一、間充質干細胞概述
干細胞
干細胞(stem cell)是一類結構和功能未特化、具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的原始細胞群體,廣泛存在于機體各組織器官中,如骨髓、外周血、早期胚胎以及成年組織中。人體有220余種細胞,它們通過有機整合形成復雜的組織和器官,各有其特定功能,如心肌細胞的收縮功能、神經細胞的信息傳遞功能等。干細胞是這些細胞的祖細胞,醫(yī)學界也稱其為“萬用細胞”。以骨髓間充質干細胞為例,其在體內或體外特定的誘導條件下,可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經、肝、心肌、內皮等多種組織細胞。
圖:干細胞形態(tài)與分化潛能 (資料來源:公開資料)
根據細胞來源和細胞發(fā)育階段,可以分為胚胎干細胞(Embryonic stem cell,ESC)和成體干細胞(Adult stem cell,ASC)。ESC是由胚胎內細胞團或原始生殖細胞經體外培養(yǎng)篩選出的細胞,具有體外培養(yǎng)無限增殖、自我更新和多向分化的特性,并保持著高端粒酶活性和正常細胞信號傳導途徑,可快速增殖。ASC是存在于發(fā)育成熟個體內已分化組織中的未分化細胞,具有自我更新能力并能分化為其所在組織起源的所有細胞類型,有造血干細胞、神經干細胞、間充質干細胞等多種類型。
研究表明,ASC不僅能分化為特定譜系細胞,還能分化成為在發(fā)育上無關的其他譜系細胞,這提示ASC具有較大的分化潛能,可在組織修復等多種疾病的治療中發(fā)揮重要的作用。一般認為,ESC具有全能分化能力,可分化成各種組織和器官,而ASC只具有特異的定向分化能力,但誘導多能干細胞(induced pluripotent stem cells,iPS)的研究進展改變了這一觀點,ASC在一定的誘導條件下,可以具有ESC的全能性。
圖:干細胞根據發(fā)育階段分類 (資料來源:公開資料)
根據分化潛能,可分為全能干細胞(Totipotent stem cell,TSC)、多能干細胞(Pluripotential stem cell,HSC)和專能干細胞(Unipotent stem cell, USC)。
全能干細胞(如胚胎干細胞)可分化成為機體的任何細胞,分化潛力最大,是研究組織發(fā)生、器官功能修復的最佳材料,然而在其應用上存在問題,如可能會形成胚胎瘤及社會倫理問題。
多能干細胞具有多向分化潛能,是目前國內外研究的重點,尤其間充質干細胞是目前為止科學研究與臨床應用最多的干細胞。
專能干細胞(Unipotent stem cell, USC),是具有定向分化能力的干細胞,一般情況下只能定向分化為某一類型的細胞,如神經干細胞(Nerve stem cell, NSC)。由于胚胎發(fā)育到原腸胚以后,組織器官都已經初步分化,所以原腸胚以后的干細胞就只能是專能干細胞了。另外,胎兒臍帶或者成人骨髓中的有些細胞也屬于專能干細胞,分化能力有限,但是具有自我更新能力,與高度分化的非干細胞不同。
圖:干細胞根據分化潛能分類 (資料來源:公開資料)
間充質干細胞
2006年,國際細胞治療協會(ISCT)規(guī)范了間充質干細胞的定義。只有同時符合以下三個標準的細胞,才能稱之為間充質干細胞:①貼壁生長;②細胞表面表達一些特異性抗原(標記物);③具有向脂肪細胞、成骨細胞、軟骨細胞分化的能力。
間充質基質/干細胞(Mesenchymal stromal/stem cells,MSCs)來源于發(fā)育早期的中胚層和外胚層,屬于多能干細胞,具有多向分化潛能,可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經、肝、心肌、內皮等多種組織細胞,主要存在于全身結締組織和器官基質中,以骨髓組織中含量最多。
