新經濟領域中,生物醫(yī)藥產業(yè)干細胞領域的收益增長非常驚人
2013年初,國際科學權威雜志《自然》(Nature)發(fā)布了“新年新科學”,預測在新的一年有可能發(fā)生的重要科技發(fā)現(xiàn)中第一位便是干細胞試驗。
而在2012年12月,日本科學家山中伸彌(Shinya Yamanaka)與英國科學家約翰?格登(John Gurdon) 獲得2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。山中伸彌是誘導多功能干細胞(iPScell)創(chuàng)始人之一,他的獲獎也實至名歸,因為他的發(fā)現(xiàn)對于干細胞研究領域太重要了,有了iPS細胞,一些嚴重的風濕病、癱瘓、脊髓受傷等疾病才有了被治愈的可能。
近期,山中伸彌與Linux操作系統(tǒng)創(chuàng)始人努斯?托爾瓦茲共同榮獲了2012千年技術獎。這一獎項每兩年頒發(fā)一次,以表彰在科研或發(fā)明領域取得重大成就的個人或團體。此外,山中伸彌也于去年在美國獲得了誘導多功能干細胞(iPS細胞)培養(yǎng)技術專利,有效期20年。這也是日本相關技術在美國獲得的首個專利。
干細胞與醫(yī)學
干細胞即為起源細胞。干細胞是一類具有自我復制能力的多潛能細胞,在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞,因此干細胞在醫(yī)療中具有廣泛的應用空間。比如骨髓間充質干細胞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,可作為理想的種子細胞用于衰老和病變引起的組織器官損傷修復。
但到目前,全球范圍內干細胞移植療法大多數還處于臨床試驗階段,其中進入三期臨床的有30多個產品。主要臨床研究集中于骨科、皮膚、心血管、癌癥、糖尿病、創(chuàng)傷修復、血液病、泌尿系統(tǒng)、牙科、眼科等領域。
更多的干細胞領域的科學證據則給傳統(tǒng)的醫(yī)學帶入了新的視角。比如2012年6月,加州大學伯克利分校研究人員利用基因跟蹤技術尋找到了血管疾病的真正罪魁禍首。一種以前未知類型的干細胞——多功能血管干細胞是血管疾病的主要誘因。
這是第一次有證據表明血管疾病其實是一種干細胞疾病。這項工作應該徹底改變血管疾病的治療方式,所以目前中國的自然科學基金、863、973等科學基金中對于干細胞的研究也進行了大量的立項工作。這也為之后干細胞在臨床中的應用做好基礎性的工作。
開啟干細胞產業(yè)大門
2012年5月17日,加拿大衛(wèi)生部批準了Osiris公司生產的”伯如凱茂”干細胞藥物上市銷售。
該藥成為世界上第一款經發(fā)達國家批準的用于治療異體抗宿主病的非處方間充質干細胞藥物,并獲得了在該領域長達8年半的獨家生產類似產品的排他性權利。這種藥物主要針對急性移植物抗宿主病(器官移植后的排異反應癥)、克羅恩病、急性放射性并發(fā)癥、I型糖尿病、急性心肌梗死和肺病等病癥的治療,是目前惟一批準的具有修復心臟病后組織損害、保護Ⅰ型糖尿病病人胰島細胞和修復肺病病人肺組織療效的干細胞治療藥物。
2012年6月和9月,繼在加拿大市場獲批之后僅僅不到一個月的時間,新西蘭醫(yī)療管理局和瑞士醫(yī)藥管理局也批準其在本國進行合法銷售。Osiris公司的動態(tài)也受到了整個生物醫(yī)藥行業(yè)的集體敬禮。而這也成為了干細胞產業(yè)的大門開啟的標志性事件。
隨后,眾多知名企業(yè)嗅到了干細胞產業(yè)的商機。就在2012年末,GE醫(yī)療集團宣布與細胞動力學公司(Cellular Dynamics International,CDI)簽署了一項許可協(xié)議。根據協(xié)議,GE醫(yī)療授權CDI開發(fā)、生產、銷售源于誘導性多能干細胞的細胞分析檢測產品及模型。這些產品及模型可用于藥物發(fā)現(xiàn)及毒性篩選。
