干细胞推广方案2020年(2020年干细胞临床项目)
干细胞行业分析
干细胞是成都好的植发专科医院一种具有自我皮肤粗糙毛孔大怎么护理复制和多向增殖分化潜能的未分化细胞,为此我为大家认识干细胞行业分析,欢迎参阅。
干细胞行业分析篇一
一、 干细胞知识介绍
干细胞是一种具有自我复制和多向增殖分化潜能的未分化细胞,主要来源于脐带血、骨髓、外周血、脐带、胚胎以及牙髓等,能培育成肌肉、骨骼和神经等人体组织和器官,可用于治疗白血病、先天性代谢疾病、某些实体肿瘤、糖尿病、心脏病和脑瘫等多种疾病,具有非常广阔的医疗用途。通常所说的储存脐带实际上是指储存脐带中的脐带间充质干细胞,而储存脐带血实际上是指储存脐带血中的脐带血造血干细胞。
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。干细胞产业已经成为一个生机无限的经济增长点,蕴含着巨大的产业发展空间。干细胞是形成人体各种组织器官的原始细胞,按发育进程又可分为胚胎干细胞和成体干细胞。成体干细胞不涉及伦理学中对胚胎的争议,其研究更为迅速,脐带血干细胞和脐带间充质干细胞都属于成体干细胞。
二、 间充质干细胞
造血干细胞(HSC)和间充质干细胞(MSC)是目前在治疗方面最为安全有效和应用广泛的成体干细胞。目前脐带血干细胞应用目前比较成熟,但存在一些问题:一是本身可能存在基因异常,可能会引发病症;二是脐带血的造血干细胞含量较少,尚不足以为多数成年病人提供满意的干细胞数量;第三,具体应用也牵扯配型的问题,否则会形成免疫排斥。而脐带间充质干细胞,取自于脐带组织,具有分化潜能大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便等特征,而且无道德伦理问题的限制,在连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,易于工业化制备,可作为理想的中心细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复,因此有可能成为最具临床应用前景的多能干细胞。
脐带间充质干细胞与脐带血造血干细胞的区别如表所示。
干细胞国际发展现状
1、干细胞相关药物
韩国
2012年2月,继韩国获准生产全球首例治疗冠心病的干细胞药物Hearticellgram-AMI之后,第二例干细胞治疗药物也有望不久获得生产许可。韩国食品药品厅表示或将于本月中旬批准Medi-post公司的软骨再生治疗药物Cartistem和Anterogen的肛瘘治疗药物Cuepistem(音译)等的生产许可。报道称,Medi-post公司的Cartistem是利用从脐带血液中抽取的干细胞为原料生产出的专门治疗退行性关节炎和受损的膝盖软骨的药物。值得注意的是,Cartistem不是使用患者本人的干细胞,而是利用他人的干细胞,所以若获得生产许可,将会成为全球首例利用他人干细胞生产的治疗药物。其优点是可以批量生产。 Anterogen的Cuepistem是从患者本人的脂肪组织中提取的干细胞制造出来的治疗复杂性克隆恩氏并发肛瘘的药物。据介绍,若Cartistem和Cuepistem获得生产许可后,可以在1-2个月内上市。
加拿大
2012年5月17日位于哥伦比亚的奥西里斯诊疗公司(Osiris)宣布获得加拿大卫生部对其干细胞疗法药物Prochymal的上市批准,用于治疗儿童移植物抗宿主病(GVHD)。
美国
截至2012年3月,在美国国立卫生研究院正式登记注册的干细胞临床试验已达3985项,治疗涉及的疾病达100多种。其中,只有两种干细胞新药获得批准。
2、国际干细胞库的发展