間充質干細胞在經過連續(xù)傳代和冷凍保存之后,仍具有多向分化和自我復制的潛能。研究表明人骨髓MSCs可在體外傳代40代以上仍保持干細胞特性。骨髓間充質干細胞大小與形狀具有異質性,有三極形、長梭形、小圓形、短梭形和扁平形態(tài)。
目前,關于MSCs的干性與基質性之爭已經較少討論。自1960年代以來,有關其增殖和分化能力的數據逐漸積累,支持了間充質基質/干細胞(MSCs)的“干性”,并在2000年左右達到峰值。此后,支持MSCs“基質性”的證據逐漸增加,我們將基于組織支持功能(例如造血干細胞支持功能)的定義為“基質性”,這涉及多種生長因子、趨化因子、細胞因子和細胞外囊泡等內容。
圖:MSCs的形態(tài) (資料來源:Stem Cells Translational Medicine)
圖:MSCs的干性與基質性 (資料來源:Stem Cells Translational Medicine)
與其他干細胞相比,MSCs具有易獲取、易體外培養(yǎng)、長期傳代穩(wěn)定性、低免疫原性、組織修復能力強等優(yōu)勢。此外,MSCs來自于成年的細胞,甚至可以從患者自身體內獲得,而非胚胎或胎兒干細胞,因而不涉及道德和倫理學的問題。
表:幾種干細胞對比 (資料來源:公開資料整理)
骨髓間充質干細胞是中胚層發(fā)育的早期細胞,是骨髓中除了造血干細胞之外的另一類干細胞,其具有干細胞的共性,即自我更新及多向分化能力,呈成纖維細胞樣生長,可以分化為造血基質細胞,還可以分化為許多造血以外的組織,如向成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、肌腱細胞、心肌細胞、內皮細胞、肝及膽道上皮細胞、肺上皮細胞等中胚層細胞分化,同時又有向外胚層的神經元細胞和內胚層的肝卵圓細胞分化的潛力。
多項研究表明,把骨髓MSCs植入體內,可向多種造血以外的組織如肺、骨、軟骨、皮膚等處定位并分化為相應的組織細胞。骨髓間充質干細胞體外培養(yǎng)時呈成纖維樣集落形成單位,并貼壁生長,進一步分析細胞周期發(fā)現培養(yǎng)的MSCs中約10%處于活躍的復制期(S+G2+M期),其余絕大部分細胞停滯在G0/G1期,盡管到目前為止還不能確定細胞周期中每一期的檢測點和長短,但高比例的G0/G1期說明細胞具有高度分化潛能。值得注意的是,不同來源的MSCs具有相同的核心屬性,但亦有區(qū)別。
表:不同來源MSC比較 (資料來源:Stem Cells Translational Medicine)
注:BM-MSC:骨髓間充質干細胞;AT-MSC:脂肪間充質干細胞;UC-MSC:臍帶間充質干細胞;DPSC:牙髓干細胞;eMSC:子宮內膜間充質干細胞
二、間充質干細胞的應用與治療
MSCs功能較多,應用廣泛,主要功能是進行細胞移植治療,亦可作為一種理想的靶細胞用于基因治療,同時在生物組織工程和免疫治療中也有一定的應用。近些年MSCs被大量應用于實驗和臨床研究中,已有大量研究揭示了它在心血管、神經系統、運動系統、消化系統、自身免疫病、血液系統、泌尿系統、眼科、骨科等系統疾病的診斷和治療上的應用價值。
表:基于msc的細胞治療中常見疾病的百分比分析 (資料來源:Stem Cell Investigation)
MSCs移植治療的機制比較復雜,包括歸巢、組織修復和再生、免疫調節(jié)、抗炎、抗凋亡、促血管生成、免疫細胞激活、抗菌等各種機制交叉作用。對于免疫疾病以及心腦血管疾病等適應癥,MSC療法普遍被認為主要通過旁分泌或細胞間之間相互作用的形式,發(fā)揮免疫抑制功能或降低纖維化,促進血管及組織再生。
圖:骨髓間充質干細胞的治療機制綜述 (資料來源:Stem Cell Investigation)
三、干細胞治療行業(yè)現狀
干細胞治療的千億市場
