干細(xì)胞:下一個(gè)“吹起豬”的風(fēng)口
干細(xì)胞,因?yàn)榫哂袕?qiáng)大的修復(fù)和重建功能,具有再生為各種人體組織器官的潛在能力,又被形象地稱為“萬(wàn)用細(xì)胞”?。這個(gè)概念最初是在1908?年柏林的一次血液病大會(huì)上被俄國(guó)組織學(xué)家亞歷山大?.?馬科斯莫夫作為一種假說(shuō)概念提出的,直到1945?年,人們才真正找到了真實(shí)的造血干細(xì)胞。
此后,對(duì)于干細(xì)胞的研究越來(lái)越多,到上世紀(jì)末,人們對(duì)干細(xì)胞的研究和技術(shù)逐漸成熟,并成功地從人體胚胎組織中培養(yǎng)出人的多能干細(xì)胞。
《科學(xué)》雜志曾將干細(xì)胞研究評(píng)選為世界十大科技進(jìn)展之首,《時(shí)代》周刊也給其相似的評(píng)價(jià)。伴隨著“轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”?,?“細(xì)胞治療”等領(lǐng)域和概念的升溫,?與干細(xì)胞相關(guān)的研究和臨床應(yīng)用實(shí)驗(yàn),?以?“再生醫(yī)學(xué)”的叫法開(kāi)始被人們廣泛提及。
從胚胎干細(xì)胞到間充質(zhì)干細(xì)胞
干細(xì)胞是一類(lèi)未經(jīng)分化的細(xì)胞,它能夠自我復(fù)制且可分化為各種特定功能的細(xì)胞。當(dāng)干細(xì)胞本身的狀態(tài)以及其所處微環(huán)境不同時(shí),干細(xì)胞會(huì)“選擇”自我復(fù)制或者向特定方向分化,隨著它的一步步分化,干細(xì)胞的分化潛能也出現(xiàn)了下降。
例如,由受精卵在最初的分裂后形成的全能干細(xì)胞均具有獨(dú)立發(fā)育成完整胎兒的能力——這也是同卵雙胞胎的成因,但是隨后由這些全能干細(xì)胞分化出的內(nèi)細(xì)胞——多能干細(xì)胞,盡管可以通過(guò)分化形成人體的所有組織和器官,但它們不具有形成胎盤(pán)等組織的能力,也就喪失了在子宮內(nèi)獨(dú)立發(fā)育成胎兒的全能性。
而多能干細(xì)胞進(jìn)一步分化后得到的各功能干細(xì)胞以及后續(xù)得到的成體細(xì)胞,則一步步失去分化為其他細(xì)胞的能力。因此,干細(xì)胞的分化是一條“不歸路”?,而在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用上,自然是其分化潛能越大價(jià)值越高。
在這個(gè)角度上來(lái)說(shuō),胚胎干細(xì)胞因其全能性,顯然是價(jià)值最高的,但是在實(shí)際中要獲取,尤其是大量獲取胚胎干細(xì)胞會(huì)嚴(yán)重地觸犯社會(huì)倫理問(wèn)題,因此是一種不可能被采用的技術(shù)方向和方案。
科學(xué)家們也嘗試研究逆轉(zhuǎn)細(xì)胞分化的過(guò)程,2006?年,日本科學(xué)家山中伸彌通過(guò)人為向細(xì)胞轉(zhuǎn)入四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子成功的將小鼠成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化成誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱?iPS)。但是在隨后的研究中人們逐漸發(fā)現(xiàn),誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞存在操作復(fù)雜、轉(zhuǎn)化效率低等問(wèn)題,尤其它還具有成瘤性風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題,令其難以在臨床應(yīng)用中廣泛使用。
在不斷地研究和探索中,間充質(zhì)干細(xì)胞逐漸顯示了巨大的臨床潛力和廣泛的應(yīng)用前景。
間充質(zhì)干細(xì)胞廣泛的存在于骨髓、臍帶血和臍帶組織、外周血以及脂肪組織等多種組織內(nèi),具有多向分化的潛力從而可以用于組織修復(fù),也可以分泌獨(dú)特的生長(zhǎng)因子以促進(jìn)組織修復(fù)。
同時(shí),間充質(zhì)干細(xì)胞免疫原性低的特點(diǎn)非常利于異體移植,這就讓一人存儲(chǔ)多人使用成為可能,從而大大提高了其應(yīng)用范圍。另外,利用間充質(zhì)干細(xì)胞向損傷部位遷移的特點(diǎn),還可以進(jìn)行抗癌方面的研究和應(yīng)用。
因此,對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞的研究非常廣泛,在已注冊(cè)的幾千項(xiàng)干細(xì)胞相關(guān)的臨床試驗(yàn)中,80%?都是關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞的。在修復(fù)肌肉組織、減緩阿爾茨海默?。ㄋ追Q老年癡呆癥)、預(yù)防中風(fēng)后認(rèn)知障礙以及靶向殺傷腫瘤細(xì)胞等方向,間充質(zhì)干細(xì)胞都有具體的研究工作在進(jìn)行,并取得了不錯(cuò)的結(jié)果。
為什么是臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞
在幾種主要的間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源中,脂肪干細(xì)胞在成人身體中非常有限,提取并不容易。骨髓干細(xì)胞雖然是最早被使用的間充質(zhì)干細(xì)胞,并且也被廣泛的研究,但由于提取成本高,獲取有創(chuàng)傷,使用量也開(kāi)始降低。
而近幾年來(lái),人們對(duì)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)生了越來(lái)越濃厚的興趣,對(duì)其寄予厚望。
臍帶間充質(zhì)細(xì)胞來(lái)自于臍帶,一直以來(lái),新生兒出生后,臍帶組織作為廢棄物被直接丟棄,隨著研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)臍帶組織中存在大量的間充質(zhì)干細(xì)胞,且具有極其廣泛的臨床應(yīng)用潛能,因此,使用臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞就具備了很多優(yōu)勢(shì)。
而且所有的新生兒臍帶中都含有大量的干細(xì)胞,也就讓采集變得可行易行,因此也有人稱臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞為“干細(xì)胞黃金資源”(?“stem?cellgoldmine”)?。
認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)后,國(guó)際上很多國(guó)家都開(kāi)始著手相關(guān)的工作,我國(guó)?2015?年新生兒大約?1600萬(wàn)個(gè),近期國(guó)家全面放開(kāi)二孩政策,使得采集和存儲(chǔ)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的工作具有更加樂(lè)觀的前景和深遠(yuǎn)的意義。
除此之外,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞表現(xiàn)出廣泛的分化潛能,可以分化為脂肪細(xì)胞、骨細(xì)胞及軟骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、肝臟細(xì)胞以及胰島素分泌樣干細(xì)胞等等,甚至還可以分化為汗腺細(xì)胞。此外,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞還具有不需?HLA?配型的優(yōu)勢(shì),令異體移植可行。
因此,綜合起來(lái)看,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源充足,臨床需求大,且可以在異體間進(jìn)行移植,這就讓這種干細(xì)胞具備了像資本或者能源一樣的流動(dòng)性和驅(qū)動(dòng)力,也就決定了其重要的戰(zhàn)略價(jià)值。
臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞不僅具有廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值,還具有很高的研究?jī)r(jià)值。這使得臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞變成了一種戰(zhàn)略資源,而儲(chǔ)存干細(xì)胞的組織和機(jī)構(gòu)在某種意義上具備了銀行的性質(zhì)——它不僅具備簡(jiǎn)單的存取功能,而且具有協(xié)調(diào)和組織資源的作用。
所以,很多國(guó)家和地區(qū)競(jìng)相開(kāi)展相關(guān)的工作。我國(guó)在干細(xì)胞的研究上起步不算晚,一直以來(lái)的工作都能保持與國(guó)際上的同步,但是在臨床應(yīng)用的規(guī)范上還存在很多可以改進(jìn)的地方。
臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞存儲(chǔ)的三大問(wèn)題
如果繼續(xù)以銀行為例來(lái)看待干細(xì)胞的存儲(chǔ),很多問(wèn)題都有待解決,這就涉及到干細(xì)胞采集,存儲(chǔ)和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
首先,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(而不是臍帶本身,冷凍的臍帶是不能提取間充質(zhì)干細(xì)胞的)的保存環(huán)境為?-196℃的超低溫,細(xì)胞在這樣的環(huán)境中,處于休眠狀態(tài),理論上可以永久保存。
因此,先要從臍帶組織中分離出干細(xì)胞,同時(shí),還要在保存前對(duì)得到的干細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)。貼壁生長(zhǎng)是間充質(zhì)干細(xì)胞體外培養(yǎng)的特性之一,此外作為間充質(zhì)干細(xì)胞的一種,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞還表達(dá)特異性表面抗原:其中包括?CD73、CD90?和?CD105,同時(shí)不表達(dá)?CD11b,?CD14,?CD19,?CD34,?CD45,CD79a。
另外,要確保所存儲(chǔ)的干細(xì)胞具有良好的分化潛能,還需要在存儲(chǔ)前對(duì)其進(jìn)行成脂、成骨等誘導(dǎo)分化以檢測(cè)其多能性。除此之外,在存儲(chǔ)時(shí)對(duì)細(xì)胞的質(zhì)量、數(shù)量、形態(tài)以及純度等數(shù)據(jù)的檢測(cè)和記錄也非常必要。
其次,有研究表明,低溫存儲(chǔ)的干細(xì)胞在凍融之后,如果立即用來(lái)進(jìn)行治療或者使用,其分化能力相較于低溫保存之前大受影響。但是這種“損傷”在將復(fù)蘇的干細(xì)胞培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后可以“恢復(fù)”?。由于對(duì)干細(xì)胞的使用不可能總是在提取后立即使用,凍存是必不可少的一步,因此,在細(xì)胞復(fù)蘇后,確保在培養(yǎng)基中將其培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期就至關(guān)重要。
而在細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程中,培養(yǎng)基的使用、培養(yǎng)容器的表面積等也都會(huì)對(duì)細(xì)胞的狀態(tài)及使用產(chǎn)生影響。培養(yǎng)環(huán)境的些許差異,也會(huì)令不同批次的細(xì)胞間的狀態(tài)產(chǎn)生差異,如何通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化使得這些因素對(duì)細(xì)胞的使用和研究帶來(lái)的影響最小,也是必須考慮的問(wèn)題。
另外,由于在臨床上使用干細(xì)胞經(jīng)常需要將細(xì)胞回輸患者體內(nèi),在前期培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)是使用含有動(dòng)物血清的培養(yǎng)基還是使用更為嚴(yán)格的無(wú)血清培養(yǎng)基也是一個(gè)需要注意的問(wèn)題。這些都需要一步一步地明確和解決。
最后,在細(xì)胞復(fù)蘇培養(yǎng)之后,還應(yīng)該對(duì)細(xì)胞做大量的安全性檢測(cè),例如支原體、衣原體、內(nèi)毒素、甲乙丙肝以及人類(lèi)免疫缺陷病毒等。這些檢測(cè)應(yīng)該貫穿了從樣本采集到最終細(xì)胞培養(yǎng)和診療的整個(gè)過(guò)程,而且,整個(gè)過(guò)程中都應(yīng)該在符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(Good?Manufacturing?Practice,簡(jiǎn)稱GMP)的條件下進(jìn)行以確保其安全性,同時(shí)所有的數(shù)據(jù)和記錄都應(yīng)該完整的保存在記錄系統(tǒng)中以確保整個(gè)流程都具有可追溯性。
這樣的要求顯然不是任何一家公司或者機(jī)構(gòu)所具備的,需要踏踏實(shí)實(shí)地從根本上建立一個(gè)完整的系統(tǒng)并嚴(yán)格地執(zhí)行才可能實(shí)現(xiàn)。
從細(xì)胞層面上看,人體所有疾病都屬于細(xì)胞疾病,而干細(xì)胞是人體各種組織細(xì)胞的祖細(xì)胞,可以通過(guò)分泌細(xì)胞因子來(lái)促進(jìn)損傷細(xì)胞的修復(fù),也可以分化成受損死去的靶細(xì)胞。因此,干細(xì)胞具備治療一系列人類(lèi)重大疾病的潛能。
隨著社會(huì)的發(fā)展,人類(lèi)對(duì)干細(xì)胞及相關(guān)產(chǎn)品的安全性、有效性、可控性方面的需求日益迫切,以臨床應(yīng)用為目標(biāo)的干細(xì)胞基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化研究已經(jīng)成為新的研究熱點(diǎn)。無(wú)論是全球還是中國(guó),干細(xì)胞應(yīng)用的市場(chǎng)增速和前景都相當(dāng)可觀。
在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,雖然目前獲批上市的干細(xì)胞相關(guān)治療藥物相對(duì)稀少,但有預(yù)測(cè)表明,經(jīng)過(guò)數(shù)十年的技術(shù)研發(fā)與積累,干細(xì)胞在疾病治療領(lǐng)域的全球市場(chǎng)規(guī)模有望在?2020?年達(dá)到?4000?億美元。而受?chē)?guó)際國(guó)內(nèi)政策、資源、技術(shù)突破等因素的影響,干細(xì)胞治療將在?2016?年迎來(lái)爆發(fā)。
全球干細(xì)胞應(yīng)用前景樂(lè)觀
先看當(dāng)前對(duì)干細(xì)胞臨床研究和應(yīng)用最為熱衷的美國(guó)。
美國(guó)干細(xì)胞應(yīng)用技術(shù)的狀況通常呈現(xiàn)出周期式特點(diǎn)。在此前發(fā)展的基礎(chǔ)上,其干細(xì)胞治療技術(shù)在2016?年有望再次迎來(lái)藥物獲批高峰和強(qiáng)有力的政策推動(dòng)。
在美國(guó),食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)的臨床試驗(yàn)周期通常為?6?年左右,主要分為三個(gè)時(shí)期:其中?I?期呈短期小規(guī)模特點(diǎn);?II?期為中等規(guī)模,一般持續(xù)幾個(gè)月至?2?年;?III?期為長(zhǎng)期大規(guī)模,一般持續(xù)1至?4?年。
