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干细胞:下一个“吹起猪”的风口
  发布时间:2016/4/23  点击:931

干细胞,因为具有强大的修复和重建功能,具有再生为各种人体组织器官的潜在能力,又被形象地称为“万用细胞” 。这个概念最初是在1908 年柏林的一次血液病大会上被俄国组织学家亚历山大 . 马科斯莫夫作为一种假说概念提出的,直到1945 年,人们才真正找到了真实的造血干细胞。

  此后,对于干细胞的研究越来越多,到上世纪末,人们对干细胞的研究和技术逐渐成熟,并成功地从人体胚胎组织中培养出人的多能干细胞。

  《科学》杂志曾将干细胞研究评选为世界十大科技进展之首,《时代》周刊也给其相似的评价。伴随着“转化医学” , “细胞治疗”等领域和概念的升温, 与干细胞相关的研究和临床应用实验, 以 “再生医学”的叫法开始被人们广泛提及。

  从胚胎干细胞到间充质干细胞

  干细胞是一类未经分化的细胞,它能够自我复制且可分化为各种特定功能的细胞。当干细胞本身的状态以及其所处微环境不同时,干细胞会“选择”自我复制或者向特定方向分化,随着它的一步步分化,干细胞的分化潜能也出现了下降。

  例如,由受精卵在最初的分裂后形成的全能干细胞均具有独立发育成完整胎儿的能力——这也是同卵双胞胎的成因,但是随后由这些全能干细胞分化出的内细胞——多能干细胞,尽管可以通过分化形成人体的所有组织和器官,但它们不具有形成胎盘等组织的能力,也就丧失了在子宫内独立发育成胎儿的全能性。

  而多能干细胞进一步分化后得到的各功能干细胞以及后续得到的成体细胞,则一步步失去分化为其他细胞的能力。因此,干细胞的分化是一条“不归路” ,而在医学中的应用上,自然是其分化潜能越大价值越高。

  在这个角度上来说,胚胎干细胞因其全能性,显然是价值最高的,但是在实际中要获取,尤其是大量获取胚胎干细胞会严重地触犯社会伦理问题,因此是一种不可能被采用的技术方向和方案。

  科学家们也尝试研究逆转细胞分化的过程,2006 年,日本科学家山中伸弥通过人为向细胞转入四个转录因子成功的将小鼠成纤维细胞转化成诱导性多功能干细胞(简称 iPS)。但是在随后的研究中人们逐渐发现,诱导性多功能干细胞存在操作复杂、转化效率低等问题,尤其它还具有成瘤性风险的问题,令其难以在临床应用中广泛使用。

  在不断地研究和探索中,间充质干细胞逐渐显示了巨大的临床潜力和广泛的应用前景。

  间充质干细胞广泛的存在于骨髓、脐带血和脐带组织、外周血以及脂肪组织等多种组织内,具有多向分化的潜力从而可以用于组织修复,也可以分泌独特的生长因子以促进组织修复。

  同时,间充质干细胞免疫原性低的特点非常利于异体移植,这就让一人存储多人使用成为可能,从而大大提高了其应用范围。另外,利用间充质干细胞向损伤部位迁移的特点,还可以进行抗癌方面的研究和应用。

  因此,对间充质干细胞的研究非常广泛,在已注册的几千项干细胞相关的临床试验中,80% 都是关于间充质干细胞的。在修复肌肉组织、减缓阿尔茨海默病(俗称老年痴呆症)、预防中风后认知障碍以及靶向杀伤肿瘤细胞等方向,间充质干细胞都有具体的研究工作在进行,并取得了不错的结果。

  为什么是脐带间充质干细胞

  在几种主要的间充质干细胞来源中,脂肪干细胞在成人身体中非常有限,提取并不容易。骨髓干细胞虽然是最早被使用的间充质干细胞,并且也被广泛的研究,但由于提取成本高,获取有创伤,使用量也开始降低。

  而近几年来,人们对脐带间充质干细胞产生了越来越浓厚的兴趣,对其寄予厚望。

  脐带间充质细胞来自于脐带,一直以来,新生儿出生后,脐带组织作为废弃物被直接丢弃,随着研究的不断深入,人们发现脐带组织中存在大量的间充质干细胞,且具有极其广泛的临床应用潜能,因此,使用脐带间充质干细胞就具备了很多优势。

  而且所有的新生儿脐带中都含有大量的干细胞,也就让采集变得可行易行,因此也有人称脐带间充质干细胞为“干细胞黄金资源”( “stem cellgoldmine”) 。

  认识到这一点后,国际上很多国家都开始着手相关的工作,我国 2015 年新生儿大约 1600万个,近期国家全面放开二孩政策,使得采集和存储脐带间充质干细胞的工作具有更加乐观的前景和深远的意义。

