查委员会的批准。所有患者均单独签署知情同意书。

发表同意书

各方同意刊发。

相互竞争的利益

ANP和DD是创意医疗健康的董事会成员。作者宣称他们之间没有利益冲突。

出版商的注意

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