在2009年12月发表在Stem cell reviews and reports的一篇文章中,美国哈佛医学院的副教授、麻省综合医院白血病研究项目的负责人Karen Ballen指出:在过去的20年间,全世界约有40万份脐带血储存在公共库中,其中约
1.4万份应用于无亲缘关系异体的临床治疗。而储存在自体库中的约90万份脐带血,仅有约100份应用于自体移植。截止到2008年底,全球23个国家的36家公益性非营利脐带血库已成为NetCord成员,其中以纽约血液中心脐带血造血干细胞库为目前世界上库容量最大的脐带血造血干细胞库。
据统计,全球主要国家已建立100多家公共脐带血库和超过300家的家庭(自体)脐带血库,保存无关供者脐带血干细胞超过30万份,自体储存脐带血超过150万份。
3、脐带血移植
2010年,世界各国宣布进行中的干细胞治疗临床试验有4000多项。美国目前是干细胞产业化规模最大的国家。目前美国的干细胞工程已经形成价值100亿美元的产业,并以每年25%的速度急速递增。干细胞独特的疗效是目前传统治疗方法及药物所不可比拟的,应用潜力及社会价值极其巨大,世界各国都在这一领域研究开发,并已取得应用性成果。美国及西欧国家的研究由于政策和理念原因,其研究主要集中在成体干细胞领域,并在脐血干细胞方面有很大进展,而对于间充质干细胞的研究较少,产业化方面也比较谨慎,对干细胞的应用严格按照药物标准作临床实验,相对产业进程较慢。
据统计,全世界造血干细胞移植中,脐带血移植所占比例已由2002年的很
小的比例上升到1/4;而在日本,脐带血移植所占比例高达1/2,其中,2006年后脐带血用于成人移植的病例已多于儿童移植。目前世界上已有脐带血干细胞移植病例1万多个,其中国内近600例。经临床研究结果分析,专家认为,脐带血干细胞移植较非亲缘关系骨髓移植更具优势,具有更好的应用和发展前景。
4、干细胞治疗的相关工具行业前景好
Thomas Weisel Partners的研究显示,在今后10年中,干细胞市场将是医学发展的动力,而科学家们不论他们在哪儿工作、是否成功,对用于研发源自干细胞疗法的工具的需求将增加。
Life Technologies和Sigma-Aldrich是两家制造此类工具的公司。Life Technologies的市值为50亿美元,其市价为下一年预期盈利的10倍。
四、 干细胞国内发展情况
中国政府对干细胞技术非常重视。政府把干细胞列为863 和973 计划,在973 计划中,干细胞领域是立项最多的一个。‚十二五‛规划明确将"干细胞研究,发育与生殖研究"列为六个重大科学研究,并在规划中要求有关单位集中优势力量,推进重大科学研究计划实施。政府还建立了血液抗衰在抗衰领域科技部国家干细胞工程技术研究中心、发改委细胞产品国家工程研究中心和湖南长沙人类胚胎干细胞国家工程研究中心三大研究机构,推动干细胞的研究。政府对干细胞的临床运用研究非常宽松。首先,中国的干细胞移植技术从动物实验到批准临床只需要12 个月的时间,而在美国,则需要6-8 年;其次,在中国,进行干细胞临床试验不仅不会向病人支付任何报酬,而且还要向其收取巨额的手术费用,而这在美国根本不可想象。
目前,我国已经建立起多家产业化基地,包括国家干细胞产业化华东基地、国家干细胞产业化天津基地、青岛干细胞产业化基地、无锡国际干细胞联合研究中心、泰州国家生物产业基地干细胞产业化项目基地等。2010年年底,国家干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟成立,由国内 27 家干细胞与再生医学领域的一流科研院所、知名三甲医院、多家 211 工程重点高校、行业龙头企业等作为发起单位和理事成员单位,目的是促进干细胞与再生医学技术创新、成果转化和产业发展。大部分产业化基地的相关业务涵盖干细胞存储、抗体和诊断试剂研发生产、干细胞基础应用研究以及干细胞临床移植和治疗等业务,促进了干细