根據(jù)以上周期劃分,一方面,目前美國(guó)大量的干細(xì)胞藥物都處于?FDA?的臨床?III?期,而上一個(gè)全球干細(xì)胞產(chǎn)品集中上市的時(shí)間段為?2011?年?-2012年,高峰期在?2012?年;另一方面,2009?年?3?月,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬才宣布解禁聯(lián)邦政府資助干細(xì)胞研究,2010?年?11月,批準(zhǔn)美國(guó)先進(jìn)細(xì)胞技術(shù)公司ACTC?開(kāi)展利用胚胎干細(xì)胞療法治療斯特格氏癥的臨床試驗(yàn)。
無(wú)論是按照FDA臨床III期還是FDA整體周期,都有理由認(rèn)為,2016?年出現(xiàn)全球市場(chǎng)上干細(xì)胞藥物集中獲批上市的概率極大。
此外,從美國(guó)政治周期來(lái)看,民主黨主政時(shí)期的美國(guó)政府通常傾向于推行相關(guān)政策,積極支持干細(xì)胞治療的研究,而共和黨主政時(shí)期的美國(guó)政策則傾向干預(yù)、禁止相應(yīng)研究。
2015?年以來(lái),奧巴馬政府一直在干細(xì)胞治療等尖端生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域通過(guò)政策不斷加碼。在白宮?2015年?10月底發(fā)布的《美國(guó)創(chuàng)新新戰(zhàn)略》中,精準(zhǔn)醫(yī)療被明確為美國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略,2016?年美國(guó)預(yù)算投資?2.15?億美元啟動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療項(xiàng)目。而精準(zhǔn)醫(yī)療的核心——基因測(cè)序、細(xì)胞治療所使用的技術(shù)與干細(xì)胞研究聯(lián)系緊密。
2016?年正值美國(guó)大選年,民主黨主政的奧巴馬政府很可能在任期結(jié)束前進(jìn)一步推動(dòng)包括干細(xì)胞在內(nèi)的精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃。因此,可以預(yù)見(jiàn)?2016?年干細(xì)胞治療將可得到奧巴馬政府政策上的持續(xù)催化。
當(dāng)然,除去政策層面的推動(dòng),美國(guó)相關(guān)干細(xì)胞制藥企業(yè)也很有可能為了自身發(fā)展,搶在?2016?年總統(tǒng)大選前抓緊運(yùn)作,加快臨床試驗(yàn)后期的藥物在民主黨主政時(shí)期到來(lái)前獲批上市,從而規(guī)避政策風(fēng)險(xiǎn)。
與美國(guó)不同,歐洲作為基督教的中心,對(duì)干細(xì)胞的態(tài)度比較保守,干細(xì)胞臨床研究面臨著較大的宗教文化阻力。奧地利、愛(ài)爾蘭、波蘭、挪威等天主教國(guó)家嚴(yán)格禁止干細(xì)胞研究,德國(guó)、意大利等則是對(duì)干細(xì)胞研究和應(yīng)用進(jìn)行了嚴(yán)格限制。
但在英國(guó)等相對(duì)開(kāi)放國(guó)家的大力推動(dòng)下,再加上全球干細(xì)胞應(yīng)用的研究大趨勢(shì)影響下,歐洲干細(xì)胞臨床應(yīng)用的研究逐漸開(kāi)放。
值得一提的是,2014?年?12?月,干細(xì)胞藥品Holoclar?被證實(shí)推薦給歐洲藥監(jiān)局,這意味著首例干細(xì)胞藥物離在歐洲上市僅有“一步之遙”?。如今經(jīng)過(guò)一年的醞釀,這一藥物將很有可能在?2016?年正式上市。一旦成功上市,它將帶來(lái)巨大的示范效應(yīng),加速其他干細(xì)胞產(chǎn)品的上市申請(qǐng)速度,從而將?2016年變成干細(xì)胞藥物集中上市的“大年”?。
此外,在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)疲軟的情況下,精準(zhǔn)醫(yī)療有望成為下一代科技革命爆發(fā)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一,成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力。隨著以美國(guó)為代表的醫(yī)療研究力量的不斷發(fā)展,歐洲逐漸開(kāi)始感受到來(lái)自國(guó)際的科研發(fā)展壓力,因此,歐洲也很可能在?2016?年里進(jìn)一步加大對(duì)以精準(zhǔn)醫(yī)療、干細(xì)胞臨床應(yīng)用為代表的高端生物醫(yī)藥研發(fā)與制造的投入,以保證自己在這場(chǎng)新的生物技術(shù)革命中“不掉隊(duì)”。
中國(guó)干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)鏈有待深化
我國(guó)的干細(xì)胞市場(chǎng)資源效應(yīng)明顯,產(chǎn)業(yè)鏈可以分成上游干細(xì)胞存儲(chǔ)、中游干細(xì)胞藥物研發(fā)、下游干細(xì)胞治療三個(gè)主要環(huán)節(jié)。其中,上游干細(xì)胞存儲(chǔ)最為成熟,是現(xiàn)階段干細(xì)胞企業(yè)現(xiàn)金流的重要來(lái)源,也是戰(zhàn)略性的生物資源;?中游的研發(fā)目前主要依托科研院所及少數(shù)企業(yè),壁壘較高,是一個(gè)公司核心競(jìng)爭(zhēng)力的集中體現(xiàn);?下游干細(xì)胞臨床研究應(yīng)用則以醫(yī)院為中樞,是未來(lái)干細(xì)胞企業(yè)治療方案成功實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
根據(jù)產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《2012-2016?年中國(guó)干細(xì)胞醫(yī)療市場(chǎng)評(píng)估及投資趨勢(shì)研究報(bào)告》,2009?年我國(guó)干細(xì)胞市場(chǎng)為?20?億元左右,2012?年我國(guó)干細(xì)胞市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到?62?億元,與上年相比同比增長(zhǎng)?53%左右。
雖然2012?年后由于政策法規(guī)沒(méi)有及時(shí)跟上,導(dǎo)致我國(guó)干細(xì)胞市場(chǎng)上、中、下游發(fā)展出現(xiàn)暫時(shí)停止,但隨著?2015?年下半年政策的逐步明確,干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)迅速破冰,預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)?5?年市場(chǎng)復(fù)合增速可達(dá)?40%以上,加上相關(guān)藥品陸續(xù)獲批上市,未來(lái)我國(guó)干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模有可能達(dá)到?600?億元?/?年。
臍帶中間充質(zhì)干細(xì)胞的數(shù)量遠(yuǎn)高于臍帶血中間充質(zhì)干細(xì)胞的數(shù)量。且細(xì)胞純度、體外增值能力、分化誘導(dǎo)能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于臍血間充質(zhì)干細(xì)胞。因此臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在臨床應(yīng)用上具有更高的價(jià)值。
但是,由于缺少監(jiān)管,各地臍帶存儲(chǔ)惡性競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)嚴(yán)重,不合規(guī)中小企業(yè)囤積大量臍帶,而具備提取制備能力及技術(shù)專(zhuān)利的企業(yè)卻市場(chǎng)面臨缺乏大量?jī)?yōu)質(zhì)臍帶的困境,整個(gè)干細(xì)胞治療上游產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)一定混亂魯莽的發(fā)展跡象。
