我国干细胞研究如火如荼,中国在这个领域已进入世界前列

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室
干细胞研究是当前生物医学领域的研究热点之一,具有广阔的应用前景。干细胞具有自我更新和多向分化的能力,可以分化成多种细胞类型,因此在组织器官修复与再生、解决重大难治性疾病等方面具有巨大的潜力。近年来,随着干细胞研究的不断发展,我们已经可以看到许多突破性的成果在临床实践中得到应用,为许多疾病的治疗带来了新的希望。
在中国,干细胞研究也得到了广泛的关注和支持。中国政府加大了对干细胞研究的投入,加强了干细胞研究的人才队伍建设,推动了中国干细胞研究的发展。同时,中国的科学家们也积极参与国际合作,共同推动干细胞研究的发展。中国在这个领域已经进入到世界前列,取得了一系列重要的研究成果。

干细胞被定义为具有自我更新、增殖和分化能力的细胞群,通常分为2类:在发育的囊胚中发现的胚胎干细胞(ESCs)和在成熟组织中发现的成体干细胞(ASCs)。

干细胞是一种具有自我更新、增殖和分化能力的细胞群,它们可以分化成多种不同的细胞类型,并在组织器官修复和再生等方面具有巨大的潜力。干细胞通常被分为两类:胚胎干细胞(ESCs)和成体干细胞(ASCs)。
胚胎干细胞(ESCs)是在发育的囊胚中发现的干细胞,它们具有分化成任何细胞类型的潜力,因此被认为是一种多能干细胞。ESCs在基础研究和临床应用中都具有重要的意义,可以用来研究人类发育和疾病的发生机制,以及开发新的治疗方法。
成体干细胞(ASCs)则是在成熟组织中发现的干细胞,它们可以分化成特定类型的细胞,因此被认为是一种单能干细胞。ASCs在组织器官修复和再生方面具有重要的作用,可以用来治疗多种疾病,包括心脏病、神经退行性疾病、糖尿病等。
除了ESCs和ASCs,还有一些其他类型的干细胞,如诱导多能干细胞(iPSCs)和肿瘤干细胞等。
人诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells, iPSC)自从问世以来一直是干细胞和再生医学领域研究的热点,在国内干细胞产品临床转化研究高速发展的今天,随着 iPSC 重编程技术、多能干细胞培养技术、干细胞诱导分化技术以及多能干细胞质量研究技术的不断深化,以 iPSC 为基础开发的衍生产品开始从实验室逐渐走向临床产品开发及研究阶段。

iPSC技术的重要性不仅在于为干细胞研究提供 了一个全新的视角,打破了伦理等诸多方面的局限,更在于其在医学及临床方面有着广泛的应用前景。

早在 2007年,科学家就用iPSCs技术获得的造血前体细胞成功治愈镰状红细胞贫血症;2012年,研究人员将移除外源基因的人iPSCs成功诱导成多巴胺神经元,为帕金森氏病的治疗做出了重要贡献;同年,研究人员用iPSCs技术成功治愈血友病。

近年来,iPSCs技 术在构建疾病模型、药物开发、再生医学方面同样取得 了重要突破。2018年,科学家通过化学诱导成体心脏成纤维细胞在体内直接转化成心肌细胞,为进一步 优化诱导心脏再生提供了新起点;2019年,研究人员通过改变主要组织相容性复合体基因(MHC基因)以 及细胞表面蛋白CD47基因的活动,实现了将iPSCs移 植到具有完全免疫功能的组织后不引起免疫反应;疫情期间,我国学者研究发现新型冠状病毒的核衣壳蛋白(nCoVN)会破坏iPSCs多能性,为其致病 机理研究提供了新的信息。

国际干细胞临床研究现状

截至2022-03-17,在美国临床试验注册中心(www.ClinicalTrials.gov)共检索到8988项登记注册的干细胞临床研究,其中观察性研究1216项,干预性研究7731项,此外还有患者登记研究及同情用药研究。

