我们在之前的文中(点击阅读:羟基磷灰石的新方向:钙离子动能素羟基磷灰石动能素真的可行吗?)分析了把羟基磷灰石(CaHA)这类无机物、慢降解的材料开发成皮肤类产品的想法。
在这些文中,CaHA 和其他营养素/动能素类物质联合治疗给出了一个开发思路:CaHA 用于以胶原为重点的容量恢复,PDRN 用于血管生成增强,NCTF 用于适度的基质支持和细胞刺激。需要再次指出的是,Exosome 效果更偏向于药理性的信号。
综合来说,CaHA 超稀释后单独用于皮肤已经有较好效果,但是联合使用就更好了,于是复合 CaHA 动能素就有了其存在的理论基础。
这一想法背后机制的意义在于:CaHA 的临床价值并不完全依赖于其即时填充效果。当产品被高度稀释后,CMC凝胶的容积效应被大幅削弱,但 CaHA 微球的生物刺激活性得以保留,并因微球分散度的增加,而可能提升了与皮肤细胞接触的面积(从而促进更多的胶原)。这一特性使 CaHA 天然具备从“填充剂”向“皮肤动能素”转型的结构基础。
“皮肤动能素(Skin-booster)”这一概念的核心,在于注射物不仅要即刻改善外观,更要在接下来的起效周期内持续发挥效果(第一个想出“动能”这个命名方式的人才功不可没)。动能素很常见,我们是不是可以选择现有的一些复合成分的动能素作为 CaHA 动能素的载体呢?1. 最近有研究人员将 CaHA 填充剂与一个成分复杂的动能素(下文称PMN)混合,这个动能素中的内容物包括:PDRN、10mg/mL 的非交联透明质酸、硫酸软骨素、植物干细胞增强剂(可能是植物提取物),维生素 B3、B5、B6、维生素 A。混合后的凝胶以分手、随机、双盲设计,比较了 CaHA+PMN 溶液与传统 CaHA+生理盐水(SS)在细胞实验与手部年轻化中的效果。
结果非常直接:
CaHA+PMN 在所有稀释比例(1:1 至 1:4)下均显著促进成纤维细胞增殖(最高 148.72% vs CaHA+SS 的 133.5%-139.6%);
CaHA+PMN 显著上调 I 型胶原蛋白 COL1A1 基因表达(1:2 稀释时显著更高);
CaHA+PMN显著上调弹性蛋白(ELN)基因表达(1:3 和 1:4 稀释时);
临床上两组手部分级量表评分在 90 天均显著改善,但组间无统计学显著差异;
两组 GAIS 和患者满意度均提升,安全性良好。
2. 另外一个研究使用的 CaHA+PMN,PMN 中成分更加复杂:生物活性肽(Matrixyl、Syn-Coll、Syn-Hycan、Syn-TC、Syn-Tacks、Syn-UP、Syn-AKE,以上大多为 DSM 公司原料)、B 族维生素(硫胺素、烟酰胺、泛酸、吡哆醇、生物素、甲基叶酸、甲基钴胺素)、氨基酸(甘氨酸、赖氨酸、脯氨酸)、生长因子(IGF、EGF、FGF、TGF)以及辅酶(NADH)。
这篇研究是一项纯体外的细胞实验观察,只比较了 CaHA/SS 与 CaHA/PMN 对成纤维细胞活力、I 型胶原、弹性蛋白以及长寿相关基因(FOXO3、SIRT-1、SIRT-3)表达的影响。仅作为参考。
上面两项研究在细胞增殖数据上呈现出一致的方向性。在前一个研究中,CaHA+PMN 在各稀释比例(1:1至1:4)下均诱导了高于 CaHA+SS 的成纤维细胞增殖,最高达到148.72%(1:3比例),而CaHA+SS在相同比例下为 132.5%。第二个研究同样显示,CaHA/PMN 组的细胞活力增加48.3%,显著高于 CaHA/SS 组的 38.6%,组间差异为6.99%。在基因表达层面,两篇研究提供了互补的证据。第二篇研究在 72 小时处理时间下,观察到 CaHA/PMN组 I 型胶原表达增加69.0%(CaHA/SS 组为22.6%),弹性蛋白增加40.2%(CaHA/SS组为27.4%)。更具启示性的是长寿相关基因的数据:CaHA/PMN 组的 SIRT-1 表达增加 52.4%,SIRT-3 表达增加 134.0%,FOXO3 表达增加 59.4%,均显著高于CaHA/SS组。
SIRT-1 和 FOXO3 是细胞应激抵抗和长寿调控的核心因子。SIRT-1 参与氧化应激响应、炎症调节和线粒体功能维持;FOXO3 则通过上调应激抵抗和代谢调控相关靶基因来维持细胞稳态。
这些数据说明 PMN 可能是具有药理作用的(因此按照医疗器械审批也较难)能够通过表观遗传调控通路影响成纤维细胞的衰老表型。然而,这些基因表达数据均来自 mRNA 水平,尚未在蛋白质层面得到验证,且体外模型的局限性使得这些发现的临床转化价值仍需审慎评估。
分手对比的这篇临床研究是迄今少有的在 CaHA 皮肤动能素领域采用 split-hand、双盲设计的对照试验。22名受试者(平均年龄52岁)的双手分别接受 CaHA+SS 或 CaHA+PMN 治疗,单次注射 1.5 mL,随访 90 天。从细胞实验上我们能够观察动能素的足够大的收益,那么人体试验上是否也一致呢?