我國(guó)干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)鏈中游的研發(fā)一直具備較為獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。美國(guó)在干細(xì)胞的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域處于絕對(duì)領(lǐng)先地位,其干細(xì)胞專(zhuān)利和科研論文的產(chǎn)出量都名列前茅,但倫理方面的爭(zhēng)議和嚴(yán)格的監(jiān)管限制導(dǎo)致臨床應(yīng)用方面相對(duì)滯后。
而我國(guó)國(guó)內(nèi)的環(huán)境正好相反——我國(guó)干細(xì)胞行業(yè)門(mén)檻很高,對(duì)技術(shù)、資金、攻關(guān)和干細(xì)胞庫(kù)的運(yùn)營(yíng)資質(zhì)都有著極高的要求,但對(duì)臨床應(yīng)用的監(jiān)管則較為寬松。有業(yè)內(nèi)人士指出,在國(guó)外干細(xì)胞企業(yè)冒著巨大的失敗風(fēng)險(xiǎn)投入數(shù)億美元的資金進(jìn)行干細(xì)胞藥物研究時(shí),國(guó)內(nèi)相關(guān)公司可以無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的收取巨額治療費(fèi)用。
截止到目前,我國(guó)干細(xì)胞臨床研究主要在頑固性自體免疫病的間充質(zhì)干細(xì)胞治療、間充質(zhì)干細(xì)胞用于誘導(dǎo)移植耐受、視網(wǎng)膜病變的干細(xì)胞治療這幾個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)比較出色。隨著《干細(xì)胞臨床研究管理辦法(試行)》等的實(shí)施,以科研院所為主的干細(xì)胞研究技術(shù)有望在規(guī)范、嚴(yán)禁的基礎(chǔ)上持續(xù)快速提升,創(chuàng)造更多的研發(fā)收益。
我國(guó)干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)鏈下游臨床治療領(lǐng)域以各類(lèi)干細(xì)胞移植及治療業(yè)務(wù)為主體,主要包括一些開(kāi)展干細(xì)胞治療的醫(yī)院。據(jù)專(zhuān)家不完全統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)干細(xì)胞臨床治療主要使用臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療,每年約?1萬(wàn)例,收費(fèi)?5萬(wàn)-20萬(wàn)元?/?病例;?使用臍血?/骨髓?/?宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞治療+?其它干細(xì)胞治療,每年約3000-4000?例,收費(fèi)?4萬(wàn)-10萬(wàn)元?/?病例。
據(jù)此,間充質(zhì)干細(xì)胞及其他干細(xì)胞在應(yīng)用環(huán)節(jié)目前估算市場(chǎng)規(guī)模為?10?億級(jí)別。隨著適應(yīng)癥越來(lái)越多的被發(fā)現(xiàn),未來(lái)市場(chǎng)空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。
2015?年可謂是繼?2012?年衛(wèi)計(jì)委叫停所有干細(xì)胞新項(xiàng)目申報(bào)后的破冰之年。?《干細(xì)胞臨床研究管理辦法(試行)?》和《干細(xì)胞制劑質(zhì)量控制及臨床前研究指導(dǎo)原則?(試行)?》的頒布,有著從?0?到?1?的鮮明象征意義。在國(guó)家大力推動(dòng)包括干細(xì)胞在內(nèi)的尖端醫(yī)療的大背景下,從?2016?年起,干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策有望逐步放開(kāi),商業(yè)化及臨床化干細(xì)胞治療、質(zhì)控與療效評(píng)價(jià)具體標(biāo)準(zhǔn)、異體干細(xì)胞治療將會(huì)有更大的想象空間。
隨著醫(yī)學(xué)以及生物科學(xué)的進(jìn)步,注重產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué);關(guān)注人體修復(fù)的再生醫(yī)學(xué),聚焦治療方式變革的精準(zhǔn)醫(yī)療,正成為醫(yī)學(xué)界三大新興領(lǐng)域與重要組成部分。
而這三個(gè)領(lǐng)域都與干細(xì)胞的研究與產(chǎn)業(yè)化有著密不可分的關(guān)系??梢哉f(shuō),干細(xì)胞是未來(lái)三大新興醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)與實(shí)現(xiàn)手段。
轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué):從實(shí)驗(yàn)室到病房
20?世紀(jì)末,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)的研究經(jīng)費(fèi)高達(dá)?200?多億美元,但美國(guó)人卻在追問(wèn),發(fā)明了那么多的新技術(shù),積累了那么多新的知識(shí),發(fā)表了那么多的高水平論文,為什么人們的健康狀況并沒(méi)有得到顯著改善。
在不斷的拷問(wèn)聲中,從實(shí)驗(yàn)室到臨床的轉(zhuǎn)化醫(yī)療誕生了。臨床轉(zhuǎn)化科學(xué)基金會(huì)(Clinical?andTranslational?Science?Award,簡(jiǎn)稱?CTSA)用以負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目的設(shè)立,資助和監(jiān)管工作。NIH-CTSA?每年投入?2-5?億美元用來(lái)資助相關(guān)的轉(zhuǎn)化研究,并且在美國(guó)已經(jīng)建成了多于?60?家的轉(zhuǎn)化中心。
除了美國(guó),世界各國(guó)各地區(qū)在近幾年都加大了對(duì)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的支持,截止到?2012?年,英國(guó)已成立了20?家生物醫(yī)學(xué)研究中心,而歐洲委員會(huì)則計(jì)劃共為此項(xiàng)目投入?60?億歐元。
科研成果難以轉(zhuǎn)化的問(wèn)題,同樣存在于我國(guó)。2015?年?12月,“北京市屬醫(yī)院科技成果展示暨轉(zhuǎn)化項(xiàng)目推介會(huì)”召開(kāi)。會(huì)上,北京市醫(yī)管局科研處處長(zhǎng)潘軍華坦言,目前北京市屬醫(yī)院科研成果轉(zhuǎn)化率不足10%,大部分科研項(xiàng)目還在“沉睡”當(dāng)中。北京安貞醫(yī)院此前在院內(nèi)設(shè)立了一個(gè)醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化獎(jiǎng),但是連續(xù)?4?年,這個(gè)獎(jiǎng)都未能成功頒發(fā)出去。
造成“轉(zhuǎn)化難”的主要問(wèn)題是科研立項(xiàng)未考慮醫(yī)療市場(chǎng)需求。有些醫(yī)生是“為了申請(qǐng)專(zhuān)利而申請(qǐng)”。我國(guó)在轉(zhuǎn)化醫(yī)療方面的支持力度也在增大,計(jì)劃在全國(guó)建成六個(gè)轉(zhuǎn)化中心,其中,2017?年建成的上海國(guó)家轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心預(yù)算將達(dá)?10?億人民幣。
干細(xì)胞:?天然的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)主體
