中國再生醫學研究如何領跑世界?

2021-01-17 Cell

自從2005年召開第184次「再生醫學」香山會議以來,我國的再生醫學基礎研究、產品研發、臨床轉化以及再生醫學轉化基地的建設等,都取得了長足的進步,有些領域已經在國際上產生了比較大的影響,提升了我國再生醫學領域的國際地位。



中國科學院「中國至2050年人口健康科技發展路線圖」和中國工程院「中國工程科技中長期發展戰略研究」等科技規劃中,都把再生醫學列為重大研究方向。衛生行政部門組織制訂了《組織工程化組織移植治療技術管理規範》,並正在建立幹細胞技術和產品應用管理規範。


總體來說,我國再生醫學的基礎研究和臨床轉化研究都取得了重要的進展,部分領域處於國際先進或領先水平。如果在「十二五」期間能夠把握住方向,加大投入,合力攻關,有可能在有些方面取得突破性進展,最終走出一條基礎研究成果快速轉化為臨床應用的成功之路。


基礎研究成績斐然


中國幹細胞的奠基性研究,可追溯到近半個世紀以前。1963年中國科學院童第周等把鯉魚胚胎的細胞核移植到鯽魚去核卵內得到核質雜種魚,成為國際首例克隆魚,被譽為亞洲鯉魚。


1964年,北京大學附屬人民醫院陸道培在中國首次以同卵雙胞胎的骨髓移植,臨床治療再生障礙性貧血;上世紀七十年代,軍事醫學科學院吳祖澤團隊的造血幹細胞動力學研究,更代表了中國最早的幹細胞生物學成就。


近年來,中國幹細胞發展迅速,特別是在誘導多能幹細胞(iPS細胞)研究領域,成績斐然。


2001年,付小兵等首先發現並證實表皮細胞存在逆分化現象。周琪等系統開展了各種不同種類動物的iPS細胞研究,成功地從小鼠、大鼠、獼猴、豬和人的體細胞中誘導獲得iPS細胞,並利用iPS細胞獲得了具有繁殖能力的小鼠,率先證明了iPS細胞具有發育的全能性。


2010年,裴端卿團隊研究發現,細胞「逆轉」過程是由間充質細胞狀態轉變到上皮細胞狀態來驅動的,這一細胞生物學機制,有望為幹細胞治療帕金森等退行性疾病開闢新的途徑。


隨後,來自中國科學院和東北農業大學的研究人員,成功建立了來自孤雄囊胚單倍體胚胎細胞系,並進一步驗證將這些細胞注入到卵母細胞後產生了健康的小鼠。


2013年,《科學》雜誌刊登了鄧宏魁的一項革命性的研究成果—用小分子化合物誘導體細胞重編程為iPS細胞。該成果開闢了一條全新的實現體細胞重編程的途徑,給未來應用再生醫學治療重大疾病帶來了新的可能。


2012年,《科學》雜誌出版「中國再生醫學專刊」,這是《科學》雜誌首次以專刊形式介紹中國再生醫學研究的成就,也是對我國幹細胞和再生醫學研究成果的高度肯定。


細胞治療臨床研究優勢顯現


在我國,每年有約1億人需要進行組織修復和再生治療。如此龐大的需求,極大地促進了我國幹細胞臨床應用研究的發展。


造血幹細胞移植是我國發展最早且最成熟的幹細胞治療技術,目前至少有60種疾病可以應用造血幹細胞移植來治療,包括血液腫瘤、各種遺傳性血液病以及自體免疫疾病、輻射損傷等。動員外周血幹細胞治療糖尿病足,明顯降低晚期糖尿病人的截肢率。


間充質幹細胞(MSC)是目前研究較為深入的一類成體幹細胞,它在不同條件誘導下,可以分化為成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、心肌細胞、肝細胞等多種功能細胞。同時,MSC易於外源基因的轉染和表達,也是細胞治療、組織器官缺損修復及進行基因治療的理想載體細胞。因此,MSC臨床應用將是未來幹細胞治療發展的一個重要方向。


在我國有大量的MSC臨床研究,其中在美國NIH臨床研究網站登記的就有50多項,分別用於治療移植物抗宿主病(GVHD)、潰瘍性腸炎、多發性硬化病、系統性紅斑狼瘡、缺血性心臟病、脊髓損傷和肝硬化等。


正如《科學》雜誌曾對中國再生醫學研究作出的評述:「中國的再生醫學不單是簡單地了解相關機制,而且還逐步從實驗室走向臨床,最終將造福於患者」。


組織工程產品步入臨床


經過近20年發展,我國的組織工程在種子細胞、生物材料、組織構建以及組織工程皮膚、骨、軟骨、肌鍵、角膜、神經等研究均已取得不同程度的進展。其中,組織工程皮膚、軟骨、角膜等己形成產品,或處於臨床研究階段。


組織工程皮膚(安體膚)是我國第一個組織工程產品,於2007通過了國家食品藥品監督管理局的評審,獲準上市。但是,組織工程領域也面臨著臨床應用的挑戰。


組織工程膀胱、氣管、食管、小腸等空腔臟器以及結構和功能更為複雜的肝臟、腎臟、胰腺等實質臟器的構建目前仍無突破性進展,其主要原因在於器官結構和功能的複雜性。


器官中含有不同的細胞,如何將不同的種子細胞。嚴格按照正常的解剖結構,在生物材料上有序排列與組裝,並在組織形成過程中維持這種有序結構,有極大的難度,現有的技術手段尚無法解決,這是組織工程面臨的巨大挑戰。


組織工程面臨的另一個挑戰,是如何生產血管化組織。組織的血管化是為新生組織提供血液供應的基礎。在人體組織器官再造的研究中,如何實現從結構性組織向複雜組織器官的跨越,也是再生醫學的重要科學問題。


協同攻關推進整體發展


幹細胞和再生醫學基礎理論研究的快速發展,帶動了相關臨床轉化及產業發展,與之相適應的科學監管也應不斷發展和完善。


我國應儘快建立和完善針對幹細胞和組織工程產品的「法規-監管-指導原則」的監管體系,促進檢定檢測技術及質量研究技術的不斷進步,並細化技術性指導原則。


此外,將再生醫學研究成果應用於患者和大眾健康也是當前轉化醫學的發展方向和重要任務之一。未來我國需要著力解決基礎研究、臨床應用、產業發展之間的有效銜接。


與此同時,需要建立一批各具特色的臨床轉化醫學研究基地,完善申報、評審、審批和監管的規範管理體系,架起快速通道,加快推進細胞產品、組織和器官等再生醫學產品的研發和臨床應用。


我國應該抓住再生醫學整體發展的有利時機,在基礎理論、臨床研究和產品研發等方面實施協同創新攻關,實現突破性發展。


同時,充分利用我國病種資源豐富和患者數量巨大的特點,加快推進再生醫學轉化的整體發展。





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