由于具備強大的復制、分化特性以及有效的調控機制,干細胞能定向分化成一種或者多種不同細胞組織,被廣泛應用于疾病治療、器官移植、生物修復以及醫(yī)學美容等領域。整個干細胞市場規(guī)模巨大,根據Market Research和Transparency Market Research研究顯示,2020年全球市場預計超過1700億美元;從市場分布來看,北美是全球最大的干細胞市場,西歐和亞太的市場占比分別為38%和17%。據前瞻產業(yè)研究院數據顯示,2020年我國干細胞治療產業(yè)市場規(guī)模將超1400億元,年復合增長率超過30%。
圖:2010-2018年全球干細胞治療市場規(guī)模
資料來源:Market Research,Transparency Market Research,火石創(chuàng)造
圖:全球不同地區(qū)市場占比
資料來源:Transparency
圖:2010-2024年中國干細胞治療市場規(guī)模
資料來源:Market Research,Transparency Market Research,火石創(chuàng)造
政策、技術與需求驅動我國干細胞行業(yè)發(fā)展
全球干細胞產業(yè)政策松緊不一,北美、歐洲較為活躍。美國自奧巴馬登臺一個月就放開了胚胎干細胞研究,FDA設立了快速審批通道,鼓勵臨床醫(yī)學家快速占領干細胞臨床治療的制高點,跨國企業(yè)加大投入紛紛布局干細胞產業(yè)鏈。2015 年之后,我國在政策上加大支持力度,從規(guī)范監(jiān)管、技術支持以及資金三個方面促進行業(yè)的發(fā)展;在技術上,干細胞一直處于研究熱點,不斷取得突破;需求推動是干細胞行業(yè)發(fā)展的根本原因,白血病、艾滋病、糖尿病等一系列醫(yī)學難題有望通過干細胞的臨床應用得到解決。
近年來,國家干細胞產業(yè)支持政策不斷升級,干細胞臨床應用將步入高速規(guī)范發(fā)展期,具體政策見下表。在監(jiān)管模式上采用“雙軌制”,即根據產品的屬性以“第三類醫(yī)療技術”或者“新藥”的名義申報進入臨床試驗。“第三類醫(yī)療技術”主要針對自體成體干細胞、供受者一對一的異體成體干細胞,由衛(wèi)健委負責管理;“新藥”主要針對一供體對應兩個以上受體的成體干細胞,由NMPA負責管理。
全球研發(fā)暗潮涌動,奇點突破在即,我國研究水平世界領先。技術創(chuàng)新是干細胞行業(yè)發(fā)展的核心驅動力,是改變國內中下游產業(yè)鏈薄弱現狀的主要途徑,全球都在通過多種方式進行干細胞及相關產品研發(fā),積極轉化干細胞研究成果。
2016年,中國公布首批30家干細胞臨床研究機構,2019年起干細胞臨床研究機構與項目備案將實行動態(tài)管理,截止到2019年9月,國家批準干細胞臨床治療研究醫(yī)院增至106家,軍隊系統的醫(yī)院批準的共12家,一共118家機構;備案項目增至62個,文獻研究專利申請不斷增長。截止到2020年3月,在 ClinicalTrial.gov 上注冊的干細胞相關臨床研究已達5432項,其中中國有469項,較多開展的城市為廣州、 北京、上海。
隨著干細胞技術的飛速進展,我們在中國境內展開試驗的申請人中也看到了世界藥企巨頭的身影,包括拜耳、新基、葛蘭素史克、輝瑞等。在諸多疾病領域,中國也獲得了進展,如干細胞治療骨關節(jié)炎、糖尿病足、急性心肌缺血、地中海貧血、帕金森癥等。但受限于政策,目前國內干細胞產業(yè)鏈短期的現金收入只有存儲這一個環(huán)節(jié)。
當前干細胞的基礎研究領域主要在以下幾個方面:細胞重編程研究、干細胞自我更新及多能性維持的機理研究、新型的多能干細胞研究和干細胞定向誘導分化及其調控機制研究。
干細胞產業(yè)鏈:上游成熟,中下游應用是未來主要看點
干細胞產業(yè)鏈主要分為:上游(干細胞采集與存儲)、中游(干細胞增殖及干細胞新藥研發(fā))及下游(干細胞治療)。