胞相关技术及基因工程药物科研成果向实际生产力转化,逐步推动形成新的干细胞研究和产业新格局。
干细胞行业分析篇二
我国干细胞产业链条分为上、中、下游 3 种不同的商业模式。产业链上的各家企业在其业务上也有所侧重。
1、上游产业:干细胞采集及存储业务
上游企业主要以干细胞采集和存储业务为主体,其主要业务模式为脐带血干细胞、脐带间充质干细胞、脂肪干细胞、牙齿、经血、羊膜等干细胞物质的采集及贮存。代表企业如协和干细胞基因工程有限公司的天津市脐带血造血干细胞库,上海市干细胞技术有限公司的上海脐带血造血干细胞库,北京脐带血造血干细胞库,山东齐鲁脐带血造血干细胞库,四川脐血造血干细胞库等。
脐带血造血干细胞库存储业务的开展主要是由于近年来发现新生儿脐带血中含有丰富的造血干细胞,将脐带血干细胞移植,一方面可以抵制白血病等恶性血液病治疗过程中放疗、化疗产生的副作用,另一方面也可缩短患者造血功能恢复的时间。
目前脐带血主要用于对儿童造血干细胞移植治疗。从其收入来源来看,以北京脐血库为例,自体存储脐带血造血干细胞需要缴纳一次性的初检费以及每年的保管费,目前国内的初检费大约为4500 ~6000 元,每年保管费 500 ~ 800 元。 除了脐带血造血干细胞库外,近年来间充质干细胞库也逐渐发展,如深圳市间充质干细胞库、山东省人类脐带间充质干细胞库等。相对于脐血干细胞主要用于治疗血液和免疫系统疾病,脐带间充质干细胞具有更强的医疗应用潜能,它可以分化为神经细胞、成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞以及脂肪细胞等,在细胞治疗、组织器官修复和基因治疗等方面都显示出巨大的应用潜力。随着脐带间充质干细胞研究的不断深入,并且考虑到脐带血造血干细胞应用的局限,消费者治疗需求也在不断增加,脐带成为未来干细胞存储业务的市场发展点和重点。
2、中游产业:干细胞技术研发
中游企业主要包括各类从事干细胞增殖、开发干细胞制剂业务等干细胞技术及产品研发的相关企业。他们为研发组织和个人提供干细胞,用于疾病的发病机制研究和新型药物研制。这些企业以输出干细胞治疗技术为主,主要针对脑瘫、脊髓损伤、视神经发育不全、遗传性共济失调等神经系统疾病、糖尿病、肝硬化
以及肌营养不良等疑难疾病提供干细胞治疗技术。这些企业通过向医院提供干细胞技术体系并收取技术服务及技术使用权转让费获得收益,或者通过为患者提供个体化治疗,再按照一定的比例与医疗机构分享治疗费用。此类企业主要有深圳市北科生物科技有限公司、吉林省中科生物工程有限公司、和泽生物公司等。
3、下游产业:干细胞移植及治疗
下游企业主要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,如武警总医院干细胞移植治疗中心、463医院、海军总医院、211医院等。截至 2011 年 5 月 31 日,根据卫生部《非血缘造血干细胞移植技术管理规范》和《非血缘造血干细胞采集技术管理规范》,在中华骨髓库管理中心备案的造血干细胞移植、采集医院总计110 家,其中 6 家仅有采集资质,23 家仅有移植资质。细胞治疗是近年来生物技术领域中分子生物学、分子免疫学、细胞生物学和临床医学等多学科高度交叉产生的一种全新的生物治疗策略,即以治疗为目的,向患者移植细胞制品,利用细胞的再生性和介入性,对患者的病灶进行生物治疗。由于细胞治疗所具有特殊治疗效果,特别是对那些疑难恶性疾病,如癌症、糖尿病等自身免疫性疾病、脏器坏死性疾病以及神经退行性疾病的治疗效果,成为当今世界生命科学临床应用领域中开发的热点。
4、干细胞产业与其他产业结合
