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抢抓机遇,积极布局干细胞转化医学和再生医学产业

已有 4302 次阅读 2018-6-1 18:41 |个人分类:技术评论|系统分类:科研笔记| 干细胞, 再生医学, 康复医学

 开篇

干细胞是一类具有自我复制能力和多向增殖分化潜能的未分化细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞,培育成肌肉、骨骼等人体组织和器官,可用于治疗心脏病和脑瘫等多种疾病,具有非常广阔的医疗用途。

干细胞产业是指依托于干细胞采集、储存、研发、移植、治疗等产品或服务,以满足人类各种医疗和应用目的的行业种类的总称。主要包括干细胞采集和储存、干细胞治疗、干细胞相关培养基、干细胞相关因子、干细胞相关检测试剂、相关生产设备和器械等。

本文简要展示了中国干细胞及转化再生医学领域的现状与成就及相关政策与科技资源,并认为:在推进干细胞再生医学与转换医学乃至康复医学创新和干细胞产业化发展上,有重大历史机遇。

希望以此文为先端,以创建国内首个“干细胞产业先行先试集聚区”为目标,面向全球,广泛吸收全球高价值资源构建虚拟研发中心,采用动态模块网络组合方法,筹建国家级细胞银行和细胞制剂开发交易中心,并依此为基础“设计”干细胞产业布局,构建干细胞采集及存储业务、干细胞技术研发、干细胞移植及治疗、与其他产业结合等完整产业链,引导这一新兴战略产业规范有序发展。


 

一、国家非常重视

 

最早从1999年的《脐带血造血干细胞库管理办法(试行)》,到2003年,科技部和卫生部联合下发《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》(制定了12条相关规定),针对干细胞研究、临床应用以及产品的监管法律法规正在不断完善。2011年出台《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)》,《干细胞临床研究管理办法(试行)》,奠定了行业监管基础。2015年相继发布了《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行)》、《干细胞临床研究机构》和《干细胞临床研究管理办法(试行)》等规定,改变了我国干细胞行业无法可依、无规可循的状况。中国医药生物技术协会2016年发布了《干细胞制剂制备质量管理自律规范》。卫计委2016年批准了首批30个国家干细胞临床研究基地。2017年,又批准12家军队干细胞临床研究基地。

 

在国家干细胞治疗整顿专家委员会的基础上,组建了新的国家干细胞临床研究专家委员会,以此为国家干细胞临床研究和基地建设以及管理等提供咨询和技术支撑。

 

在相关政策指导下,科技部设立了干细胞与再生医学的“973”和“863”专项,将干细胞与再生医学列为继生殖与发育、蛋自质科学、量子科学、纳米科学之后的第五个重大专项。中国科学院“科技发展新态势与面向2020年的战略选择”与中国工程院制定的“中国工程科技中长期发展战略研究”等规划中,都把干细胞与再生医学作为重点与优先发展领域。中科院提出了“干细胞与再生医学”、“器官修复与再造”等未来战略性科技先导专项,致力于“通过组织建制化攻关,集中突破干细胞与再生医学重大科学问题和关键技术,推动我国干细胞研究和应用进入国际第一阵营”,并正在筹建“干细胞与再生医学”创新研究院,完成生命健康领域“国际一流的人才高地和科技创新中心”的布局。国家自然科学基金等对干细胞、治疗性克隆、组织工程技术与产品、再生医学相关评价体系等进行了资助,每年申报项目不断增长。“十二五”期间,通过国家重点基础研究发展计划、高技术研究发展计划、国家自然科学基金等不断强化对干细胞与再生医学领域的资助强度,已经累计投入约40亿元用于支持相关研究。在“十三五”新改革的国家科技项目管理领域,第一个新的重点研发计划就是干细胞及其转化医学研究,由此说明国家对这一重要前沿领域。

 

二、具有较好的基础

 

从科研机构类型与分布看,除科技部和在国家发改委会天津组建的国家干细胞工程技术研究中心和细胞产品国家工程研究中心、人类胚胎干细胞国家工程研究中心外,中科院(以动物所、遗传发育所、生物物理所、广州健康院、上海生科院等为主体,组建研究联盟)、军事医学科学院、解放军总医院和重庆第三军医大学、北京大学、浙江大学(浙江省组织工程与再生医学技术重点实验室)、上海交通大学(组织工程国家工程中心)、中山大学、华南干细胞与再生医学研究所等单位都纷纷成立了相关实验部门,初略估计从事干细胞和再生医学研究的实验室达到300个以上。这些基地型研究机构已经形成了各自的特色,并在基础研究、产品研发及临床试验和治疗中发挥了重要作用。

 

从人才结构与规模看,已经形成一支优秀的人才队伍。全国与再生学科相关的两院院士超过20人。国家杰出青年基金获得者和长江学者超过30人。近年来国家重点研发计划资助的干细胞领域一批青年才俊已经超过100人。我国从事再生医学领域相关基础和临床研究的中青年骨干显示出强劲的发展势头。可喜的是,很多从事分子生物学研究的科学家也纷纷转向干细胞和再生医学研究领域,使我国形成了一支具有一定实力、在此领域具有鲜明特色的研究队伍。

 

我国科学家在细胞技术类再生医学领域的研究取得重要进展。在近三个“五年计划”的规划下,论文的发表、专利的申请均有突破性进展,仅次于美国,位居世界第二位,部分研究成果已达到国际领先水平。从胚胎干细胞建系,iPS全能性确证,恒河猴诱导性多能干细胞iPS系、大鼠iPS系、西藏小型猪的iPS系建立,采用小分子化合物组合直接将小鼠成纤维细胞重编程为功能神经元,以及发现了在重编程早期细胞自噬被强烈激活,证实mTORCI是重编程中细胞重塑的关键作用分子等研究成果获得国际同行的高度评价。