高技術壁壘使得國內的干細胞行業(yè)發(fā)展緩慢,與領先的歐美國家相比,國內干細胞屬于新興產業(yè),市場競爭格局較分散,產業(yè)成熟度較低,無明顯龍頭企業(yè)。國外已有十余種干細胞治療產品上市,而國內相對較為落后,企業(yè)大多數集中在上游存儲行業(yè),中下游研究與應用也在加速進行,但是還未完成臨床轉化,處于發(fā)展初期仍在積累。
產業(yè)鏈上游是指干細胞的采集和存儲業(yè)務,是目前最主要、最成熟的干細胞領域產業(yè)化項目,主要是臍帶血庫,臍血庫分為公共庫和私人庫,公共庫有牌照限制(目前我國10個省份有公共庫),而私人庫則沒有牌照限制。
主要采集對象包括臍帶血干細胞、臍帶間充質干細胞、脂肪肝細胞、羊膜等干細胞物質,其中臍帶血干細胞的采集存儲是目前最主要的方向(臍血干細胞不能增殖,含量僅可供5歲以下的小孩使用)。
該產業(yè)鏈環(huán)節(jié)所需的技術要求不高,準入門檻不高,發(fā)展較成熟,毛利較高。根據智研咨詢數據,2018年全球干細胞存儲規(guī)模達到181.6億美元;但目前我國干細胞整體存儲率不到1%,跟發(fā)達國家的10%-15%相比差距較大,國內存儲市場空間還很廣闊,按照每年1500萬新生兒計算,未來存儲比例比照發(fā)達國家最少的10%,根據國內臍血庫存儲費用約為2萬(20年*1000元/年),對應300億的市場規(guī)模。
圖:2013-2018年全球干細胞存儲市場規(guī)模
資料來源:智研咨詢
資料來源:公開資料
國內干細胞現有上市公司仍以儲存業(yè)務為主,干細胞存儲是目前主要商業(yè)模式。上游干細胞存儲領域以中源協和、南京新百、金衛(wèi)醫(yī)療等企業(yè)為主,其余較分散。未來上游產業(yè)發(fā)展將在現有干細胞儲存庫的基礎上延伸,增多存儲細胞種類,同時以干細胞存儲為單一業(yè)務的企業(yè)極有可能被并購整合。
產業(yè)鏈中游是干細胞增殖以及干細胞制劑的新藥研發(fā),一般指干細胞提取、增殖并進一步制作成可供臨床應用的制劑或者藥品,技術壁壘較高,潛力巨大。目前全球有十余種干細胞產品上市,其中半數以上細胞來源為間充質干細胞,另有眾多產品處于在研階段。我國干細胞藥物研發(fā)尚處早期,但在間充質干細胞等臨床應用領域都有較為深入的研究,但由于前期在該領域缺乏相對應的政策,導致臨床轉化相對落后,至今尚無正式批準的商業(yè)化產品。
表:目前已上市主要干細胞產品 (數據來源:醫(yī)麥客)
截止2020年2月,CDE共受理了12家企業(yè)申報的13項干細胞研究型新藥申請,共批準6項。其中九芝堂美科IND獲批,是CDE批準的第一項使用進口干細胞進行的臨床試驗,第一項使用骨髓來源間充質干細胞進行的臨床試驗,也是第一項使用干細胞治療神經系統大適應癥的臨床試驗。
數據來源:醫(yī)麥客
產業(yè)鏈下游主要是醫(yī)療級和消費級應用,醫(yī)療級的應用指的是醫(yī)學上的應用,例如多種疾病治療;消費級應用主要在美容領域,例如抗衰老產品等。
干細胞能夠治療的疾病范圍十分廣泛,而且以干細胞為核心的再生醫(yī)學是繼常規(guī)藥物、手術治療后的另一種有效治療途徑,推動醫(yī)學改革,治療以醫(yī)院為主體,如武警總醫(yī)院干細胞移植治療中心、天壇普華醫(yī)院等。另外還有下游企業(yè)為醫(yī)院提供干細胞治療技術來盈利,如北科生物,成立前5年累計治療病例已達10000例,已經成為世界著名的五大干細胞治療中心之一。目前為止,除造血干細胞治療血液疾病外,尚未有任何一家醫(yī)療機構的干細胞治療得到監(jiān)管部門的受理或審評。開展干細胞臨床應用的醫(yī)院,均屬于試驗性臨床研究。
消費級應用主要集中在抗衰老領域,干細胞減少是人體衰老的主要原因之一,可以利用干細胞技術替換更新衰老死亡細胞,激活細胞功能,延緩衰老,因此干細胞抗衰老以其安全性、可行性及有效性迅速獲得市場青睞,干細胞抗衰老行業(yè)表現出強大的市場發(fā)展?jié)摿?。根?Global Industry Analysts、Transparency Market Research 及 Fung Business Intelligence Centre 的研究數據,預計2020年全球抗衰老市場銷售將達到2000億美元,2020年我國抗衰老市場規(guī)模超過500億元。