除了以上基于干细胞本身形成的产业链外,由于干细胞相关技术的快速发展和应用,干细胞产业的发展也与其他产业相互结合,互促发展。
⑴研究试剂产业。干细胞产业是目前国际生物医药界的研究热点,虽然干细胞产业的各种商业模式尚不成熟,但是对支撑干细胞基础研究、临床研究的试剂体系和工业化生产材料以及其他相关支撑产业已经具有成熟的运营模式。
⑵基于遗传信息的产业。干细胞是一种高度个性化的生物资源,其利用需要依赖对遗传信息的分析。
⑶诊断检测试剂产业。干细胞的临床应用需要对疾病的种类、发生原因、发生阶段进行分析。干细胞的准确定位可能还需要特殊试剂的参与。干细胞治疗效果需要试剂的术后评价。
⑷生物工程材料和人造组织器官产业。干细胞是再生医学的细胞组分。生物工程材料又称为生物支架材料,是再生医学中的形态维持材料、力量承受材料,
新型生物工程材料还可以在体内诱导干细胞按照特定组织器官的需要进行分化。因此,生物工程材料是干细胞产业快速发展的支撑产业。
5、我国干细胞扩增产业处于研究起步阶段
现阶段我国干细胞扩增产业领域企业数量不多,具有较大规模较强实力主导品牌企业约10多家左右。据统计:我国干细胞扩增2010年行业销售收入约239636千元,年增速20.04%左右;年产值241245千元,年增速20.12%左右。 干细胞扩增产业主导品牌:中源协和干细胞生物工程股份公司、深圳市北科生物科技有限公司、赛业(广州)生物科技有限公司、吉林省中科生物工程有限公司、天津昂赛细胞基因工程有限公司、青岛奥克生物开发有限公司、青岛尼奥生物科技有限公司、北京医科利昊生物科技有限公司、江苏迈健生物科技发展有限公司、北京清美联创干细胞科技有限公司等。
干细胞扩增技术代表国际生物技术前沿,是国际生物技术产业竞争核心领域,资金技术等行业准入门槛很高。与美国等发达国家比,我国干细胞扩增产业投资规模较小、多数企业的干细胞扩增与临床应用推广尚处于研究起步阶段。
干细胞行业分析篇三
干细胞移植技术治疗在我国尚处临床研究阶段
伴随着商业资本的纷纷介入,从干细胞的获取、制备、生产到医院的治疗,目前已形成了完整的产业链。而每个环节的盈利,最终只得由‚献身研究‛的患者埋单。‚科技部门奋力抢跑‘鼓励干’;卫生部门紧闭双眼‘不让干’;药监部门眼盯美国‘看着干’;学者专家崇尚信仰‘大胆干’;企业老板趋利避害‘晕着干’;医疗机构追名逐利‘偷着干’;美容机构胡说八道‘忽悠干’;数万患者被做白鼠‘花钱干’。‛一首打油诗,也许是中国干细胞产业乱局的真实写照。
中国在间充质干细胞领域的研究比较领先,并在临床应用层面获得较大成果。中国把干细胞治疗归类于第三类医疗的管理范畴,避开了药物审批的复杂程序,在干细胞产业化方面相对胆大务实,产业化进程较快。
业内专家不断呼吁,建议国家管理部门尽快打开第三类医疗技术和干细胞新药审批之门,严厉监管不合法的干细胞治疗,引导干细胞技术走向科学发展之路。 根据卫生部的规定,干细胞治疗属于‚第三类医疗技术‛,认为其‚涉及重大伦理问题,安全性、有效性尚需经规范的临床试验研究进一步验证‛,要求此技术若用于临床治疗须经卫生部审批。
虽然卫生部没有批准,但不代表医院完全不能采用干细胞疗法。根据《执业医师法》,当医生认为现有的医疗技术很难有效治疗时,可以采用有科学依据的新技术,进行实验性临床医疗。但专家同时强调,这种实验性临床医疗的临床方案要通过医院的伦理委员会审查批准,并且在患者知情同意的情况下进行。早在2007
年,国家食品与药品监督管理局就基本停止干细胞药物的审评工作,但对于干细胞临床治疗的应用和监管,却没有具体的管理办法。‚国家执业医师法允许医院可以进行实验性(干细胞)治疗,许多人就钻了空子。迄今为止,除造血干细胞移植治疗血液病外,卫生部尚未批准任何一家医疗机构的干细胞临床治疗。根据卫生部发言人所说,目前尚没有一家诊所通过规定的途径获得了注册,而据Nature发现大量的诊所仍在继续提供治疗。