在各國(guó)政策大力的支持下,在基因組學(xué),蛋白質(zhì)組學(xué)以及生物信息學(xué)的迅速發(fā)展的帶動(dòng)下,轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在分子標(biāo)識(shí)物的鑒定和應(yīng)用、基于分子分型的個(gè)性化治療,以及疾病治療的反應(yīng)和預(yù)后評(píng)估預(yù)測(cè)方面,表現(xiàn)出了巨大的發(fā)展和應(yīng)用潛力,比如現(xiàn)在比較令人期望的包括基因檢測(cè)、干細(xì)胞治療等方向的臨床應(yīng)用,就是其中案例。
事實(shí)上,早在?21?世紀(jì)初,干細(xì)胞就普遍被認(rèn)為將帶來(lái)人類(lèi)醫(yī)學(xué)的革命。目前全球有超過(guò)?700?家公司正在開(kāi)展干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)相關(guān)的研究。國(guó)際上也已有?8?種干細(xì)胞藥物或技術(shù)獲批上市并應(yīng)用于臨床。
迄今為止,已有一些研究者用神經(jīng)干細(xì)胞移植,治療腦缺血性疾病、腦出血性疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷、中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性退變性疾?。ㄅ两鹕 ⒑嗤㈩D病和阿爾茨海默?。┮约爸袠猩窠?jīng)系統(tǒng)腫瘤等疾病。
雖然這些轉(zhuǎn)化的成果距離真正意義上的細(xì)胞替代修復(fù)尚有距離,但國(guó)內(nèi)外從事中游干細(xì)胞治療研究和干細(xì)胞藥物研發(fā)的企業(yè)數(shù)量近年來(lái)劇增,這足以說(shuō)明干細(xì)胞在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的天然優(yōu)勢(shì)和巨大潛力。
不過(guò)值得注意的是,雖然多項(xiàng)基礎(chǔ)研究領(lǐng)先世界,但在代表干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)前沿的多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化應(yīng)用上,中國(guó)還較為欠缺。
此外,中國(guó)與干細(xì)胞治療相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、倫理等研究相對(duì)滯后,特別是從事干細(xì)胞質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)研究的隊(duì)伍,僅有少數(shù)個(gè)別企業(yè)。
再生醫(yī)學(xué):?修復(fù)人體器官
再生醫(yī)學(xué)是指利用生物學(xué)及工程學(xué)的理論方法創(chuàng)造丟失或功能損害的組織和器官,使其具備正常組織和器官的機(jī)構(gòu)和功能。通俗理解,就是讓人類(lèi)的組織或器官再生。
這種神奇的醫(yī)療技術(shù),對(duì)于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的意義是顛覆性的,它的基本理念,從目前醫(yī)學(xué)的有限處理,變成“治愈”?。理論上,所有疾病導(dǎo)致的組織和器官損壞,都可能通過(guò)再生醫(yī)學(xué)技術(shù)獲得治愈。
組織工程與再生醫(yī)學(xué)是利用現(xiàn)代生命科學(xué)及工程學(xué)原理,研制體外制造可供移植人體組織器官的新興學(xué)科,其核心就是建立細(xì)胞與生物材料的三維空間復(fù)合體,即具有生命力的活體組織,用以對(duì)病損組織進(jìn)行形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的重建并實(shí)現(xiàn)永久性替代。
其基本原理和方法,是將體外培養(yǎng)擴(kuò)增的正常組織細(xì)胞吸附于一種生物相容性良好并可被機(jī)體吸收的生物材料上以形成復(fù)合物,細(xì)胞在生物材料逐漸被機(jī)體降解吸收的過(guò)程中,形成新的在形態(tài)和功能方面與相應(yīng)器官、組織一致的組織,從而達(dá)到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。
近年來(lái),隨著再生醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)展,組織修復(fù)與再生醫(yī)學(xué)將在傳統(tǒng)治療技術(shù)方法不斷完善的基礎(chǔ)上,展現(xiàn)出分子、細(xì)胞、組織和器官不同層次生物高科技修復(fù)工程的劃時(shí)代醫(yī)療水準(zhǔn),將造福海量需要幫助的病人。
干細(xì)胞:?再生醫(yī)學(xué)的源泉
對(duì)于組織修復(fù)與再生醫(yī)學(xué)而言,干細(xì)胞、組織工程與生物材料的發(fā)展,對(duì)其發(fā)展起著至為重要的作用。隨著這三大技術(shù)的不斷實(shí)踐,人們已經(jīng)看到組織修復(fù)和再生的創(chuàng)新理論、關(guān)鍵技術(shù)和方法開(kāi)始應(yīng)用于人類(lèi)健康領(lǐng)域。
而在三種技術(shù)中,干細(xì)胞最為關(guān)鍵。干細(xì)胞具有自我更新能力、大規(guī)模擴(kuò)增以及多向分化的潛能,是再生醫(yī)學(xué)的核心組成。正常人體組織出現(xiàn)損傷時(shí),都是通過(guò)干細(xì)胞不斷增殖,重構(gòu)這個(gè)組織。
干細(xì)胞有很多種。根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段,大致可分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞,根據(jù)干細(xì)胞的發(fā)育潛能分為三類(lèi):?全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞。成體干細(xì)胞包括來(lái)自骨髓、脂肪等組織來(lái)源的干細(xì)胞,也包括圍產(chǎn)期組織如胎盤(pán)、臍帶組織和臍血來(lái)源的造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞等。
精準(zhǔn)醫(yī)療:?第三次醫(yī)學(xué)革命
2015?年,奧巴馬在國(guó)情咨文演講中宣布了一個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域新項(xiàng)目——精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃?(PrecisionMedicineInitiative),該計(jì)劃致力于治愈癌癥和糖尿病等疾病,目的是讓所有人獲得健康個(gè)性化信息。根據(jù)此規(guī)劃,美國(guó)將從?2016?年財(cái)政預(yù)算中為精準(zhǔn)醫(yī)療項(xiàng)目劃撥?2.15?億美元經(jīng)費(fèi)。
自此精準(zhǔn)醫(yī)療成為全球醫(yī)療和健康行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)。支持精準(zhǔn)醫(yī)療的醫(yī)學(xué)專(zhuān)家認(rèn)為,精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)進(jìn)入的第三次革命。前兩次可以劃分為醫(yī)學(xué)與巫術(shù)的分離(第一次革命)以及循證醫(yī)學(xué)(Evidence-based?Medicine)的建立?(第二次革命)?。
在中國(guó),精準(zhǔn)醫(yī)療也得到了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的支持,并得以快速推進(jìn),2016?年有望寫(xiě)入十三五重大科技專(zhuān)項(xiàng),而干細(xì)胞治療和精準(zhǔn)醫(yī)療的天然密切聯(lián)系及國(guó)家對(duì)于高端生物制藥的不斷加碼,有望使得相關(guān)政策加速落地。