圖:干細胞治療適應癥分布 (資料來源:廣證恒生)
四、干細胞治療相關企業(yè)
國際巨頭
Osiris Therapeutics
Osiris Therapeutics公司于1992年在美國馬里蘭州成立,2006年在納斯達克上市,股票簡稱OSIR,2019年4月退市。技術源于凱斯西儲大學Arnold Caplan教授領導的研究小組開發(fā)的干細胞技術,其核心技術是通過干細胞療法再生組織或者抗炎。
OSIR已經開發(fā)出兩種相對成熟的干細胞產品。Prochymal:世界首個獲批上市的人造干細胞藥物。Chondrogen主要用于治療關節(jié)炎類疾病。干細胞生物制劑方面,公司擁有Grafix,Cartiform、GrafixPL、Stravix和Bio五種產品:Grafix是Osiris公司的重要產品之一,主要應用于創(chuàng)傷護理領域。Cartiform是Osiris在運動醫(yī)學領域的產品,它是一種冷凍的軟骨異體移植物。Bio是整形外科的產品,主要針對的是整形外科領域中的骨傷問題。
圖:Osiris 公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:藥智數據庫)
StemCells
StemCells公司成立于1988年,是美國一家從事干細胞產品開發(fā)的公司,重點關注中樞神經系統疾病、肝 臟疾病以及胰 腺疾病的干細胞治療方法。該公司著名的干細胞技術是從成人腦組織中獲取人類神經干細胞,該項技術處于世界領先水平。StemCells公司于2009年收購了英國的Stem Cell Science公司,鞏固了該公司在人類神經干細胞技術領域的領先地位,并把公司的技術拓寬到藥物開發(fā)和篩選的細胞水平研究領域。目前公司擁有超過40項美國專利,在全世界有超過170項專利。公司較成熟的產品 HuCNS-SC 是從胎兒腦部分離的神經干細胞,臨床前試驗已證實HuCNS-SC 對治療神經系統疾病有顯著療效并且未發(fā)現副作用。
圖:StemCells公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:藥智數據庫)
Bioheart
Bioheart公司創(chuàng)建于1999年,公司主要研究開發(fā)有效的細胞療法,致力于修復心臟損傷的干細胞治療。該公司還擁有智能設備,能夠對心臟衰竭和其他心血管疾病進行監(jiān)測。Myo Cell 是一種肌肉干細胞,是 Bioheart 公司的支柱產品,能夠在病人發(fā)生嚴重心臟損傷幾個月或幾年后,改善其心臟功能,已經于2009 年7 月獲得了 FDA 的批準,進行臨床試驗治療嚴重的心臟慢性衰竭Adipo Cell 源于病人自身的脂肪組織,治療充血性心臟衰竭。MyoCath 是公司研制的專門用于將干細胞產品 MyoCell 轉運到心肌組織的一次性注射器,是目前大部分臨床試驗應用的運輸裝臵。
圖:Bioheart公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:藥智數據庫)
Mesoblast
Mesoblast成立于2004年, 總部位于澳大利亞墨爾本,是一家全球領先的、開發(fā)以細胞為基礎的再生治療產品的生物技術公司,于 2004 年在澳交所上市,隨后又于2015 年在美國納斯達克上市,發(fā)行美國存托憑證。2018年7月天士力(600535)宣布認購其2000萬美元的普通股,并引進其兩款分別處于FDA臨床Ⅲ期及Ⅱ期試驗的干細胞產品——MPC-150-IM用于治療充血性心力衰竭, MPC-25-IC用于治療急性心肌梗死。
