作者:韩扬眉 来源:中国科学报 发布时间:2023/7/22 22:51:45
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干细胞研究引领医药变革

 

干细胞研究有望解决人类面临的重大医学难题,帮助人类实现修复创伤和病理组织、治愈终末期疾病的梦想。目前,全球进入人体试验的干细胞研究超8000项。我国至今尚未有干细胞产品或技术上市,需要干细胞应用研究和监管双重“发力”。

近日,香山科学会议第Y8次学术讨论会在北京召开,青年专家学者深入探讨干细胞研究前沿热点问题和转化应用亟待解决的关键技术,交流干细胞研究新技术与新工具以及相关应用。

推动应用,需多方发力

干细胞由于其强大的自我更新和定向分化特性,被称为“万用细胞”。在组织修复、器官再生和疾病干预等多情景中发挥传统药物无法比拟的优势,或可引领医药模式变革。

干细胞疗法是再生医学的基石,旨在通过补充体内受损的细胞修复器官。2015年,国家出台了初步的监管政策,推进干细胞应用研究有序发展,保障人民健康。

在走向应用的过程中,现存难题让科研学者和临床医生感到道阻且长。

“目前,大多数干细胞产品制剂长期疗效并不理想。有效性取决于干细胞产品制剂的细胞替换能力、旁分泌能力和器官定向分化能力等。”中山大学孙逸仙纪念医院主任医师苏士成表示,异质性是干细胞应用的疗效障碍。

干细胞应用研究始终围绕临床转化和产业化进程。目前,全球已有部分干细胞产品上市。然而,我国尚未有干细胞产品上市。

苏士成指出,高水平原创成果和自主知识产权的核心专利技术仍旧缺乏。在分离提取、大规模扩增、干性维持、变异性调控、质量筛选标志物和疗效提升等各个环节亟待核心技术突破和专家人才储备。

除了研究方面,也需推动监管和相关政策法规进一步实施落地。

目前,我国尚无针对基因和细胞治疗产品的法律法规,采用“双轨制”的框架进行监管,即来自于卫生监管部门对在医疗机构开展的体细胞研究进行备案管理,以及药品监管部门对企业研发的细胞治疗产品按照药品进行监管。

“及时、顺畅与药监管理部门沟通交流。”中国药科大学基础医学与临床药学院杨勇院长建议,“基于产品类型和特点,确定影响有效性、安全性、质量可控性的风险因素;制定风险控制计划,明确风险最小化措施;尽可能避免在研究过程中发生重大变更;将研究质量和合规性放在重要位置等。”

开发新技术工具推动新革命

器官的功能性重塑已成为生命科学与健康研究领域的重要热点。干细胞具有自我更新和多分化潜能,在各种组织器官的发育和损伤修复中发挥极其重要的作用。

因此,干细胞研究新技术与新工具的开发对解决由器官损伤、衰老等原因导致的器官功能障碍至关重要。

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员高栋介绍,近年来飞速发展的类器官技术、空间谱系示踪技术、单细胞时空组学测序技术、单分子技术、微量蛋白质组学分析新技术、邻近分子标记等技术的开发极大地推动了干细胞研究的进展,为实现功能性器官重构奠定了良好的技术储备。

例如:遗传谱系示踪技术是揭示特定类型细胞在发育、疾病和再生过程中细胞命运决定的有效研究方法。

“细胞命运的调控一直以来都是干细胞与发育生物学的核心问题。”西湖大学生命科学学院研究员裴唯珂表示,细胞命运不仅由基因表达、转录因子和表观遗传这些细胞内的分子网络所调控,还受细胞所处的微环境影响。

然而,当下的谱系示踪和单细胞技术通常需要将细胞所处的三维组织打散,因而丢失了细胞所处的空间信息。

在裴唯珂看来,随着生命科学进入空间组学时代,开发能整合转录组、表观遗传状态、时空信息和细胞命运等多维信息的空间谱系示踪技术,无疑将是启动下一轮生物学重要发现的颠覆性技术之一。

此外,目前的新技术类器官技术也广受关注,类器官能在多个方面再现体内相应组织或器官的结构与功能,对器官发生、疾病模拟、药物筛选、精准医疗等多个领域具有重大意义。

 链接再生医学抓住新机遇

干细胞领域不断取得重要突破,赋予了再生生物学新的视角和发展方向。

“作为生命科学和医学研究的前沿和制高点,干细胞与再生医学是未来科学与技术发展的战略必争领域。”中国科学院动物研究所研究员李伟说。我们亟需加强干细胞与再生医学的战略布局,进一步聚焦领域重大问题,系统谋划、有序推进,取得重大原创突破并实现转化应用,抢占未来发展的制高点。

目前,我国在该领域已取得诸多成果,诸如原位再生、细胞替代治疗、器官制造与移植治疗等,打下了坚实的基础。

专家们认为,仍有未来值得关注和发展的前沿方向。

比如:在再生机理研究中,突出灵长类再生的特点,构建体系化的再生生物医学研究模型和工具系统,系统解析跨器官、跨阶段、跨年龄的再生能力调控网络、深入挖掘再生过程的重要调控节点、生物标志物及潜在干预靶标,并进一步探索利用药物干预、基因干预、细胞干预等手段探索促进细胞再生及防治衰老相关疾病的干预新策略。

在组织与器官工程方面,以组织工程三要素为基础,重点布局相关技术体系建立,开发器官的一体化构建、维持和互连技术。

在再生医学前沿交叉方面,以原创突破、技术创新和范式变革为目标,在人体功能模拟、创新细胞技术、细胞资源与转化等方面,系统布局重大基础设施、科教基础设施和交叉创新平台体系。

在再生医学研究与转化的生态优化方面,针对其技术前沿性和人体应用性强的特点,要超前构建适应领域发展的标准规范和治理体系,形成国内外统一的开放创新生态。


 
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