内干细胞行业的发展趋势与投资机会
随着干细胞研究的持续,干细胞范围也越来越广泛,医学应用的前景非常光明。目前的研究和临床治疗都已经证明,干细胞对于心脑血管疾病、糖尿病、帕式综合症等都有不错的疗效。但就产业发展来说,将存在以下趋势:
1、干细胞制备体系的标准化是未来方向
干细胞制备指的是将采集或解冻后的干细胞,进过多代培养,扩充数量,培养成具有一定活性的干细胞的过程。制备后的细胞可以改造成用于治疗不同疾病的医疗干细胞和其他应用,有些可以直接用于治疗。随着干细胞治疗应用的发展,市场对干细胞产品的质量和数量有进一步的要求,呼唤建立高效而安全的细胞制备体系。目前,从事干细胞制备的企业在技术层次和产品质量上都参差不齐,不同的公司有不同的细胞培养体系,而且都不够完善,技术标准不统一,一定程度上给产业的健康发展带来阻碍。拥有安全、高效率、低成本的干细胞制备体系的企业,将逐步统一市场标准。
2、干细胞治疗将逐步终端化
随着人们对干细胞治疗的接受程度越来越高,治疗价格也逐步降低,干细胞治疗将更加面向大众。干细胞治疗将不仅仅局限于对绝症病例和疑难杂症的治疗,研究和临床治疗表明,干细胞治疗方法适用于多种病症,而且对其他疗法的术后恢复也有一定的辅助治疗作用。另外,干细胞治疗方法的个性化特征非常强,对于不同个体和病例需要不同的治疗方案,因此建立完善治疗服务终端的企业将在竞争中占据有利位臵。
3、间充质干细胞是发展方向
在全球3461项干细胞临床研究中,造血干细胞占3129项,间充质干细胞占163项,胚胎干细胞等约占11项。脐带间充值干细胞以其多能型性、无排异、无伦理风险受到青睐。2008年,FDA批准间充质干细胞治疗辐射引起的胃肠损伤及战时多种组织损伤等疾病。
我国科研人员完成了间充质干细胞心梗注射液的I期临床试验,能显著改善心功能。长期随访显示,干细胞移植能显著提高终末期肝病患者生存率。在血液病领域,间充质干细胞具有对造血干细胞体外增值、分化的支持作用。动物模型证实,间充质干细胞输注能改善胰岛功能,有效改善糖尿病肾病、糖尿病视网膜病、下肢缺血等并发症。此外,多能间充质干细胞移植技术对脑出血、脑缺血具有较好效果。
4、看好干细胞治疗解决方案的公司
随着医疗需求的不断增加,近年来,和专业医院等医疗机构合作,开展干细胞治疗服务的模式逐步成形,一些有技术实力的公司协助医院为患者提供个性化医疗解决方案,并参与分成,这一模式也越来越流行。这类公司在技术积累和人才储备上存在一定壁垒,模式具备可复制性,是比较典型的技术服务类公司。另外,设立以干细胞治疗为特色的专业连锁医院、设立医疗服务终端的模式,也同样看好。
5、关注提供干细胞专用耗材、细胞制备以及冷藏设备、医用物流服务等领域的公司的投资机会
干细胞研究和临床应用的发展,带来干细胞耗材、细胞制备设备等产品的巨大市场空间;另外,跨地区细胞移植和运输越来越多,传统物流体系无法满足运输环境的需求,对专业化的医用物流服务需求越来越强烈。这些领域的企业大部分在生产方式和销售方式上依然属于传统领域,有相对成熟的商业模式,同样也看好在这些领域业务模式有所创新的企业。
6、技术队伍决定企业高度,商业模式成熟的企业投资风险低
干细胞行业和其他高新技术行业一样,优秀的技术团队是行业的核心竞争力。在干细胞制备和研究领域,需要大量的技术人员参与研发、探索新的细胞培养体系,和深度发掘干细胞的其他应用功能。另一方面,在干细胞治疗领域,不
同病例和不同个体的治疗方案有所不同,所需要的细胞类型也有所差异,从事干细胞治疗解决方案的企业也需要大量专业人员完成不同的治疗方案。随着产业规模的不断增大,拥有国际视野的高端研究性人才和丰富临床经验的应用性人才都将不断稀缺。人才缺失在短期内,可能会成为行业瓶颈。