  除此之外,脐带间充质干细胞表现出广泛的分化潜能,可以分化为脂肪细胞、骨细胞及软骨细胞、神经细胞、神经胶质细胞、肝脏细胞以及胰岛素分泌样干细胞等等,甚至还可以分化为汗腺细胞。此外,脐带间充质干细胞还具有不需 HLA 配型的优势,令异体移植可行。

  因此,综合起来看,脐带间充质干细胞来源充足,临床需求大,且可以在异体间进行移植,这就让这种干细胞具备了像资本或者能源一样的流动性和驱动力,也就决定了其重要的战略价值。

  脐带间充质干细胞不仅具有广泛的临床应用价值,还具有很高的研究价值。这使得脐带间充质干细胞变成了一种战略资源,而储存干细胞的组织和机构在某种意义上具备了银行的性质——它不仅具备简单的存取功能,而且具有协调和组织资源的作用。

  所以,很多国家和地区竞相开展相关的工作。我国在干细胞的研究上起步不算晚,一直以来的工作都能保持与国际上的同步,但是在临床应用的规范上还存在很多可以改进的地方。

  脐带间充质干细胞存储的三大问题

  如果继续以银行为例来看待干细胞的存储,很多问题都有待解决,这就涉及到干细胞采集,存储和应用的标准化问题。

  首先,脐带间充质干细胞(而不是脐带本身,冷冻的脐带是不能提取间充质干细胞的)的保存环境为 -196℃的超低温,细胞在这样的环境中,处于休眠状态,理论上可以永久保存。

  因此,先要从脐带组织中分离出干细胞,同时,还要在保存前对得到的干细胞进行检测。贴壁生长是间充质干细胞体外培养的特性之一,此外作为间充质干细胞的一种,脐带间充质干细胞还表达特异性表面抗原:其中包括 CD73、CD90 和 CD105,同时不表达 CD11b, CD14, CD19, CD34, CD45,CD79a。

  另外,要确保所存储的干细胞具有良好的分化潜能,还需要在存储前对其进行成脂、成骨等诱导分化以检测其多能性。除此之外,在存储时对细胞的质量、数量、形态以及纯度等数据的检测和记录也非常必要。

  其次,有研究表明,低温存储的干细胞在冻融之后,如果立即用来进行治疗或者使用,其分化能力相较于低温保存之前大受影响。但是这种“损伤”在将复苏的干细胞培养至对数生长期后可以“恢复” 。由于对干细胞的使用不可能总是在提取后立即使用,冻存是必不可少的一步,因此,在细胞复苏后,确保在培养基中将其培养至对数期就至关重要。

  而在细胞的培养过程中,培养基的使用、培养容器的表面积等也都会对细胞的状态及使用产生影响。培养环境的些许差异,也会令不同批次的细胞间的状态产生差异,如何通过标准化和规范化使得这些因素对细胞的使用和研究带来的影响最小,也是必须考虑的问题。

  另外,由于在临床上使用干细胞经常需要将细胞回输患者体内,在前期培养细胞时是使用含有动物血清的培养基还是使用更为严格的无血清培养基也是一个需要注意的问题。这些都需要一步一步地明确和解决。

  最后,在细胞复苏培养之后,还应该对细胞做大量的安全性检测,例如支原体、衣原体、内毒素、甲乙丙肝以及人类免疫缺陷病毒等。这些检测应该贯穿了从样本采集到最终细胞培养和诊疗的整个过程,而且,整个过程中都应该在符合药品生产质量管理规范(Good Manufacturing Practice,简称GMP)的条件下进行以确保其安全性,同时所有的数据和记录都应该完整的保存在记录系统中以确保整个流程都具有可追溯性。

  这样的要求显然不是任何一家公司或者机构所具备的,需要踏踏实实地从根本上建立一个完整的系统并严格地执行才可能实现。

  从细胞层面上看,人体所有疾病都属于细胞疾病,而干细胞是人体各种组织细胞的祖细胞,可以通过分泌细胞因子来促进损伤细胞的修复,也可以分化成受损死去的靶细胞。因此,干细胞具备治疗一系列人类重大疾病的潜能。

  随着社会的发展,人类对干细胞及相关产品的安全性、有效性、可控性方面的需求日益迫切,以临床应用为目标的干细胞基础与转化研究已经成为新的研究热点。无论是全球还是中国,干细胞应用的市场增速和前景都相当可观。

  在生物医药领域,虽然目前获批上市的干细胞相关治疗药物相对稀少,但有预测表明,经过数十年的技术研发与积累,干细胞在疾病治疗领域的全球市场规模有望在 2020 年达到 4000 亿美元。而受国际国内政策、资源、技术突破等因素的影响,干细胞治疗将在 2016 年迎来爆发。

  全球干细胞应用前景乐观

  先看当前对干细胞临床研究和应用最为热衷的美国。

  美国干细胞应用技术的状况通常呈现出周期式特点。在此前发展的基础上,其干细胞治疗技术在2016 年有望再次迎来药物获批高峰和强有力的政策推动。

  在美国,食品药品监督管理局(FDA)的临床试验周期通常为 6 年左右,主要分为三个时期:其中 I 期呈短期小规模特点; II 期为中等规模,一般持续几个月至 2 年; III 期为长期大规模,一般持续1至 4 年。