Mesoblast憑借其專有的“間質系成人干細胞(MLC)以及間充質前體干細胞(MPC)成人干細胞技術平臺”開發(fā)了一系列臨床上方便使用的異體干細胞治療產品。這些產品的特點是無需組織配型,無排異反應,可以隨時用于治療臨床上尚未滿足的需求,包括心臟疾病、風濕免疫病、代謝性疾病、脊柱等退行性疾病,以及與腫瘤和血液病治療相關的免疫性疾病等。
圖:Mesoblast公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:公司官網)
Athersys
Athersys創(chuàng)立于1995年,總部位于美國俄亥俄州Cleveland,2007年在納斯達克上市。該公司專注于干細胞和再生醫(yī)學領域,領先產品MultiStem是來自于異體骨髓的多能成體干細胞(MAPC)。MultiStem已于2017年獲美國FDA批準用于治療I型粘多糖貯多癥(MPS-I),其他開發(fā)中的適應癥包括出血性中風、創(chuàng)傷性腦損傷、多發(fā)性硬化、脊髓損傷、急性心肌梗死、充血性心力衰竭、移植物抗宿主病、急性呼吸窘迫綜合征及創(chuàng)傷。目前,MultiStem重點拓展的適應癥是出血性中風。
MultiStem是目前唯一一項獲得美國FDA快速通道指定的急性呼吸窘迫綜合征的療法,因此也被認為與新冠肺炎的治療高度相關。2020年美國生物醫(yī)學高級研究與開發(fā)局(BARDA)將MultiStem評價為與治療COVID-19高度相關的療法。
圖:Athersys公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:公司官網)
Stemedica
Stemedica成立于2005年,位于圣地亞哥,是美國為數不多的幾家被FDA認證可以進行干細胞藥物試驗的生物公司之一,也是世界上少數能夠生產包括人骨髓間充質干細胞和人神經干細胞兩種干細胞的公司,同時是美國第一家批獲進行阿爾茨海默癥臨床試驗的公司。公司目前已經有6個臨床試驗獲得FDA批準。已經建立具備自主知識產權的、通過美國FDA cGMP認證的干細胞生產平臺。該平臺在保證干細胞質量的前提下,實現了干細胞生產過程的規(guī)模化、標準化和可追溯性,達到了前所未有的干細胞擴增效率。公司擁有16個適應癥,其中6個適應癥在美國開展,已進入Ⅰ期、Ⅱ期臨床階段。
圖:Stemedica公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:公司官網)
國內企業(yè)
隨著干細胞行業(yè)的政策、技術、需求、人才和資金等各要素的支持,各大公司加速布局干細胞中下游,致力于干細胞技術研究以及干細胞產品的應用,各環(huán)節(jié)玩家眾多,下圖列舉部分企業(yè)。
圖:中國干細胞行業(yè)產業(yè)鏈圖譜 (資料來源:火石創(chuàng)造、公開資料)
五、寫在最后
政策:政策轉暖,干細胞發(fā)展駛入快車道
我國對干細胞技術非常重視,在上世紀90年代初就制定了《人的體細胞治療及基因治療臨床研究質控要點》等一系列規(guī)范文件來促進干細胞研究及臨床產業(yè)的發(fā)展。但在2012年,政策收緊,為促進干細胞治療技術科學、有序地發(fā)展,規(guī)范干細胞臨床研究和應用行為,整頓干細胞治療工作,國家衛(wèi)計委發(fā)布了《關于開展干細胞臨床研究和應用自查自糾工作的通知》,叫停正在開展的未經批準的干細胞臨床研究和應用項目。2015年之后,干細胞研究在國內外多重催化劑“共振”下,國家出臺一系列支持政策,干細胞產業(yè)駛入快車道。
技術:全球研發(fā)暗潮涌動,奇點突破在即