事实恰恰相反:研究均未在临床终点上观察到 CaHA+PMN 相对于 CaHA+SS 的统计学显著优势。临床数据显示,两组在手部量表评分、皮肤水合和真皮厚度改善方面均无组间差异。
如上图A-C 为 CaHA+PMN 组,D-F为 CaHA+SS 组,拍照时间为注射当天(A/D)、15天(B/E)、90天(C/F)。
这一“体外阳性、临床阴性”的差异,提示了几个重要的方法学问题:
PMN 的注射体积在 1:1 稀释方案中可能过低,不足以在组织中产生可检测的生物学效应;
CaHA 本身的生物刺激效应足够强,可能“遮盖”了 PMN 的附加贡献;
90天的随访周期可能不足以捕捉再生差异的完全表达。
我们尤其对第二点感兴趣:CaHA本身的生物刺激效应足够强效,可能确实“压倒”了PMN的附加贡献。这说明 CaHA 动能素不宜设计的过于复杂?或者说边际效益/成本曲线会逐渐抹平。
在 1:1 稀释方案中,每只手接受的 PMN 总量有限(约 1mL),且注射层次为真皮-皮下交界处,PMN 的生物活性成分可能因扩散和代谢而难以在局部达到有效的浓度阈值。此外,90 天的随访周期对于 CaHA 诱导的胶原重塑而言处于早期阶段——CaHA 的胶原沉积在 4 个月开始,约 9 个月完成。更长的随访(6-12个月)或许能够捕捉到组间差异的显现。
也有临床研究人员表达了对这篇研究的评价:
PMN配方中包含多种微量营养素以及浓度为 10mg/mL 的 HA。非交联 HA 本身具有生物活性,且被公认为具有保湿和皮肤再生功效。因此,临床比较研究是将 CaHA 与完整的 PMN 配方联合使用的情况,与用生理盐水稀释的 CaHA 进行对比;该研究并未将HA以外那些成分的作用与HA的作用区分开来。同样,尽管体外实验显示出生物活性,但也无法区分HA与PMN配方中其他成分所产生的效应。因此,在目前的实验框架下,无法确定具体归因于非HA成分的额外临床或生物效应。
从统计学角度看,22 名受试者的样本量在检测小效应量差异时效力不足,且研究未进行预先的效能计算。这些方法学限制意味着,当前数据不能否定PMN的潜在临床价值,只能说在现有的研究条件下未能检测到它。
在临床研究中,动能素是通过 22G 钝针注入手背皮下层。那么制剂是沉积在皮下层面而非直接注入真皮内,体外实验则是将培养的真皮成纤维细胞直接暴露于动能素中。研究缺乏组织学或组织分布评估,以证明动能素能否迁移或扩散至上方的真皮中。
因此,对临床结果的生物学解读应进一步加以谨慎对待。有关胶原蛋白重塑、真皮再生或再生活性增强的表述,应被视为基于既往文献和体外研究结果所支持的机制性解释,而非本研究临床部分直接证实的生物学效应。
另一个挑战则是,这两篇研究中使用的 PMN,都具有多种药理性质的成分(例如 PDRN、维生素等,感叹一下国外对这类复杂成分的接受度...),因此作为 CaHA 动能素的概念来说,虽然其具有一定的临床收益,但法规的挑战会远高于潜在收益。再加上上文暗示的“CaHA 遮掩效应”,抹平了收益/成本曲线,这种复合成分开发思路可能并非一个完美答案。请持续关注Herostem Lab汇融实验室及其下属单位BETAGENE Genetic贝融生物的研发进展,未来我们会继续关注羟基磷灰石、胶原蛋白与琼脂糖等新材料在再生医学、医美等多个领域的创新应用,并持续更新医用产品的相关研发进展。上海汇融细胞科技有限公司(HEROSTEM® LAB,汇融实验室®)位于上海·外高桥自贸壹号,已投入 GMP 运营并获得ISO9001与ISO13485的认证。汇融实验室于 2012 年成立,致力于细胞与基因工程技术在生命科学与生物美容领域的创新与探索,提供从研发到商业化生产的重组蛋白制剂、酶、医疗器械原料、药物原料与药物中间体。贝融生物作为医美领域专注于研发-License Out 的精品研发人(Boutique Innovator),陆续开发了包括胶原蛋白注射剂、可注射羟基磷灰石微球注射剂及微球原料、琼脂糖注射剂等创新产品。