  根据以上周期划分,一方面,目前美国大量的干细胞药物都处于 FDA 的临床 III 期,而上一个全球干细胞产品集中上市的时间段为 2011 年 -2012年,高峰期在 2012 年;另一方面,2009 年 3 月,美国总统奥巴马才宣布解禁联邦政府资助干细胞研究,2010 年 11月,批准美国先进细胞技术公司ACTC 开展利用胚胎干细胞疗法治疗斯特格氏症的临床试验。

  无论是按照FDA临床III期还是FDA整体周期,都有理由认为,2016 年出现全球市场上干细胞药物集中获批上市的概率极大。

  此外,从美国政治周期来看,民主党主政时期的美国政府通常倾向于推行相关政策,积极支持干细胞治疗的研究,而共和党主政时期的美国政策则倾向干预、禁止相应研究。

  2015 年以来,奥巴马政府一直在干细胞治疗等尖端生物医学领域通过政策不断加码。在白宫 2015年 10月底发布的《美国创新新战略》中,精准医疗被明确为美国医疗领域的未来发展战略,2016 年美国预算投资 2.15 亿美元启动精准医疗项目。而精准医疗的核心——基因测序、细胞治疗所使用的技术与干细胞研究联系紧密。

  2016 年正值美国大选年,民主党主政的奥巴马政府很可能在任期结束前进一步推动包括干细胞在内的精准医疗计划。因此,可以预见 2016 年干细胞治疗将可得到奥巴马政府政策上的持续催化。

  当然,除去政策层面的推动,美国相关干细胞制药企业也很有可能为了自身发展,抢在 2016 年总统大选前抓紧运作,加快临床试验后期的药物在民主党主政时期到来前获批上市,从而规避政策风险。

  与美国不同,欧洲作为基督教的中心,对干细胞的态度比较保守,干细胞临床研究面临着较大的宗教文化阻力。奥地利、爱尔兰、波兰、挪威等天主教国家严格禁止干细胞研究,德国、意大利等则是对干细胞研究和应用进行了严格限制。

  但在英国等相对开放国家的大力推动下,再加上全球干细胞应用的研究大趋势影响下,欧洲干细胞临床应用的研究逐渐开放。

  值得一提的是,2014 年 12 月,干细胞药品Holoclar 被证实推荐给欧洲药监局,这意味着首例干细胞药物离在欧洲上市仅有“一步之遥” 。如今经过一年的酝酿,这一药物将很有可能在 2016 年正式上市。一旦成功上市,它将带来巨大的示范效应,加速其他干细胞产品的上市申请速度,从而将 2016年变成干细胞药物集中上市的“大年” 。

  此外,在全球经济持续疲软的情况下,精准医疗有望成为下一代科技革命爆发的关键领域之一,成为新的经济增长动力。随着以美国为代表的医疗研究力量的不断发展,欧洲逐渐开始感受到来自国际的科研发展压力,因此,欧洲也很可能在 2016 年里进一步加大对以精准医疗、干细胞临床应用为代表的高端生物医药研发与制造的投入,以保证自己在这场新的生物技术革命中“不掉队”。

  中国干细胞产业链有待深化

  我国的干细胞市场资源效应明显,产业链可以分成上游干细胞存储、中游干细胞药物研发、下游干细胞治疗三个主要环节。其中,上游干细胞存储最为成熟,是现阶段干细胞企业现金流的重要来源,也是战略性的生物资源; 中游的研发目前主要依托科研院所及少数企业,壁垒较高,是一个公司核心竞争力的集中体现; 下游干细胞临床研究应用则以医院为中枢,是未来干细胞企业治疗方案成功实施的关键环节之一。

  根据产业研究报告网发布的《2012-2016 年中国干细胞医疗市场评估及投资趋势研究报告》,2009 年我国干细胞市场为 20 亿元左右,2012 年我国干细胞市场规模达到 62 亿元,与上年相比同比增长 53%左右。

  虽然2012 年后由于政策法规没有及时跟上,导致我国干细胞市场上、中、下游发展出现暂时停止,但随着 2015 年下半年政策的逐步明确,干细胞产业迅速破冰,预计国内 5 年市场复合增速可达 40%以上,加上相关药品陆续获批上市,未来我国干细胞产业的市场规模有可能达到 600 亿元 / 年。

  脐带中间充质干细胞的数量远高于脐带血中间充质干细胞的数量。且细胞纯度、体外增值能力、分化诱导能力都远远高于脐血间充质干细胞。因此脐带间充质干细胞在临床应用上具有更高的价值。