干细胞研究领域的企业,存在较大的行业风险。在全球范围内,但能稳定盈利的企业并不多。在中国,也存在研究领域突出,却没有找到稳定商业模式的企业。拥有成熟商业模式的企业,对投资人来说,可以排除较多的系统外风险。有一些企业避开研究和医疗方面的风险,直接从事干细胞存储和细胞制品销售的业务,并取得一定的成功另外,但缺乏足够的技术支持,干细胞的使用效率非常低下,价值也没有得到充分挖掘,在一定程度上存在发展瓶颈。但是这些企业有机会快速占领空白市场,并根据发展需要在产业链中重新整合资源。
干细胞的研究进展
干细胞是人体内最原始的细胞,它具有较强的再生能力,在干细胞因子和多种白细胞介素的联合作用下可扩增出各类的细胞。在99年末的年度世界十大科技成果评选中,"干细胞研究的新发现"荣登榜首。干细胞研究有不可估量的医学价值。分离、保存并在体外人工大量培养使之成长为各种组织和器官成为干细胞研究的首要课题。当前,对干细胞的分离和培养技术获得了重大进展,利用单克隆免疫吸附能识别细胞类型或细胞谱系的表面抗原,其分离纯度和细胞活力都很高。99年以色列魏茨曼科学院将白介素-6与干细胞内的受体分子合并研制出一种新分子,可使干细胞在维持原本特性的基础上进行自我增殖且细胞寿命也有所延长。在临床运用中,造血干细胞应用较早,在五十年代,临床上就开始应用骨髓移植来治疗血液系统疾病。到八十年代,外周血干细胞移植技术逐渐推广。美国StmlellsCsliifornia公司用血液干细胞在小鼠体内培育出成熟的肝细胞。胚胎干细胞目前许多研究工作都是以小鼠胚胎干细胞为研究对象,神经干细胞的研究仍处于初级阶段。
我国现已掌握了脐血干细胞分离、纯化、冷冻保存以及复苏的一整套技术,并开始在上海筹建我国第一个脐血库。在北京,北京医科大学人民医院细胞治疗中心也正在筹建全世界最大的异基因脐带血干细胞库,计划到2002年完成冷冻5万份异基因脐带血干细胞,为全世界华人患者提供脐带血干细胞做移植用。2000年初,我国东北地区首例脐血干细胞移植成功。
我国在"治疗性克隆"研究领域获得重大突破,"治疗性克隆"课题被列为国家级重点基础研究项目。此课题分为上、中、下游三块,上海市转基因研究中心成国祥博士负责上游研究,上海第二医科大学盛惠珍教授和曹谊林教授分别主持中、下游的研究工作。其整体目标是,用病人的体细胞移植到去核的卵母细胞内,经过一定的处理使其发育到囊胚,再利用囊胚建立胚胎干细胞,在体外进行诱导分化成特定的组织或器官,如皮肤、软骨、心脏、肝脏、肾脏、膀胱等,再将这些组织或器官移植到病人身上。利用这种方法,将从根本上解决同种异体器官移植过程中最难的免疫排斥反应,同时还使得组织或器官有了良好的、充分的来源。目前,由上海市转基因研究中心负责的上游研究工作,即把病人的体细胞移到去核的卵母细胞并经一系列的处理发育至囊胚取得成功。这个中心创建的三种技术路线方法,即"体细胞克隆哺乳动物的制备方法"、"获得治疗性克隆植入前的制备方法"以及"用于治疗性克隆的人体细胞组织器官保存方法"均已收到国家知识产权局同意专利申请的受理通知。
为了一个人的形成,单个受精卵将产生数以亿计的细胞和250多种不同的细胞类型。幸而,直到最后一个细胞和器官发育形成之时,所有的一切仍未结束。贯穿于整个生命的,是大多数组织继续产生新的细胞以替换损耗的老细胞或满足新的生命活动的需要。比如,当运动员在高海拔地区进行训练的时候,循环系统中血细胞的数量相应增加以满足运输更多氧气的需要。很显然,在诸如皮肤,毛发,骨骼,骨髓,肠这样的组织中,细胞再生能力已得到证实;但这种现象很可能在所有器官中都不同程度地存在着,包括大脑在内,而惯常的观点是,神经元是不可再生的。