干预性研究中检索到6369项登记注册的干细胞临床研究,其中近2491项研究已完成。

按国家和地区统计,全球干细胞临床研究排名前3的国家或地区分别为美国(2952项)、欧洲(1279项)和中国(661项)。

从疾病治疗领域来看,肿瘤类疾病、血液系统疾病、神经系统疾病、心血管疾病、运动系统疾病是目前临床研究数量较多的疾病领域,此外还有创伤、免疫系统疾病、新型冠状病毒肺炎,COVID-19)等。在干细胞治疗的细胞种类选择上,大部分为造血干细胞和MSC临床研究。

全球干细胞临床研究进展情况显示,目前20.4%干细胞临床研究处于I期或早期阶段,Ⅰ/Ⅱ期临床研究占18.8%,Ⅱ期探索性临床研究比例为32.9%,确证性Ⅲ期临床研究占8.3%。

中国干细胞临床研究现状

截至2022-03-17,在中国临床试验注册中心网站(http://www.chictr.org.cn/)检索到607项已注册的研究。

其中358项研究涉及干细胞治疗,包括观察性研究142项,干预性研究216项。干预性研究中,其中干细胞移植类临床研究63项,干细胞来源的外泌体或复合生长因子等相关的临床研究13项,干细胞药物研究或干细胞联合其他治疗的临床研究140项。

在干细胞治疗的细胞种类选择上,干细胞移植研究中选择造血干细胞的临床研究数量最多,占干细胞移植研究项目的49.2%(31/63);MSC临床研究在全部项目中数量最多,共125项。从疾病治疗领域来看,血液和淋巴系统疾病、神经系统疾病、免疫性疾病、内分泌类疾病、肿瘤类疾病是目前临床研究数量较多的疾病领域。

在中国临床试验注册中心登记的干预性临床研究进展情况显示,目前31.9%(69/216)干细胞临床研究处于探索性研究/预试验,20.4%(44/216)干细胞临床研究属于治疗新技术临床研究,25.0%(54/216)干细胞临床研究处于早期阶段,有12.0%(26/216)干细胞研究进入Ⅱ期及之后阶段。

间充质干细胞(MSC)临床研究主要领域介绍

随着MSCs及其相关技术的日益成熟,临床研究已经在许多国家开展。在目前处于注册临床试验阶段的干细胞中,MSC治疗产品占比最高。这与MSCs具有分化潜力大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便、无道德伦理问题的限制、易于工业化制备等特征有关,极有可能成为最具临床应用前景的细胞疗法。

心肌损伤

一项在53名急性心肌梗死后的患者中开展的随机、双盲、安慰剂对照的剂量递增临床研究中,与基线期相比,接受BM-MSCs治疗的患者在输注6个月后,1秒用力呼气容积(FEV1)占预计值的比例显著提高16%(P

结果显示,UC-MSCs治疗组在输注后12个月纽约心功能分级比基线期明显改善(-0.62±0.46)分(P

表1中国注册类干细胞药物临床试验项目一览表

我国干细胞研究如火如荼,中国在这个领域已进入世界前列

骨关节炎及软骨修复

一项I/Ⅱ期随机对照临床试验表明,膝关节骨关节炎患者在接受UC-MSCs治疗后12个月疼痛明显减轻,疼痛评分[(2.4±2.1)分]显著低于透明质酸治疗组[评分为(22.1±9.8)分,(PUC-MSCs组功能改善显著,西安大略省和麦克马斯特大学骨关节炎指数(WOMAC)评分与基线相比降低89%,而安慰剂组仅降低50%(P

研究人员开展了一项入组12例患者的I/Ⅱ期临床研究,随访至关节内MSCs注射后1年。结果显示,MSCs注射具有安全性,1年后患者病情好转,膝关节奎森功能演算指数降到65%~78%。12例患者中有11例软骨质量改善,磁共振结果提示不良软骨指数(PCI)均值从19.5显著下降到14.3。2年后的随访结果表明软骨质量进一步提高,PCI均值降至13.0。