  但是,由于缺少监管,各地脐带存储恶性竞争相当严重,不合规中小企业囤积大量脐带,而具备提取制备能力及技术专利的企业却市场面临缺乏大量优质脐带的困境,整个干细胞治疗上游产业链呈现一定混乱鲁莽的发展迹象。

  我国干细胞产业链中游的研发一直具备较为独特的优势。美国在干细胞的基础研究领域处于绝对领先地位,其干细胞专利和科研论文的产出量都名列前茅,但伦理方面的争议和严格的监管限制导致临床应用方面相对滞后。

  而我国国内的环境正好相反——我国干细胞行业门槛很高,对技术、资金、攻关和干细胞库的运营资质都有着极高的要求,但对临床应用的监管则较为宽松。有业内人士指出,在国外干细胞企业冒着巨大的失败风险投入数亿美元的资金进行干细胞药物研究时,国内相关公司可以无风险的收取巨额治疗费用。

  截止到目前,我国干细胞临床研究主要在顽固性自体免疫病的间充质干细胞治疗、间充质干细胞用于诱导移植耐受、视网膜病变的干细胞治疗这几个领域表现比较出色。随着《干细胞临床研究管理办法(试行)》等的实施,以科研院所为主的干细胞研究技术有望在规范、严禁的基础上持续快速提升,创造更多的研发收益。

  我国干细胞产业链下游临床治疗领域以各类干细胞移植及治疗业务为主体,主要包括一些开展干细胞治疗的医院。据专家不完全统计,目前我国干细胞临床治疗主要使用脐带间充质干细胞治疗,每年约 1万例,收费 5万-20万元 / 病例; 使用脐血 /骨髓 / 宫内膜间充质干细胞治疗+ 其它干细胞治疗,每年约3000-4000 例,收费 4万-10万元 / 病例。

  据此,间充质干细胞及其他干细胞在应用环节目前估算市场规模为 10 亿级别。随着适应症越来越多的被发现,未来市场空间将进一步扩大。

  2015 年可谓是继 2012 年卫计委叫停所有干细胞新项目申报后的破冰之年。 《干细胞临床研究管理办法(试行) 》和《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则 (试行) 》的颁布,有着从 0 到 1 的鲜明象征意义。在国家大力推动包括干细胞在内的尖端医疗的大背景下,从 2016 年起,干细胞产业相关政策有望逐步放开,商业化及临床化干细胞治疗、质控与疗效评价具体标准、异体干细胞治疗将会有更大的想象空间。

  随着医学以及生物科学的进步,注重产业化的转化医学;关注人体修复的再生医学,聚焦治疗方式变革的精准医疗,正成为医学界三大新兴领域与重要组成部分。

  而这三个领域都与干细胞的研究与产业化有着密不可分的关系。可以说,干细胞是未来三大新兴医学的重要基础与实现手段。

  转化医学:从实验室到病房

  20 世纪末,美国国立卫生研究院(NIH)的研究经费高达 200 多亿美元,但美国人却在追问,发明了那么多的新技术,积累了那么多新的知识,发表了那么多的高水平论文,为什么人们的健康状况并没有得到显著改善。

  在不断的拷问声中,从实验室到临床的转化医疗诞生了。临床转化科学基金会(Clinical andTranslational Science Award,简称 CTSA)用以负责转化项目的设立,资助和监管工作。NIH-CTSA 每年投入 2-5 亿美元用来资助相关的转化研究,并且在美国已经建成了多于 60 家的转化中心。

  除了美国,世界各国各地区在近几年都加大了对转化医学的支持,截止到 2012 年,英国已成立了20 家生物医学研究中心,而欧洲委员会则计划共为此项目投入 60 亿欧元。

  科研成果难以转化的问题,同样存在于我国。2015 年 12月,“北京市属医院科技成果展示暨转化项目推介会”召开。会上,北京市医管局科研处处长潘军华坦言,目前北京市属医院科研成果转化率不足10%,大部分科研项目还在“沉睡”当中。北京安贞医院此前在院内设立了一个医学转化奖,但是连续 4 年,这个奖都未能成功颁发出去。

  造成“转化难”的主要问题是科研立项未考虑医疗市场需求。有些医生是“为了申请专利而申请”。我国在转化医疗方面的支持力度也在增大,计划在全国建成六个转化中心,其中,2017 年建成的上海国家转化医学中心预算将达 10 亿人民币。

  干细胞: 天然的转化医学主体

  在各国政策大力的支持下,在基因组学,蛋白质组学以及生物信息学的迅速发展的带动下,转化医学在分子标识物的鉴定和应用、基于分子分型的个性化治疗,以及疾病治疗的反应和预后评估预测方面,表现出了巨大的发展和应用潜力,比如现在比较令人期望的包括基因检测、干细胞治疗等方向的临床应用,就是其中案例。

  事实上,早在 21 世纪初,干细胞就普遍被认为将带来人类医学的革命。目前全球有超过 700 家公司正在开展干细胞及转化医学相关的研究。国际上也已有 8 种干细胞药物或技术获批上市并应用于临床。