干細(xì)胞:?精準(zhǔn)醫(yī)療絕佳載體
奧巴馬提出的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)推動(dòng)了整個(gè)了個(gè)體化醫(yī)學(xué)的發(fā)展,所謂的精準(zhǔn)醫(yī)療本質(zhì)上是個(gè)體化醫(yī)學(xué)體系。
在這個(gè)體系中,基因測(cè)序是一個(gè)重要的前提條件,而干細(xì)胞則是精準(zhǔn)醫(yī)療的絕佳載體。干細(xì)胞可以通過(guò)分化變成神經(jīng)細(xì)胞、胰島細(xì)胞、皮膚細(xì)胞、血細(xì)胞、骨頭細(xì)胞等幾乎所有的細(xì)胞。憑借其特性,通過(guò)自體細(xì)胞增殖或組織器官再生達(dá)到治療目的,簡(jiǎn)而言之就是一種精準(zhǔn)的個(gè)體化自體治愈過(guò)程。
而另一層面,由于不同部位和用途的干細(xì)胞產(chǎn)品,能夠精準(zhǔn)到達(dá)受損部位或組織器官,可以成為靶向治療藥物的載體,精確到達(dá)病變部位。
與傳統(tǒng)藥物作用方式相比,干細(xì)胞載體的治療藥物,不僅可以避免消化道等其他身體系統(tǒng)的消耗,更可以按照病變程度,精簡(jiǎn)藥量,減少化學(xué)藥物對(duì)人體的損害,達(dá)到最佳效果。
目前,我國(guó)科研領(lǐng)域關(guān)于干細(xì)胞基礎(chǔ)和臨床研究碩果累累:所發(fā)論文數(shù)量位居世界第二,所申專(zhuān)利數(shù)量位居世界第三,且已有一批研究機(jī)構(gòu)擠進(jìn)國(guó)際先進(jìn)水平。雖然遭遇?2012?年政策叫停,但是我國(guó)干細(xì)胞基礎(chǔ)研究一直都在穩(wěn)步前進(jìn)。
相信隨著?2015?年政策的逐步放開(kāi),干細(xì)胞在精準(zhǔn)醫(yī)療上的潛力將很快顯現(xiàn)。
干細(xì)胞基礎(chǔ)研究頻頻突破的背后,是風(fēng)起云涌的行業(yè)發(fā)展浪潮。
過(guò)去一年來(lái),國(guó)內(nèi)外干細(xì)胞行業(yè)和政策大事件引發(fā)的關(guān)注,并不亞于干細(xì)胞基礎(chǔ)研究和臨床研究領(lǐng)域的突破,接二連三的投資、并購(gòu),接連不斷的政策利好,傳遞出信號(hào),干細(xì)胞的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在進(jìn)入一個(gè)新高潮。
行業(yè)發(fā)展浪潮不斷
2015?年,出于對(duì)干細(xì)胞技術(shù)的厚望,國(guó)際國(guó)內(nèi)生物技術(shù)行業(yè)發(fā)生了多起令人矚目的投資、并購(gòu)事件。通過(guò)投資、并購(gòu)的方式,這些企業(yè)能夠快速融合雙方甚至多方的技術(shù)積累,進(jìn)一步提升綜合技術(shù)水平、拓寬業(yè)務(wù)范圍。
近三年來(lái),日本企業(yè)在干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)行業(yè)的布局一直較為活躍。除了迅速發(fā)展本土相關(guān)研究,日本企業(yè)也將目光放到了境外收購(gòu)上,2015?年3月底,富士膠片控股公司宣布?3.07?億美元收購(gòu)美國(guó)?Cellular?Dynamics?International?公司,后者在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)上實(shí)力強(qiáng)大;?2015?年?11月上旬,日本藥企安斯泰來(lái)宣布,擬計(jì)劃以?3.79?億美元的價(jià)格收購(gòu)美國(guó)的著名干細(xì)胞技術(shù)公司?OcataTherapeutics。安斯泰來(lái)對(duì)?Ocata?的收購(gòu)是看中了后
者的胚胎干細(xì)胞技術(shù)用于治療眼科疾病的大量研究經(jīng)驗(yàn),以及包括?Robert?Lanza?博士在內(nèi)的世界級(jí)干細(xì)胞科學(xué)家。
在其他國(guó)家和地區(qū),干細(xì)胞投資和并購(gòu)?fù)瑯映錆M活力。2015?年?4月初,美國(guó)生物技術(shù)巨頭新基醫(yī)藥公司收購(gòu)澳大利亞干細(xì)胞技術(shù)領(lǐng)頭企業(yè)Mesoblast4.72%?的股份,旨在擴(kuò)大干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的產(chǎn)品線;?瑞士制藥巨頭諾華制藥則投資了以色列干細(xì)胞技術(shù)企業(yè)?Gamida?Cell,共同推進(jìn)臍血干細(xì)胞?NiCord?療法的三期臨床試驗(yàn)。
當(dāng)然,國(guó)內(nèi)的干細(xì)胞企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)也在積極推進(jìn)干細(xì)胞研究及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
2015?年初,上海干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)界傳來(lái)消息,以骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療心力衰竭(863?項(xiàng)目)、視網(wǎng)膜前體細(xì)胞治療帕金森氏?。?73?項(xiàng)目)、脂肪間充質(zhì)血管成分治療骨關(guān)節(jié)炎(國(guó)際合作項(xiàng)目)三個(gè)重大科研項(xiàng)目獲得重大進(jìn)展。
以此三個(gè)項(xiàng)目為依托,上海張江國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目投入總建設(shè)經(jīng)費(fèi)?2.55?億元,打造干細(xì)胞上中下游產(chǎn)業(yè)集群。2015年底,上海宣布著手籌建全球最大的干細(xì)胞醫(yī)院,選址確定位于上海市嘉定區(qū),計(jì)劃于?2016?年開(kāi)工。
除此之外,國(guó)內(nèi)多家干細(xì)胞治療企業(yè)與日本、瑞士、加拿大、德國(guó)等企業(yè)以投資、收購(gòu)等形式,在推進(jìn)新技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)合作。
政策利好與規(guī)范
由于干細(xì)胞是一類(lèi)具有不同分化潛能,并在非分化狀態(tài)下自我更新的細(xì)胞,所以用于干細(xì)胞臨床應(yīng)用的細(xì)胞制備技術(shù)和治療方案也具備多樣性、復(fù)雜性和特殊性。
干細(xì)胞的這種獨(dú)特性質(zhì)蘊(yùn)含著不容小覷的臨床應(yīng)用潛力。隨著干細(xì)胞研究的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的相關(guān)企業(yè)涌現(xiàn),我國(guó)國(guó)家層面也愈加高度重視干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2015?年?8月?21日,國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委與食品藥品監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)布《干細(xì)胞臨床研究管理辦法(試行)》,對(duì)干細(xì)胞臨床研究機(jī)構(gòu)的條件與職責(zé)、研究的立項(xiàng)與備案、臨床研究過(guò)程、研究報(bào)告制度、專(zhuān)家委員會(huì)職責(zé)、監(jiān)督管理等進(jìn)行了規(guī)范。
這是我國(guó)出臺(tái)的首個(gè)干細(xì)胞臨床研究管理規(guī)范,旨在規(guī)范干細(xì)胞臨床研究行為,保障受試者權(quán)益,促進(jìn)干細(xì)胞研究健康發(fā)展。這對(duì)于干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)可謂是“千呼萬(wàn)喚始出來(lái)”,也為干細(xì)胞研究走向最后一公里鋪下了墊腳石。