干細胞產業(yè)分為三部分:第一部分處于上游,干細胞制備主要原料臍帶血儲存;第二部分處于中游,干細胞提純制備;第三部分處于下游,干細胞介入治療,這一部分都集中在醫(yī)院。
目前,上游的臍帶血儲存和中游的干細胞提純制備技術相對成熟,中國北京,天津,廣州,重慶、上海等地都建立了臍帶血庫。目前一份新生嬰兒臍帶血干細胞保存20年費用約2萬元。北京臍帶血庫建立于1996年,是衛(wèi)生部批準的首家臍帶血庫。
到2012年,北京臍血庫庫存達到15萬份。北京市留取臍帶血的孕婦數量占當年分娩量的比重已經達到了近20%。目前北京臍血庫已經建立起中國臍血查詢網,數據庫系統(tǒng)已收錄了2.3萬份配型數據。
而中游的干細胞提純制備技術也基本成熟,目前免疫磁珠分離法得到了廣泛應用。但在下游的介入治療階段,整個行業(yè)目前還處于探索階段。從目前的研究趨勢來判斷,臨床級細胞的獲得與培養(yǎng)、功能性成體干細胞的獲得、iPS細胞治療策略、干細胞治療臨床實驗設計與應用、干細胞移植的免疫學基礎、腫瘤中的干細胞確定等問題還有待解決。
美國《新科學家》報道稱,第一例含有iPS衍生細胞的臨床試驗可能在2013年開始。日本神戶市理化研究所發(fā)展生物學中心的高橋雅代(Masayo Takahashi)計劃利用iPS細胞培養(yǎng)視網膜色素上皮細胞,用以治療老年性黃斑變性導致的失明。
目前,中國干細胞治療臨床實驗及應用主要的研究單位為中國科學院動物研究所、中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所、中國醫(yī)學科學院組織工程研究中心、中國科學院上海藥物研究所、中山大學、第三軍醫(yī)大學、浙江大學、復旦大學、北京大學、中國人民解放軍總醫(yī)院等。主要的應用領域包括心臟功能缺損修復、神經修復、軟骨修復、視網膜再生、皮膚再生、人工肝構建、胰島損傷修復等。
令人欣喜的是,在現(xiàn)有的研究技術條件下,一些技術發(fā)展得相當迅速,并取得了一定的成果。比如骨髓間充質干細胞已經成功地用于治療缺血性腦卒中、脊髓損傷、糖尿病等。2011年,美國科學家羅伯特?蘭扎將人體胚胎干細胞分化培育成視網膜細胞,然后在兩名失明患者眼里各植入5萬個視網膜細胞,術后一名患者如今能獨自行走、用電腦、倒咖啡,另一名患者能辨識顏色。
2012年5月,美國Pluristem Therapeutics公司一名罹患骨髓疾病的7歲女童進行干細胞療法治療后,其病情顯著好轉。截止到2012年,北京市臍血庫已為臨床應用提供400余份臍帶血,用于白血病、淋巴瘤、再生障礙性貧血等36種疾病的治療及臨床研究,北京市臍血庫已經成功挽救了400位患者的生命。
綜合來看,目前干細胞的治療技術正在中國和許多國家積極地展開。中國的863和973計劃中,干細胞領域是立項最多的一個。生物及醫(yī)藥工業(yè)“十二五”規(guī)劃中均明確指出要積極開展干細胞等細胞治療產品的研究,重點研發(fā)針對惡性腫瘤、自身免疫性疾病等重大疾病的干細胞和免疫細胞等細胞治療產品。與此同時,發(fā)達國家也在積極地推進干細胞治療中的應用。
據報道,美國食品藥品監(jiān)督管理局在2012年10月允許處于“死亡邊緣”或者“衰竭期”的病人接受小規(guī)模的、更加快速的臨床試驗治療。該項政策將有助于干細胞類藥物更快地在美國市場實現(xiàn)銷售。可以預見的是,干細胞治療產業(yè)在未來將獲得飛速的發(fā)展,技術也會越來越成熟。
新經濟領域中,生物醫(yī)藥產業(yè)干細胞領域的收益增長非常驚人。研究人員根據美國FDA批準相關產品的實際銷售額估算到2014年,臨床級干細胞治療產業(yè)銷售額將達到51億美元。