  迄今为止,已有一些研究者用神经干细胞移植,治疗脑缺血性疾病、脑出血性疾病、中枢神经系统创伤、中枢神经系统脱髓鞘疾病、中枢神经系统慢性退变性疾病(帕金森病、亨廷顿病和阿尔茨海默病)以及中枢神经系统肿瘤等疾病。

  虽然这些转化的成果距离真正意义上的细胞替代修复尚有距离,但国内外从事中游干细胞治疗研究和干细胞药物研发的企业数量近年来剧增,这足以说明干细胞在转化医学领域的天然优势和巨大潜力。

  不过值得注意的是,虽然多项基础研究领先世界,但在代表干细胞与再生医学前沿的多能干细胞转化应用上,中国还较为欠缺。

  此外,中国与干细胞治疗相关的技术规范、标准、伦理等研究相对滞后,特别是从事干细胞质量控制和标准研究的队伍,仅有少数个别企业。

  再生医学: 修复人体器官

  再生医学是指利用生物学及工程学的理论方法创造丢失或功能损害的组织和器官,使其具备正常组织和器官的机构和功能。通俗理解,就是让人类的组织或器官再生。

  这种神奇的医疗技术,对于现代医学的意义是颠覆性的,它的基本理念,从目前医学的有限处理,变成“治愈” 。理论上,所有疾病导致的组织和器官损坏,都可能通过再生医学技术获得治愈。

  组织工程与再生医学是利用现代生命科学及工程学原理,研制体外制造可供移植人体组织器官的新兴学科,其核心就是建立细胞与生物材料的三维空间复合体,即具有生命力的活体组织,用以对病损组织进行形态、结构和功能的重建并实现永久性替代。

  其基本原理和方法,是将体外培养扩增的正常组织细胞吸附于一种生物相容性良好并可被机体吸收的生物材料上以形成复合物,细胞在生物材料逐渐被机体降解吸收的过程中,形成新的在形态和功能方面与相应器官、组织一致的组织,从而达到修复创伤和重建功能的目的。

  近年来,随着再生医学研究的进展,组织修复与再生医学将在传统治疗技术方法不断完善的基础上,展现出分子、细胞、组织和器官不同层次生物高科技修复工程的划时代医疗水准,将造福海量需要帮助的病人。

  干细胞: 再生医学的源泉

  对于组织修复与再生医学而言,干细胞、组织工程与生物材料的发展,对其发展起着至为重要的作用。随着这三大技术的不断实践,人们已经看到组织修复和再生的创新理论、关键技术和方法开始应用于人类健康领域。

  而在三种技术中,干细胞最为关键。干细胞具有自我更新能力、大规模扩增以及多向分化的潜能,是再生医学的核心组成。正常人体组织出现损伤时,都是通过干细胞不断增殖,重构这个组织。

  干细胞有很多种。根据干细胞所处的发育阶段,大致可分为胚胎干细胞和成体干细胞,根据干细胞的发育潜能分为三类: 全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。成体干细胞包括来自骨髓、脂肪等组织来源的干细胞,也包括围产期组织如胎盘、脐带组织和脐血来源的造血干细胞和间充质干细胞等。

  精准医疗: 第三次医学革命

  2015 年,奥巴马在国情咨文演讲中宣布了一个生命科学领域新项目——精准医疗计划 (PrecisionMedicineInitiative),该计划致力于治愈癌症和糖尿病等疾病,目的是让所有人获得健康个性化信息。根据此规划,美国将从 2016 年财政预算中为精准医疗项目划拨 2.15 亿美元经费。

  自此精准医疗成为全球医疗和健康行业的关注焦点。支持精准医疗的医学专家认为,精准医学是现代医学进入的第三次革命。前两次可以划分为医学与巫术的分离(第一次革命)以及循证医学(Evidence-based Medicine)的建立 (第二次革命) 。

  在中国,精准医疗也得到了国家领导人的支持,并得以快速推进,2016 年有望写入十三五重大科技专项,而干细胞治疗和精准医疗的天然密切联系及国家对于高端生物制药的不断加码,有望使得相关政策加速落地。

  干细胞: 精准医疗绝佳载体

  奥巴马提出的精准医学推动了整个了个体化医学的发展,所谓的精准医疗本质上是个体化医学体系。

  在这个体系中,基因测序是一个重要的前提条件,而干细胞则是精准医疗的绝佳载体。干细胞可以通过分化变成神经细胞、胰岛细胞、皮肤细胞、血细胞、骨头细胞等几乎所有的细胞。凭借其特性,通过自体细胞增殖或组织器官再生达到治疗目的,简而言之就是一种精准的个体化自体治愈过程。

