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行业趋势 | iPS细胞产业化及其医学应用前景

 干细胞与外泌体 2023-04-11 发布于广东

细胞与基因行业专业媒体GENE ONLINE,近期在基因与细胞治疗专题中,采访了台湾中兴大学生命科学系苏宏林教授,他是全球目前为数不多的诱导多能干细胞(iPSC)专家之一。在细胞领域,拥有学术界、产业界和临床实践的经验。

苏教授团队研发的诱导多能干细胞神经分化技术不仅获得2017年台湾地区创新奖,还成功获得台湾、美国、日本专利。

采访中,苏教授介绍了iPS细胞疗法的原理和目前的临床应用。他也分享了他近年成立DuoGenic Stem Cells公司加速细胞疗法产业化形成的丰富经验。

安全第一

“保障诱导多能干细胞临床应用的安全是iPSC研发的首要任务。”苏教授说。 

干细胞技术是再生医学最受期待的方面之一。诱导多能干细胞 ( iPSC ) 和胚胎干细胞 (ESC) 都具有能够自我增殖和复制以及分化成各种功能细胞的优势。因此,它们非常有希望用于退行性疾病康复。 

然而,苏教授补充说,由于iPS细胞具有高复制能力,因此可能具有形成肿瘤的风险。任何用于移植的细胞都必须处于完全分化状态,才能保证临床应用的安全性。 

同时,使用源自细胞疗法的细胞外囊泡 (EV) 的疗法也可以重建组织。由于囊泡的内容物是RNA、蛋白质等不会自我增殖的物质,因此与干细胞相比,分化成肿瘤的风险大大降低。然而,由于外泌体的研究相对较新,因此需要持续和累积的观察来分析活性成分。

比较细胞疗法和常规药物开发

与所有药物开发过程一样,要缩短基础研究与临床应用之间的差距,需要考虑许多问题,包括药物靶点的选择、药理作用原理和制造工艺。 

对于基于 iPS 细胞的疗法,由于研发过程的复杂性,细胞扩增、分化、鉴定和活性分析需要大量成本。

因此,国际上iPSC的主流研发趋势是针对常见疾病或具有重大经济或社会风险的疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病、糖尿病和老年病等,开发同种异体干细胞,其目标是满足主要健康状况未满足的医疗需求,并建立长期开发基于 iPS 细胞的治疗产品的商业模式。

苏教授指出,“iPS细胞最大的优势在于可以为移植提供几乎无限量的分化细胞,修复受损组织,实现真正的治愈。”

从这个角度来看,细胞疗法与传统药物之间存在着根本的区别。例如,小分子药物与抗体药物的作用机制通常涉及一对一的靶点关系,通过阻断或增强特定的信号通路来达到治疗效果。然而,细胞的不同之处在于它们能够同时执行多种功能。例如,间充质干细胞 (MSC) 同时具有抗炎、组织修复和分化能力。 

与传统药物相比,细胞治疗企业开展临床试验时,必须针对不同的适应症仔细选择细胞治疗的生物标志物,以反映其治疗效果,并对细胞进行充分的质量控制。

此外,由于细胞在人体内可以自我增殖和复制,因此细胞数量与细胞疗法的疗效之间并无绝对的正相关关系。

平均而言, CAR-T 细胞输注的细胞量为10 ^7 -10^8和 10^9 -10^10,对于 CIK 细胞,剂量相差 10 倍。尽管如此,它不一定会产生 10 倍的治疗效果,也不一定会增加毒性。相比之下,常规药物与剂量和疗效更直接相关。一次服用两颗扑热息痛药片比一颗更有效,但一次服用太多会导致肝毒性。

“如果一家公司正在研究小分子药物、抗体或生物仿制药,然后转向细胞疗法,那么在法规和治疗概念上会有很多差异,”苏教授说。

帕金森症作为细胞治疗的首选

将细胞疗法应用于神经退行性疾病的主要挑战之一是确保注射的细胞与患者的神经系统正确连接。

由于神经细胞网络复杂,即使细胞可能被输送到正确的位置,任何异常连接都可能对神经系统造成严重的副作用,引起异常性疼痛和压痛等症状。 

苏教授强调,帕金森病是少数神经系统疾病之一,细胞疗法无需确认正确的细胞连接即可改善。中脑黑质多巴胺能神经元变性或异常产生引起帕金森病,其病理机制较为简单。因此,细胞疗法旨在通过增加大脑纹状体中的多巴胺来改善症状。 

针对阿尔茨海默病治疗门槛高但潜在医疗需求巨大,苏教授团队与花莲慈济医院合作,利用专利技术诱导人胚胎干细胞和iPS细胞向神经干细胞分化用于细胞移植治疗的细胞。该技术使用体外模型测试疾病。

细胞疗法在退行性关节炎中的应用

与神经系统疾病相比,心肌疾病涉及复杂的细胞连接和组织特性。因此,在安全有效的细胞疗法可用之前还有很长的路要走。

苏教授强调,在老龄化社会中越来越普遍的退行性关节炎是细胞疗法发展的利基。与神经系统疾病不同,关节炎不需要植入后细胞的正确连接。只要细胞能够促进再生和对抗炎症,就可以达到相应的治疗效果。 

苏教授成立了一家干细胞公司,开发外周血细胞纯化(PCP)技术,纯化来自患者体内的免疫单核细胞并去除促炎性粒细胞。这种疗法不仅准备简单,采血、分离和输血仅需 2.5 小时,而且比专注于组织重建的基于 iPS 细胞的疗法更实惠。

基于 PCP 的疗法只需一次剂量即可提供两年的疗效,使其比目前常用于治疗退行性关节炎的透明质酸或 PRP 注射剂更持久。特别是,对于症状严重到无法进行关节置换手术的 3 期或 4 期关节炎患者,这些治疗可能会提供可供选择的替代治疗方案。 

DuoGenic Stem Cells除了开发针对退化性关节炎的PCP疗法外,还从事iPS细胞培养基的生产,成为上游原材料供应商,以扩大细胞治疗产业的产能。

苏教授表示:“我们希望能够在终端用户应用尚不明确的情况下,为相关iPSC研发公司提供细胞扩增和分化的解决方案。” 他还指出,投资生产自己的iPSC培养基以满足临床需求和创造价格竞争力都是现阶段的主要关注点。 

此外,苏教授表示希望未来通过结合高水平的技术和受专利保护的产品组合,建立一个更强大的细胞治疗生态系统。

作者:Kathy Huang译:Richard Chau

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