從規(guī)范管理角度來(lái)看,作為一種新型的生物技術(shù)產(chǎn)品,所有干細(xì)胞制劑都可遵循一個(gè)共同的研發(fā)過(guò)程,即從干細(xì)胞制劑的制備、體外試驗(yàn)、體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),到植入人體的臨床研究及臨床治療的過(guò)程。必須認(rèn)識(shí)到,整個(gè)過(guò)程的每一階段,都應(yīng)對(duì)所使用的干細(xì)胞制劑在細(xì)胞質(zhì)量、安全性和生物學(xué)效應(yīng)方面進(jìn)行相關(guān)的研究和質(zhì)量控制。
因此,國(guó)家衛(wèi)計(jì)委與國(guó)家食藥監(jiān)總局在《干細(xì)胞臨床研究管理辦法(試行)》之前,還組織制定了《干細(xì)胞制劑質(zhì)量控制及臨床前研究指導(dǎo)原則(試行)?》?,希望通過(guò)規(guī)范化要求加強(qiáng)我國(guó)干細(xì)胞制劑和臨床研究質(zhì)量的管理。
2015?年?11月?16?日,國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃試點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)?2016?年度第一批項(xiàng)目申報(bào)指南正式在科技部門(mén)戶網(wǎng)站對(duì)外公布,“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”名列其中。作為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃六大試點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)之一,為期五年的“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”設(shè)置了多能干細(xì)胞干性維持機(jī)制、組織干細(xì)胞的獲得及功能、基于干細(xì)胞的器官再造、干細(xì)胞轉(zhuǎn)化與應(yīng)用等八大重點(diǎn)任務(wù)。
這標(biāo)志著在多年的探索后,我國(guó)干細(xì)胞研究有望從實(shí)驗(yàn)室走向臨床,實(shí)施兼顧基礎(chǔ)研究及應(yīng)用轉(zhuǎn)化的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)正當(dāng)其時(shí)。
一直以來(lái),我國(guó)在干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,已經(jīng)成績(jī)斐然,在細(xì)胞重編程、干細(xì)胞技術(shù)、特色性動(dòng)物資源等領(lǐng)域打下了良好的基礎(chǔ),干細(xì)胞領(lǐng)域論文與專(zhuān)利在國(guó)際上排名也在大幅提升。遺憾的是,目前規(guī)范化的干細(xì)胞轉(zhuǎn)化應(yīng)用和相關(guān)產(chǎn)品面世的數(shù)量稀少,核心技術(shù)與成果轉(zhuǎn)化仍略顯不足。
但在過(guò)去的一年里,多項(xiàng)官方舉措的出臺(tái)反映出國(guó)家層面對(duì)這一問(wèn)題的高度關(guān)注,也為該行業(yè)的發(fā)展傳遞了積極信號(hào)。相信在政府政策的規(guī)范與利好下,干細(xì)胞技術(shù)將很快向臨床應(yīng)用成果轉(zhuǎn)化,發(fā)揮造福民眾、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的巨大作用。
縱觀人類(lèi)的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展史,外科手術(shù)和化學(xué)藥物這兩場(chǎng)“醫(yī)療革命”雖然具有“前無(wú)古人”的開(kāi)創(chuàng)意義,但并沒(méi)有很好地解決病痛過(guò)后,人體損傷修復(fù)再生的問(wèn)題。
干細(xì)胞技術(shù)的出現(xiàn)改變了一切
與這兩類(lèi)相對(duì)傳統(tǒng)的疾病治療方法相比,干細(xì)胞作為一種“活的”生命單元,具有強(qiáng)大的?“自組織”能力,能夠直接作用于受損的組織和器官,通過(guò)細(xì)胞分化,改善微環(huán)境等,達(dá)到疾病治療的目的。這一明顯優(yōu)勢(shì)讓干細(xì)胞具備了掀起第三次醫(yī)學(xué)革命浪潮的可能。
1997?年克隆羊?“多莉”的誕生,讓干細(xì)胞首次走入整個(gè)科學(xué)界和普通民眾的視野。1998?年,美國(guó)威斯康辛大學(xué)科學(xué)家詹姆斯·湯姆森成功在實(shí)驗(yàn)室獲取人類(lèi)胚胎干細(xì)胞和人類(lèi)胚胎生殖干細(xì)胞,生命由此展示出逆生長(zhǎng)潛能,引起廣泛關(guān)注,各國(guó)紛紛對(duì)干細(xì)胞基礎(chǔ)研究和應(yīng)用投入重金。
作為一個(gè)新型生命科學(xué)研究領(lǐng)域,干細(xì)胞的臨床應(yīng)用存在著無(wú)盡的可能和希望。在剛剛過(guò)去的2015?年里,干細(xì)胞研究領(lǐng)域取得了諸多極具開(kāi)創(chuàng)性的成果,越來(lái)越多的干細(xì)胞技術(shù)被研發(fā)并逐漸應(yīng)用到臨床上,未來(lái)干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)及其他更多領(lǐng)域的發(fā)展方向,也正在變得更加明晰。
決定干細(xì)胞自我更新式分裂的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)
過(guò)往研究成果表明,成體干細(xì)胞能夠借助一種特殊環(huán)境,維持未分化和自我更新?tīng)顟B(tài),從而在有機(jī)體的一生中,為組織的平衡穩(wěn)定不斷提供新細(xì)胞。研究人員發(fā)現(xiàn),組成特殊環(huán)境的細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生信號(hào)和生產(chǎn)因子,從而促進(jìn)干細(xì)胞的維持,但到底為何只有干細(xì)胞能夠自我更新式的細(xì)胞分裂,一直未解。
2015?年?7月,美國(guó)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員與密歇根大學(xué)的研究人員合作開(kāi)展研究,終于發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘:?干細(xì)胞能夠形成由微管蛋白組成的毫微管結(jié)構(gòu),而這些線狀的毫微管結(jié)構(gòu)會(huì)像吸管一樣延伸到特殊環(huán)境中,保證組成特殊環(huán)境的細(xì)胞產(chǎn)生的信號(hào)和生長(zhǎng)因子只作用于干細(xì)胞。
研究人員指出,這一發(fā)現(xiàn)改變了人們之前對(duì)于干細(xì)胞如何與周?chē)?xì)胞進(jìn)行交流的看法,對(duì)于理解干細(xì)胞如何再生以及細(xì)胞間錯(cuò)誤交流如何導(dǎo)致疾?。ㄈ绨┌Y)的發(fā)生都具有非常重要的意義。
產(chǎn)生過(guò)多的干細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致癌癥發(fā)生,而產(chǎn)生的干細(xì)胞太少則會(huì)導(dǎo)致組織平衡失調(diào)促進(jìn)衰老過(guò)程。了解特殊環(huán)境中干細(xì)胞獲得信號(hào)維持自我更新的機(jī)制,是開(kāi)發(fā)癌癥治療方法、逆轉(zhuǎn)組織衰老的重要基礎(chǔ)。
提高造血干細(xì)胞移植效率新方法出現(xiàn)
2015?年?7月,美國(guó)印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于造血干細(xì)胞的最新研究成果。