肺部疾病

一项在严重慢性阻塞性肺疾病患者中开展的I期临床研究表明,单向支气管内瓣膜置入术和MSCs联合治疗可降低治疗后第30和90天C反应蛋白水平。与基线期相比,MSCs治疗后第90天,患者BODE指数(BODE index)中位数从8(6,9)降至3(1,6),改良版医学研究委员会(mMRC)呼吸困难评分从4(3,4)降至1(1,2)。另一项Ⅱ期临床研究显示,支气管肺发育不良(BPD)高风险的早产儿接受UC-MSCs移植后,BPD严重程度显著低于对照组(回归系数=1.7;95%CI=0.11~3.29;P

肝疾病

一项Ⅱ期临床研究评价了BM-MSCs移植在肝硬化患者中的疗效,术后3个月和6个月,患者的肝功能出现部分改善。另一项前瞻性、开放、随机对照研究纳入219例乙型肝炎病毒相关的失代偿性肝硬化患者。

研究发现,接受UC-MSCs移植的患者在第13至75个月的生存率明显高于对照组(HR,3.68;95%CI=1.38~9.85;P

胃肠道疾病

一项评价间充质干细胞治疗克罗恩病并发肛瘘患者的长期安全性和有效性的随访研究证实,25名局部使用MSCs治疗的患者耐受性良好,治疗后临床缓解可持续104周。

研究发现,克罗恩病患者每周静脉滴注异基因MSCs,持续4周。第1次给药42天后,15例患者中有8例获得临床缓解,7例患者有内镜下改善。另一项Ⅲ期随机、双盲对照临床试验中,采用自体脂肪来源的间充质干细胞(AD-MSCs)治疗克罗恩病伴复杂肛周瘘管患者,212名患者被随机分为2组,MSCs治疗组与安慰剂组。24周后,MSCs组50%的患者达到联合缓解,显著高于安慰剂组(34%,P

帕金森病

在一项前瞻性临床研究中,通过立体定向手术将BM-MSCs移植到7名帕金森病患者侧脑室下区,对患者进行10~36个月的随访。结果显示,3名患者的统一帕金森病评分量表(UPDRS)分数稳步提高,在最后一次随访中患者活动功能最差状态(“关”期)平均得分为43.3分,比基线提高了22.9%,患者的面部表情、步态和冻结发作等症状有所改善。2名患者帕金森药物的剂量显著降低。进行性核上行麻痹是一种严重的、尚无其他治疗方法的帕金森病,患者的运动功能会迅速恶化。研究发现将MSCs输注到5名进行性核上行麻痹患者的大脑动脉中,在一年的随访中患者运动功能评分至少6个月保持稳定。

随着技术的不断发展和进步,干细胞疗法将会在更多的疾病治疗中发挥重要作用。同时,随着人们对干细胞生物学和干细胞治疗的认识不断增加,相关的政策和法规也将不断完善,为干细胞疗法的发展提供更好的环境和保障。中国人口基数大,难治性疾病患者人数众多,迫切需要新的、有效的治疗方法,干细胞疗法的未来前景不应被低估,市场潜力巨大。

参考文献:

  1. 谈在祥,蒋雨彤,我国干细胞临床研究与应用的规制及监管研究[J].卫生经济研究,2021,38(7):33-43.

  2. 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.干细胞临床研究管理办法(试行)[EB/OL].2015 – 07 – 20 [2022 – 03 – 20]. https://www. nmpa. gov.cn/xxgk/fgwj/bmgzh/20150720120001607.html.

  3. 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行)[EB/OL].2015-07-31[2022-03-20].https://www. nmpa.gov. cn/xxgk/fgwj/gzwj/gzwjyp/20150731120001226. html.

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