组织更新和修补自身的能力来源于称为干细胞的小细胞团。干细胞存在于生命的全过程,在体内微环境中被专门的“看护”细胞紧密包围。“看护”细胞提供生长因子和信号分子保持干细胞的特性――分化能力,以及在特定生命周期中分化为特化细胞的同时又能自我复制的能力。矛盾的是,干细胞的自身分裂十分有限,而它们的子细胞在最终形成特化细胞的过程中,有非凡的繁殖力。
干细胞以及他们能维持一定数量的能力一直深深吸引着生物学家们[1],如今更为狂热。由于人们意外的发现成熟组织中的干细胞可以重新程序化,即使效率极低,但仍然可以分化为其他来源的细胞。[2]比如,在正常情况下,成年鼠的少数造血干细胞可生成肌肉组织,神经系干细胞可生成血液。这些报告使得将来受损组织用同一个体内其他组织的残余干细胞来修复成为可能。
悬而未决的问题
另外两项研究也引起了科学界和公众的广泛关注。去年,有两个研究小组宣布他们从人类胚胎和胎儿的生殖细胞中分离出了多能干细胞(pluripotential)――可以分化为多种细胞类型的干细胞。紧跟着,就是众所周知的来自成熟体细胞的克隆羊多莉(dolly)及克隆鼠的诞生。
这些有着巨大新闻价值的研究层出不穷,引起了世界性的关于道德和伦理规范的讨论风暴,而且到现在还在争论。比如在美国,公众的反对迫使NIH停止对人胚胎干细胞的研究提供资助。这些争论使许多研究人员开始意识到,他们必须就一些基本问题与迫切的公众和立法者进行有效的交流,其中包括“人的生命何时开始?”“成为人意味着什么?”“什么是胚胎,它在什么时候变成人?”。
科学家们是否能回答这些复杂的问题还有争执,这里我不打算继续深入讨论。我只想确定这个事实:在回答另一个更重要的基本问题“我们怎样才可能把干细胞用于医药领域?”之前,我们的确还需要更多的信息。
采取哪种方法?
最基本的,我们必须进一步研究人体所有组织的干细胞。第一步,我们需要确定分子标记,它们能将寥寥无几的干细胞从他们庞大的子细胞中区分开来。此外,还需了解干细胞与所处的微环境之间的相互作用,以及微环境如何对机体的需求作出反应。我们仅对骨髓中的造血干细胞的相关信息有一定了解,这将有助于在临床治疗中增加受损组织中残留的干细胞的数量。现在,我们已经能够培养少量造血干细胞以重建人的血液系统。
设定一个最坏的状况,一个慢性病患者失去了某种组织的大部分干细胞,必须要用替代疗法才能生存。如今,最可行的方案是采用另一个体相应组织的干细胞来补充。但是,这种方案也相当危险,由于捐献者与患者没有遗传上的相容性,移植很快因免疫排斥而失败。
一种改进方案是用所谓“自体同源干细胞(autologous stem cells)”的干细胞来进行治疗,这种干细胞与患者的基因型完全相同。虽然目前还不可行,但是我们已经有了一定的设想。一种方案是分离、培养患者的另一组织的干细胞,比如骨髓或皮肤的,再把这些成熟干细胞在体外重新程序化。为了了解怎样才能重新程序化干细胞,我们需要一系列的实验,来研究沉默基因的重新激活,以及激活基因被关闭的机制。例如“早期胚胎细胞分化为不同细胞系的机制研究”就会给我们相当的启示。如果我们理解了遗传基因控制正常发育的实现过程,我们将更容易地在实验室里进行有目的地控制基因表达和细胞分化的方向。
另一种方法是用来源于囊胚期的胚胎的多能干细胞。囊胚期是指卵子刚刚受精但尚未种植到子宫的阶段,此时胚胎称为胚泡。胚泡大约由100个细胞组成,其中包含一些特化性较少的干细胞,可在培养中不确定地诱导分化为多种细胞形式(如图)。最早的人类多能干细胞是从体外受精的临床病例中得来的多余胚泡。这个里程碑式的事件是James Thomson领导的University of Wisconsin, Madison的实验室在1998年的成果。另一个在澳大利亚的Monash University的实验室最近宣布了相似的实验结果。现在这两个小组正在进一步研究这些多能干细胞和子细胞的特征。