 

在产、学、研与医疗相结合的新研究模式下,临床转化也是季报频传。卢世璧院士的人体软骨再生技术、付小兵院士的皮肤再生技术已达到国际先进水平。世界首例临床级胚胎干细胞治疗出血性老年黄斑变性的临床移植、世界首批基于免疫配型干细胞治疗帕金森症的临床研究、我国首例基于人源性细胞来源的新型生物人工肝临床试验、干细胞与组织工程技术修复子宫内膜、新一代组织工程神经和角膜、采用干细胞或生物材料诱导脊髓再生、干细胞用于下肢缺血性疾病的循环重建、利用自体成体干细胞再生受创皮肤汗腺的初步临床、用异体骨髓或脐带间充质干细胞(MSC)移植治疗红斑狼疮(SLE)、再生障碍性贫血和移植物抗宿主反应(GVHD)、肺纤维化临床治疗、自体骨髓回输治疗肝硬化以及艾滋病合并肝硬化的临床试验……等等,为干细胞和再生医学的研究与发展起到引领及示范作用。这些研究都取得了较好的疗效,获得国际同行的高度关注。

官方备案的试验项目正在放行。如组织工程人工皮的研究已获得国家食品和药品监督管理局批准并用于临床。自体外周血干细胞治疗糖尿病性皮肤病和脐带间充质干细胞/神经干细胞治疗小儿脑性瘫痪的临床研究等项目已经通过国家卫生和计划生育委员会官方备案。这表明新一轮有关干细胞与疾病治疗的转化研究已经悄然启动。

 

三、巨大的应用价值和发展前景

 

作为一个新兴学科,尽管相应的基础研究在向临床转化的过程中尚缺乏与之相匹配的政策和监管机制,依然存在着一系列科学问题与诸多技术难题,但以干细胞治疗为核心的再生医学对多种退行性疾病和慢性疾病已经展示出潜在治疗作用。研究证明,干细胞可用于多种疾病或损伤的治疗,如心脑血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、骨质疏松症、严重烧伤、脊髓损伤、退行性骨关节病等。

 

近年来,干细胞研究的进程和产业化速度迅速加快。在临床应用方面,科学家们已成功地在体外将人的胚胎干细胞分化为肝细胞、内皮细胞、心肌细胞、胰腺β细胞、造血细胞和神经元,甚至具有功能的多巴胺神经元及少突胶质细胞和星状胶质细胞等等。在组织干细胞方面,科学家们能成功地从皮肤、骨、骨髓、脂肪等组织器官中分离培养出干细胞,并尝试把这些细胞用于疾病的治疗。胚胎干细胞在细胞替代治疗和药物开发等方面,均具有较大的应用价值。在临床应用上将有可能为解决人类面临的许多医学难题。

 

目前,全球至少已有4种干细胞药物(韩国3种,美国1种)及5种非药物类干细胞产品获批上市(美国3种、澳大利亚1种、比利时1种)。预计,全球干细胞医疗近两年的潜在市场规模大约在80万美元,随着干细胞医疗市场的全球规模将迅速增长,其总市场预期到2020年将扩展至100亿美元以上(年复合增长率为10.6%)。

美国、欧盟、日本、韩国和中国在干细胞领域投入重金支持产业研究。查询在clinicaltrial.gov上注册的,正在进行中的干细胞治疗临床研究4796项(图1)。中国干细胞临床研究共计306项(其中大陆、香港、台湾分别为250项、7项、49项)(图2),其中中国大陆IIIIII197项,IV18项。

 

各大洲干细胞治疗临床研究情况(From clinicaltrial.gov

中国干细胞治疗临床研究情况(From王佃亮等)

 

 

近年来研制和生产供临床治疗和科研所需的干细胞治疗再生医学产品的公司,在欧美、日韩等国家迅速发展起来。辉瑞制药有曾向美国Eye Cyte公司提供300万美元的风险投资,支持其开展干细胞研究。

我国的干细胞产业正在起步,全国范围内已经形成了数十家不同规模的干细胞研发(或)销售公司,如协和干细胞基因工程有限公司、深圳北科生物科技有限公司、广东赛莱拉等,主要从事干细胞产品开发、干细胞库的建立、细胞储藏(主要是脐带血造血干细胞和不同组织来源的成体干细胞)、产品研发和相关附属品的销售。在北京、上海、广州等地建立了干细胞库,对基础研究和临床转化所需的重要干细胞资源进行储备。此外,许多医院和科研机构都在积极开展了干细胞的临床试验研究。但我国绝大部分干细胞企业还处于起步阶段,缺乏核心技术、人才和资金,小型化特点显著,且较为分散,大多数小组只掌握单项技术,且低水平重复现象严重,缺乏创新,在干细胞与微环境的相互作用、干细胞应用转化研究与关键性技术等方面还缺乏积累性优势。目前大部分细胞药物仍处在临床前和临床研究阶段。随着细胞生物学及临床应用研究的深入,将来细胞药物将会像基因药物一样,成为基础研究和临床防治的重要组成。干细胞药物的研发将成为创新药物研发的新热点。

 

以干细胞治疗为核心的再生医学的发展极大地推动了多种退行性疾病和慢性疾病潜在治疗进展。很显然,再生医学和同样以改善患者功能的康复医学是密不可分的。传统康复医学主要关注机体对物理手段的反应,而忽视了其中的细胞水平、分子水平的变化。反过来,再生医学通过使用先进的技术来达到分子水平、细胞水平及组织水平的改变,却常常忽略了能够达到同样目的临床手段。将康复医学与再生医学有机地结合在一起,将建立一种将医学“关怀”转换为“治愈”的新模式。

 

 

参考文献:略






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