  而另一层面,由于不同部位和用途的干细胞产品,能够精准到达受损部位或组织器官,可以成为靶向治疗药物的载体,精确到达病变部位。

  与传统药物作用方式相比,干细胞载体的治疗药物,不仅可以避免消化道等其他身体系统的消耗,更可以按照病变程度,精简药量,减少化学药物对人体的损害,达到最佳效果。

  目前,我国科研领域关于干细胞基础和临床研究硕果累累:所发论文数量位居世界第二,所申专利数量位居世界第三,且已有一批研究机构挤进国际先进水平。虽然遭遇 2012 年政策叫停,但是我国干细胞基础研究一直都在稳步前进。

  相信随着 2015 年政策的逐步放开,干细胞在精准医疗上的潜力将很快显现。

  干细胞基础研究频频突破的背后,是风起云涌的行业发展浪潮。

  过去一年来,国内外干细胞行业和政策大事件引发的关注,并不亚于干细胞基础研究和临床研究领域的突破,接二连三的投资、并购,接连不断的政策利好,传递出信号,干细胞的产业化进程正在进入一个新高潮。

  行业发展浪潮不断

  2015 年,出于对干细胞技术的厚望,国际国内生物技术行业发生了多起令人瞩目的投资、并购事件。通过投资、并购的方式,这些企业能够快速融合双方甚至多方的技术积累,进一步提升综合技术水平、拓宽业务范围。

  近三年来,日本企业在干细胞与再生医学行业的布局一直较为活跃。除了迅速发展本土相关研究,日本企业也将目光放到了境外收购上,2015 年3月底,富士胶片控股公司宣布 3.07 亿美元收购美国 Cellular Dynamics International 公司,后者在诱导多能干细胞的开发和生产上实力强大; 2015 年 11月上旬,日本药企安斯泰来宣布,拟计划以 3.79 亿美元的价格收购美国的著名干细胞技术公司 OcataTherapeutics。安斯泰来对 Ocata 的收购是看中了后

  者的胚胎干细胞技术用于治疗眼科疾病的大量研究经验,以及包括 Robert Lanza 博士在内的世界级干细胞科学家。

  在其他国家和地区,干细胞投资和并购同样充满活力。2015 年 4月初,美国生物技术巨头新基医药公司收购澳大利亚干细胞技术领头企业Mesoblast4.72% 的股份,旨在扩大干细胞与再生医学领域的产品线; 瑞士制药巨头诺华制药则投资了以色列干细胞技术企业 Gamida Cell,共同推进脐血干细胞 NiCord 疗法的三期临床试验。

  当然,国内的干细胞企业和研究机构也在积极推进干细胞研究及产业化发展。

  2015 年初,上海干细胞产业界传来消息,以骨髓间充质干细胞治疗心力衰竭(863 项目)、视网膜前体细胞治疗帕金森氏病(973 项目)、脂肪间充质血管成分治疗骨关节炎(国际合作项目)三个重大科研项目获得重大进展。

  以此三个项目为依托,上海张江国家自主创新示范区干细胞转化医学产业基地项目投入总建设经费 2.55 亿元,打造干细胞上中下游产业集群。2015年底,上海宣布着手筹建全球最大的干细胞医院,选址确定位于上海市嘉定区,计划于 2016 年开工。

  除此之外,国内多家干细胞治疗企业与日本、瑞士、加拿大、德国等企业以投资、收购等形式,在推进新技术研发和产业合作。

  政策利好与规范

  由于干细胞是一类具有不同分化潜能,并在非分化状态下自我更新的细胞,所以用于干细胞临床应用的细胞制备技术和治疗方案也具备多样性、复杂性和特殊性。

  干细胞的这种独特性质蕴含着不容小觑的临床应用潜力。随着干细胞研究的飞速发展,国内越来越多的相关企业涌现,我国国家层面也愈加高度重视干细胞产业的发展。

  2015 年 8月 21日,国家卫生计生委与食品药品监管总局联合发布《干细胞临床研究管理办法(试行)》,对干细胞临床研究机构的条件与职责、研究的立项与备案、临床研究过程、研究报告制度、专家委员会职责、监督管理等进行了规范。

  这是我国出台的首个干细胞临床研究管理规范,旨在规范干细胞临床研究行为,保障受试者权益,促进干细胞研究健康发展。这对于干细胞产业可谓是“千呼万唤始出来”,也为干细胞研究走向最后一公里铺下了垫脚石。

  从规范管理角度来看,作为一种新型的生物技术产品,所有干细胞制剂都可遵循一个共同的研发过程,即从干细胞制剂的制备、体外试验、体内动物实验,到植入人体的临床研究及临床治疗的过程。必须认识到,整个过程的每一阶段,都应对所使用的干细胞制剂在细胞质量、安全性和生物学效应方面进行相关的研究和质量控制。

  因此,国家卫计委与国家食药监总局在《干细胞临床研究管理办法(试行)》之前,还组织制定了《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行) 》 ,希望通过规范化要求加强我国干细胞制剂和临床研究质量的管理。