一般情況下,造血干細(xì)胞駐留在骨髓和臍帶血的低氧環(huán)境中,但幾乎所有的造血干細(xì)胞研究都是在非生理?xiàng)l件的環(huán)境空氣中進(jìn)行分離和篩選。
在該項(xiàng)研究中,研究人員在低氧條件下對(duì)骨髓和臍帶血進(jìn)行了收集和操作,證明將骨髓和臍帶血暴露在環(huán)境空氣中會(huì)降低造血干細(xì)胞長(zhǎng)期擴(kuò)增過(guò)程的細(xì)胞得率,同時(shí)會(huì)增加祖細(xì)胞的數(shù)量,研究人員將這種現(xiàn)象稱為非生理學(xué)氧氣應(yīng)激。因此,骨髓和臍帶血中造血干細(xì)胞的數(shù)量一直都被低估。
隨后,研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,保證了在空氣中收集小鼠骨髓和人類(lèi)臍帶血中的造血干細(xì)胞時(shí)避免發(fā)生反應(yīng),增加了可用于移植的造血干細(xì)胞數(shù)目。
肝臟干細(xì)胞來(lái)源揭秘
肝臟源源不斷新生的細(xì)胞到底從何而來(lái)?肝臟主要由高度分化的肝細(xì)胞組成并完成許多任務(wù),包括儲(chǔ)存維生素和礦物質(zhì)、去除毒素、調(diào)節(jié)血液中脂肪和糖。這些細(xì)胞死亡后由健康的新肝細(xì)胞取代,但這些新細(xì)胞的來(lái)源從來(lái)沒(méi)有被確定。
2015?年?8月,國(guó)際學(xué)術(shù)雜志《自然》發(fā)布的一篇研究文章顯示,霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家確定了能夠分化為功能性肝細(xì)胞的干細(xì)胞。這意味著,肝臟干細(xì)胞來(lái)源之謎終于被解開(kāi)。
研究所的研究員羅努瑟博士說(shuō)?:?“我們解決了一個(gè)很老的問(wèn)題。我們發(fā)現(xiàn),就如同其他需要補(bǔ)充丟失細(xì)胞的組織,肝臟干細(xì)胞也會(huì)增殖和產(chǎn)生成熟細(xì)胞,甚至在沒(méi)有肝損傷或疾病的情況下?!?/p>
基于這一發(fā)現(xiàn),他所在的實(shí)驗(yàn)室目前正在研究新發(fā)現(xiàn)的干細(xì)胞如何在肝損傷后幫助肝組織再生。
細(xì)胞周期時(shí)鐘控制胚胎干細(xì)胞多能性的機(jī)制被發(fā)現(xiàn)
2015?年?8月,?《細(xì)胞》雜志中的一篇研究報(bào)道稱,一批來(lái)自新加坡?A*STAR?基因組研究所的研究人員通過(guò)長(zhǎng)期研究,首次揭示細(xì)胞周期時(shí)鐘控制多能干細(xì)胞分化的分子機(jī)制,相關(guān)研究或?yàn)槔斫饧?xì)胞分化機(jī)制,以及開(kāi)發(fā)新型潛在療法提供思路。
胚胎干細(xì)胞并不能分化為特殊類(lèi)型的細(xì)胞,當(dāng)其出于多能性狀態(tài)時(shí)才可以,細(xì)胞周期分為四個(gè)階段:?G1、S、G2?及?M?期,此前有研究發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞分化盡在?G1?期才開(kāi)始,而由于?G1?期的特性才會(huì)促進(jìn)細(xì)胞的譜系規(guī)范,其它三個(gè)細(xì)胞周期特性的缺失被認(rèn)為可以阻礙癌細(xì)胞的分化。
這項(xiàng)研究中,研究人員利用高通量的篩選技術(shù)首次發(fā)現(xiàn),在?S?和?G2?期胚胎干細(xì)胞可以維持自身的多能性,也就是說(shuō)胚胎干細(xì)胞可以積極地抵御分化過(guò)程;?另外研究者還表示,當(dāng)存在基因損傷時(shí),胚胎干細(xì)胞就不會(huì)發(fā)生分化,以便抑制缺乏基因組穩(wěn)定性的特殊分化細(xì)胞的產(chǎn)生。
利用光束控制胚胎干細(xì)胞分化
2015?年?9月,美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校的研究人員首次利用光束來(lái)精確控制胚胎干細(xì)胞的分化,從而使其可以分化成為神經(jīng)細(xì)胞來(lái)為精確的體外研究提供一定幫助。
近些年來(lái)科學(xué)家們?cè)谖捶只母杉?xì)胞中發(fā)現(xiàn)了很多可以編碼干細(xì)胞發(fā)育的基因,而揭示這些細(xì)胞如何忽視嘈雜的波動(dòng)以及快速反應(yīng)形成機(jī)體所需細(xì)胞一直是科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。
研究者馬太·湯姆森說(shuō),我們發(fā)現(xiàn)了一種基本的機(jī)制,細(xì)胞可以利用該機(jī)制來(lái)決定是否進(jìn)行發(fā)育:在胚胎發(fā)育期間,干細(xì)胞會(huì)表演一段精心安排的“舞蹈”?,隨后其會(huì)從無(wú)作用、未分化的形式轉(zhuǎn)化成為構(gòu)建機(jī)體主要器官系統(tǒng)的細(xì)胞。
為了檢測(cè)干細(xì)胞如何將發(fā)育線索作為關(guān)鍵的信號(hào)或是外部“噪音”?,科學(xué)家們對(duì)培養(yǎng)中的小鼠胚胎干細(xì)胞進(jìn)行了工程化操作:?他們利用藍(lán)色光脈沖開(kāi)啟了一種特殊基因,該基因是一種潛在的神經(jīng)分化的線索,通過(guò)調(diào)整光脈沖的強(qiáng)度和持續(xù)性,研究者就可以實(shí)現(xiàn)精確控制該基因的劑量,并且觀察細(xì)胞的反應(yīng)。
研究者表示,如果基因信號(hào)足夠強(qiáng)的話,干細(xì)胞就會(huì)快速轉(zhuǎn)化成為神經(jīng)元。
顛覆:?杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良其實(shí)是干細(xì)胞病
渥太華大學(xué)和渥太華醫(yī)院的研究人員首次發(fā)現(xiàn),杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良(DMD)能夠直接影響肌肉干細(xì)胞。這項(xiàng)研究發(fā)表在?2015?年?11月16?日的《自然醫(yī)學(xué)》期刊上,顛覆了人們長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)這種疾病的理解,為實(shí)現(xiàn)更有效的治療奠定了基礎(chǔ)。
“近?20?年來(lái),我們一直以為這些患者的肌無(wú)力主要是因?yàn)榧±w維出了問(wèn)題。但我們這項(xiàng)研究顯示,患者肌肉干細(xì)胞的功能本身就存在問(wèn)題,”文章的資深作者邁克爾·魯?shù)履峥瞬┦空f(shuō)?!斑@徹底改變了我們對(duì)杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良的認(rèn)識(shí),有望大大提高治療的有效性。”
干細(xì)胞開(kāi)發(fā)出可產(chǎn)血清素的神經(jīng)元
2015?年?12月,美國(guó)威斯康星大學(xué)的研究人員研究開(kāi)發(fā)了一種可以制造血清素的特殊神經(jīng)細(xì)胞,血清素是一種在大腦中扮演多種重要角色的化學(xué)物質(zhì),其可以影響機(jī)體情緒、睡眠、焦慮、抑郁、食欲等表現(xiàn),同時(shí)也在很多嚴(yán)重的精神性疾病中扮演者重要作用,比如精神分裂癥和雙相情感障礙等。
盡管其它科學(xué)家可以使成熟的干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為類(lèi)似血清素神經(jīng)元的細(xì)胞,此前研究中研究人員也利用多能干細(xì)胞制造出了一小部分的血清素神經(jīng)元,但檢測(cè)到的?10?個(gè)神經(jīng)元中僅有?2?個(gè)是血清素神經(jīng)元,而且研究者幾乎檢測(cè)不到血清素的釋放。
對(duì)于此次新發(fā)現(xiàn),美國(guó)威斯康星大學(xué)的研究人員認(rèn)為,當(dāng)前研究可以幫助開(kāi)發(fā)新型更加有效的藥物,尤其是和高水平神經(jīng)元功能相關(guān)的有效藥物。這種特殊的神經(jīng)細(xì)胞來(lái)自于人類(lèi)機(jī)體,其可以對(duì)患抑郁癥、雙相情感障礙及焦慮癥的患者非常有益。