这些工作为人类胚胎早期发育中基因功能研究提供无价的数据资料。不幸的是直到现在,我们对这一领域知之甚少,部分由于联邦经费对胚胎研究的限制。尽管胚胎发育在进化中高度保守,但是脊椎动物胚胎发育中一些细节上的差异,足以证明鼠和人之间并不是所有的基因都具有相同功能。因此,在模式动物研究中得来的信息不能充分体现出我们在人类干细胞中研究中的问题。
公众眼中的干细胞
用人类多能干细胞进行研究引起争议是由于他们来自人类的受精卵,在某些人认为人的生命始于受精。那么在理论上,用体细胞核转移的方法生成自体同源干细胞引起的争议会少一些。这种方法是把成熟细胞的细胞核转入一个去核的未受精卵细胞中,在实验室里,这个卵细胞发育成胚泡,研究人员可从中分离培养多能干细胞系。最近,Monash University的研究人员用这项技术在小鼠上取得了成功。他们在1000多个转移基因标记的细胞核的去核卵细胞中,获得一个胚胎干细胞系。如果这种“治疗性克隆”能够在效率上更提高一些,那么这对人类干细胞的研究同样有意义。
既然实验用的卵细胞是去核和未受精的,无不同个体的遗传物质融合,从而未发生受精过程,所以用这种方法制造的干细胞在道德和伦理上将更容易被人们所接受。此外,由于胚胎干细胞不能独立发育成胎儿,所以他们不是胚胎。然而,从理论上讲,体细胞核转移产生的胚泡不仅只用于干细胞的产生,把这样的胚泡移植到妇女子宫中也有可能克隆人。尝试此类研究与现行道德准相驳,也是违法行为。另外,这样的行为会使许多不负责任的人们有所企图,无法控制伦理道德标准,而且有可能使人为的和有目的地制造畸形婴儿成为可能。
这些争议对一些更极端的反对者来说还不是关键,他们认为只有对于一个已经去世的人,体细胞核转移技术才可以接受。往往在联邦经费资助人类干细胞的科学研究之前,一个基于相互尊重的信仰的公众讨论就已经开始,无论这种研究是以治疗人类疾病为目的还是以基础研究为目的。
可以认为这种争论本身,是一个好的事情,因为它激发了公众对生物学和复制的兴趣及关注,这些内容以往在学校里不能有效的传授给学生。(克隆青蛙往往不能象克隆人类自己那样使高中的学生们产生兴趣,而且人类肢体再生的案例就可以引导学生展开有关人类肢体的形成和哪些基因产生手臂而不产生腿之类的讨论,象这样的说法未免太牵强了一点。)
无论怎样,干细胞研究的前提是将会得到新的实质意义上的治疗方法。因此,科学家们必须十分谨慎,避免媒体对基因治疗过分夸大的报道,否则会失去公众的信任和信心。在应用人多能干细胞时,也必须十分留心。就像我们看到的那样,对公众中的某些人来说,这些细胞的来源相当于破坏人的生命。事实是在我们确切知道干细胞治疗的实际用途之前,还有许多障碍要跨越。当我们向前继续探索的每时每刻,我们必须诚实.
干细胞治疗有什么好的方案?
一般情况下,干细胞治疗也就是造血干细胞移植治疗,造血干细胞移植治疗可以治疗很多血液系统疾病,尤其是大部分血液系统恶性疾病。通过造血干细胞移植治疗,有可能治愈恶性疾病。急性白血病患者,除了急性早幼粒细胞性白血病以外,其他的急性白血病类型,只有造血干细胞移植治疗,才有可能彻底治愈,其他的化疗方法不能够彻底治愈,病人的复发率较高。对于淋巴瘤的患者,或者多发性骨髓瘤的患者,可以应用自体造血干细胞移植的方法来治疗,可以明显延长病人生存期,甚至达到治愈的目的。另外,某些自身免疫性疾病,如系统性红斑狼疮等,也有通过干细胞移植治疗达到治愈的临床病例。干细胞移植治疗可以治疗多种血液系统疾病。
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