技術創(chuàng)新是干細胞行業(yè)發(fā)展的核心驅動力,近年來干細胞治療技術已經在心血管系統疾病、糖尿病、退行性疾病、自身免疫性疾病等重大疾病中取得了重大突破,全球已有十余款干細胞藥物/療法獲批上市。中國在干細胞技術水平世界領先,截止到2020年3月,在 ClinicalTrial.gov 上注冊的干細胞相關臨床研究已達5432項,其中中國有469項。在諸多疾病領域,中國取得飛速發(fā)展,如干細胞治療骨關節(jié)炎、糖尿病足、急性心肌缺血、地中海貧血、帕金森癥等。隨著研究水平與研究機構/研發(fā)人員的同步提升,可以預見未來國內干細胞基礎研究將持續(xù)突破,研發(fā)成果將不斷轉化。
細胞:間充質干細胞化解安全和倫理問題,推動干細胞治療產業(yè)發(fā)展
干細胞研究走向臨床應用的最后一公里,但安全性、有效性及倫理道德問題一直阻礙著干細胞產業(yè)的發(fā)展,胚胎干細胞的強致瘤性和倫理問題,以及IPS的遺傳風險和較強致瘤風險推動間充質干細胞的廣闊前景。間充質干細胞已經成為繼造血干細胞之后,進入臨床應用的成體干細胞,其安全性和有效性均非常突出,多方證實了其在體內應用不存在致瘤性,因為在個體中來源廣泛(可以取自脂肪、骨髓、血液等等),自體應用的間充質干細胞不存在免疫排斥以及不引入外源性的基因,并避免細胞伴隨病毒的感染,即克服安全性和倫理性難題。MSCs已成為臨床應用研究的寵兒,也推動干細胞治療產業(yè)繼續(xù)壯大。
獲得更高品質的細胞是MSCs治療的關鍵。干細胞治療的挑戰(zhàn)在于干細胞產品十分復雜,細胞來源和生產工藝的差異對干細胞的質量和治療效果的影響很大,這也是之前眾多干細胞治療臨床試驗結果不理想的主要原因。移植后的細胞存活是MSCs治療成功的重中之重,研究表明,低氧預處理可以以有效模擬體內微環(huán)境,有助于維持間充質干細胞的增殖、分化、代謝平衡等生理過程,比正常細胞更快進入細胞周期,更早開始體外細胞分裂。此外,低氧預處理通過維持體外能量代謝顯著減少細胞損傷,促進間充質干細胞增殖。Stemedica在其位于加洲的cGMP設施中開發(fā)了臨床級別的細胞生產平臺BioSmartTM,在低氧(5%O2)條件下生產缺血耐受人BM-MSC(ithMSC) 和缺血耐受人神經干細胞(ithNSC),產品性能優(yōu)于常氧條件下培養(yǎng)的干細胞。
產業(yè)鏈:近看存儲,遠看應用,核心壁壘在研發(fā)生產與商業(yè)化
近看存儲。產業(yè)鏈上,上游的干細胞存儲是目前最主要、最成熟的干細胞領域產業(yè)化項目,也是國家認可收費的項目。該產業(yè)鏈環(huán)節(jié)所需的技術要求不高,準入門檻不高,未來具有規(guī)模優(yōu)勢、規(guī)范化管理水平和技術優(yōu)勢能夠帶來存儲質量更高的企業(yè)比較有前景,目前已有多家上市公司布局,如南京新百、中源協和。
遠看應用。干細胞治療市場首要看適應癥的潛在市場,從全球疾病數據和人口趨勢來看,神經系統疾病、心血管疾病、糖尿病、皮膚病、骨病、醫(yī)美等的潛在市場規(guī)模極大,研發(fā)管線覆蓋這些適應癥的企業(yè)更有投資價值。Stemedica擁有16個適應癥,覆蓋心血管疾病、神經系統疾病、骨科疾病、糖尿病、自身免疫病、皮膚疾病、醫(yī)美和抗衰老等適應癥,其中6個適應癥已進入1期、2期臨床階段。
核心壁壘在研發(fā)生產與商業(yè)運營。干細胞來源復雜,制備工藝及質量控制指標不盡相同,在體外培養(yǎng)、擴增的穩(wěn)定性和安全性、質量標準檢測技術、產品純度上仍存在一些問題有待解決和完善。另外干細胞本身存在異常分化、免疫排斥、擴增和傳代過程中可能產生的基因變異及細胞功能改變等問題,也導致了干細胞在治療過程中存在著技術操作難度大、潛伏的生物安全導致的醫(yī)療隱患等難題和風險,所以具有研發(fā)和生產優(yōu)勢,細胞擴增能力強、細胞品質高的企業(yè)更有競爭力。
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