  2015 年 11月 16 日,国家重点研发计划试点专项 2016 年度第一批项目申报指南正式在科技部门户网站对外公布,“干细胞及转化研究”名列其中。作为国家重点研发计划六大试点专项之一,为期五年的“干细胞及转化研究”设置了多能干细胞干性维持机制、组织干细胞的获得及功能、基于干细胞的器官再造、干细胞转化与应用等八大重点任务。

  这标志着在多年的探索后,我国干细胞研究有望从实验室走向临床,实施兼顾基础研究及应用转化的国家重点研发计划“干细胞及转化研究”重点专项正当其时。

  一直以来,我国在干细胞与再生医学领域经过多年发展,已经成绩斐然,在细胞重编程、干细胞技术、特色性动物资源等领域打下了良好的基础,干细胞领域论文与专利在国际上排名也在大幅提升。遗憾的是,目前规范化的干细胞转化应用和相关产品面世的数量稀少,核心技术与成果转化仍略显不足。

  但在过去的一年里,多项官方举措的出台反映出国家层面对这一问题的高度关注,也为该行业的发展传递了积极信号。相信在政府政策的规范与利好下,干细胞技术将很快向临床应用成果转化,发挥造福民众、拉动经济增长的巨大作用。

  纵观人类的现代医学发展史,外科手术和化学药物这两场“医疗革命”虽然具有“前无古人”的开创意义,但并没有很好地解决病痛过后,人体损伤修复再生的问题。

  干细胞技术的出现改变了一切

  与这两类相对传统的疾病治疗方法相比,干细胞作为一种“活的”生命单元,具有强大的 “自组织”能力,能够直接作用于受损的组织和器官,通过细胞分化,改善微环境等,达到疾病治疗的目的。这一明显优势让干细胞具备了掀起第三次医学革命浪潮的可能。

  1997 年克隆羊 “多莉”的诞生,让干细胞首次走入整个科学界和普通民众的视野。1998 年,美国威斯康辛大学科学家詹姆斯·汤姆森成功在实验室获取人类胚胎干细胞和人类胚胎生殖干细胞,生命由此展示出逆生长潜能,引起广泛关注,各国纷纷对干细胞基础研究和应用投入重金。

  作为一个新型生命科学研究领域,干细胞的临床应用存在着无尽的可能和希望。在刚刚过去的2015 年里,干细胞研究领域取得了诸多极具开创性的成果,越来越多的干细胞技术被研发并逐渐应用到临床上,未来干细胞在医学及其他更多领域的发展方向,也正在变得更加明晰。

  决定干细胞自我更新式分裂的关键结构被发现

  过往研究成果表明,成体干细胞能够借助一种特殊环境,维持未分化和自我更新状态,从而在有机体的一生中,为组织的平衡稳定不断提供新细胞。研究人员发现,组成特殊环境的细胞会产生信号和生产因子,从而促进干细胞的维持,但到底为何只有干细胞能够自我更新式的细胞分裂,一直未解。

  2015 年 7月,美国西南医学中心的研究人员与密歇根大学的研究人员合作开展研究,终于发现了其中的奥秘: 干细胞能够形成由微管蛋白组成的毫微管结构,而这些线状的毫微管结构会像吸管一样延伸到特殊环境中,保证组成特殊环境的细胞产生的信号和生长因子只作用于干细胞。

  研究人员指出,这一发现改变了人们之前对于干细胞如何与周围细胞进行交流的看法,对于理解干细胞如何再生以及细胞间错误交流如何导致疾病(如癌症)的发生都具有非常重要的意义。

  产生过多的干细胞会导致癌症发生,而产生的干细胞太少则会导致组织平衡失调促进衰老过程。了解特殊环境中干细胞获得信号维持自我更新的机制,是开发癌症治疗方法、逆转组织衰老的重要基础。

  提高造血干细胞移植效率新方法出现

  2015 年 7月,美国印第安纳大学医学院研究人员在国际学术期刊《细胞》发表了一项关于造血干细胞的最新研究成果。

  一般情况下,造血干细胞驻留在骨髓和脐带血的低氧环境中,但几乎所有的造血干细胞研究都是在非生理条件的环境空气中进行分离和筛选。

  在该项研究中,研究人员在低氧条件下对骨髓和脐带血进行了收集和操作,证明将骨髓和脐带血暴露在环境空气中会降低造血干细胞长期扩增过程的细胞得率,同时会增加祖细胞的数量,研究人员将这种现象称为非生理学氧气应激。因此,骨髓和脐带血中造血干细胞的数量一直都被低估。

  随后,研究人员通过实验探究,保证了在空气中收集小鼠骨髓和人类脐带血中的造血干细胞时避免发生反应,增加了可用于移植的造血干细胞数目。

  肝脏干细胞来源揭秘

  肝脏源源不断新生的细胞到底从何而来?肝脏主要由高度分化的肝细胞组成并完成许多任务,包括储存维生素和矿物质、去除毒素、调节血液中脂肪和糖。这些细胞死亡后由健康的新肝细胞取代,但这些新细胞的来源从来没有被确定。

  2015 年 8月,国际学术杂志《自然》发布的一篇研究文章显示,霍华德休斯医学研究所的科学家确定了能够分化为功能性肝细胞的干细胞。这意味着,肝脏干细胞来源之谜终于被解开。

  研究所的研究员罗努瑟博士说 : “我们解决了一个很老的问题。我们发现,就如同其他需要补充丢失细胞的组织,肝脏干细胞也会增殖和产生成熟细胞,甚至在没有肝损伤或疾病的情况下。”

  基于这一发现,他所在的实验室目前正在研究新发现的干细胞如何在肝损伤后帮助肝组织再生。

  细胞周期时钟控制胚胎干细胞多能性的机制被发现

  2015 年 8月, 《细胞》杂志中的一篇研究报道称,一批来自新加坡 A*STAR 基因组研究所的研究人员通过长期研究,首次揭示细胞周期时钟控制多能干细胞分化的分子机制,相关研究或为理解细胞分化机制,以及开发新型潜在疗法提供思路。

  胚胎干细胞并不能分化为特殊类型的细胞,当其出于多能性状态时才可以,细胞周期分为四个阶段: G1、S、G2 及 M 期,此前有研究发现胚胎干细胞的细胞分化尽在 G1 期才开始,而由于 G1 期的特性才会促进细胞的谱系规范,其它三个细胞周期特性的缺失被认为可以阻碍癌细胞的分化。

  这项研究中,研究人员利用高通量的筛选技术首次发现,在 S 和 G2 期胚胎干细胞可以维持自身的多能性,也就是说胚胎干细胞可以积极地抵御分化过程; 另外研究者还表示,当存在基因损伤时,胚胎干细胞就不会发生分化,以便抑制缺乏基因组稳定性的特殊分化细胞的产生。

  利用光束控制胚胎干细胞分化

  2015 年 9月,美国加州大学旧金山分校的研究人员首次利用光束来精确控制胚胎干细胞的分化,从而使其可以分化成为神经细胞来为精确的体外研究提供一定帮助。

  近些年来科学家们在未分化的干细胞中发现了很多可以编码干细胞发育的基因,而揭示这些细胞如何忽视嘈杂的波动以及快速反应形成机体所需细胞一直是科学家们的研究热点。

  研究者马太·汤姆森说,我们发现了一种基本的机制,细胞可以利用该机制来决定是否进行发育:在胚胎发育期间,干细胞会表演一段精心安排的“舞蹈” ,随后其会从无作用、未分化的形式转化成为构建机体主要器官系统的细胞。

  为了检测干细胞如何将发育线索作为关键的信号或是外部“噪音” ,科学家们对培养中的小鼠胚胎干细胞进行了工程化操作: 他们利用蓝色光脉冲开启了一种特殊基因,该基因是一种潜在的神经分化的线索,通过调整光脉冲的强度和持续性,研究者就可以实现精确控制该基因的剂量,并且观察细胞的反应。

  研究者表示,如果基因信号足够强的话,干细胞就会快速转化成为神经元。

  颠覆: 杜氏肌营养不良其实是干细胞病

  渥太华大学和渥太华医院的研究人员首次发现,杜氏肌营养不良(DMD)能够直接影响肌肉干细胞。这项研究发表在 2015 年 11月16 日的《自然医学》期刊上,颠覆了人们长期以来对这种疾病的理解,为实现更有效的治疗奠定了基础。

  “近 20 年来,我们一直以为这些患者的肌无力主要是因为肌纤维出了问题。但我们这项研究显示,患者肌肉干细胞的功能本身就存在问题,”文章的资深作者迈克尔·鲁德尼克博士说。“这彻底改变了我们对杜氏肌营养不良的认识,有望大大提高治疗的有效性。”

  干细胞开发出可产血清素的神经元

  2015 年 12月,美国威斯康星大学的研究人员研究开发了一种可以制造血清素的特殊神经细胞,血清素是一种在大脑中扮演多种重要角色的化学物质,其可以影响机体情绪、睡眠、焦虑、抑郁、食欲等表现,同时也在很多严重的精神性疾病中扮演者重要作用,比如精神分裂症和双相情感障碍等。

  尽管其它科学家可以使成熟的干细胞转化成为类似血清素神经元的细胞,此前研究中研究人员也利用多能干细胞制造出了一小部分的血清素神经元,但检测到的 10 个神经元中仅有 2 个是血清素神经元,而且研究者几乎检测不到血清素的释放。

  对于此次新发现,美国威斯康星大学的研究人员认为,当前研究可以帮助开发新型更加有效的药物,尤其是和高水平神经元功能相关的有效药物。这种特殊的神经细胞来自于人类机体,其可以对患抑郁症、双相情感障碍及焦虑症的患者非常有益。

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