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对我国干细胞科学与产业发展的思考

在2014年度国家科学技术奖中,两项干细胞研究成果——“哺乳动物多能性干细胞的建立与调控机制研究”和“成体干细胞救治放射损伤新技术的建立与应用”,分别荣获国家自然科学奖二等奖和国家科学技术进步奖一等奖。

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这是我国的干细胞基础研究与临床应用研究首次同膺国家科技奖。这不仅再一次将人们的眼球聚焦到干细胞这一前沿科学和新兴产业领域,更点燃了许久以来人们对干细胞治疗的热切期盼。随着我国步入老龄化社会,与老龄化相关的重大、难以治愈的疾病如糖尿病、心血管疾病、癌症和老年痴呆症等发病率不断攀升。


以化学药物和手术治疗为支柱的传统西医学逐渐遭遇玻璃天花板,以干细胞技术为核心、被科学界誉为第三次医学革命的再生医学已是大势所趋,具有超强分化、更新、再生和修复能力的干细胞被寄予厚望。那么,我国干细胞科学的整体水平如何?我国干细胞产业之路又在何方呢?


干细胞科学已成为生命科学最活跃的研究领域之一


人和其他所有生物一样,都是由细胞构成的。人体从第一个细胞——受精卵开始慢慢发育、分裂,成几何倍数增加,当达到一定的数量和条件时,便发育成一个完整的个体。人体出生后,细胞不停地进行新陈代谢,每天体内大约有10—50万亿个细胞被新陈代谢。这些死去的细胞由谁来补充?人体的绝大部分组织细胞因为高度分化往往会失去再分裂的能力,但是机体在生长发育过程中会保留一定数量的尚未分化、具有多向分化潜能和自我更新能力的原始细胞,这就是干细胞。机体保留这些干细胞的目的就是用于补充新陈代谢所死去的细胞,因此干细胞被誉为“源泉细胞”。


目前国际公认的干细胞定义,是指一类具有自我复制和分化为多种特定组织细胞能力的原始细胞。根据来源,干细胞可以分为胚胎干细胞、胎体干细胞和成体干细胞三大类。根据其分化功能,干细胞可以分为全能干细胞、亚全能干细胞、多能干细胞和专(单)能干细胞。近年来又出现了通过植入细胞因子的方法,把体细胞诱导成具有分化能力的多能干细胞。


干细胞科学就是一门探讨有机生命体如何从单一细胞发展成为完整的个体,以及如何利用新生细胞代替受损、死亡的成体组织细胞的新兴学科。这门学科在理论上专注于探讨生命的本源和发育问题,在实践中有望利用新生细胞为当前许多危害人类健康的难治性疾病提供有效的治疗手段,因而已成为生命科学最活跃的研究领域之一。而再生医学是指利用生物学及工程学的理论方法创造丢失或功能损害的组织和器官,使其具备正常组织和器官的机构和功能,从而恢复健康的一门交叉医学学科,被誉为继化学药物、手术治疗之后的第三次医学革命,其技术核心正是具有超强分化、更新、再生和修复能力的干细胞。


在干细胞科学及转化应用研究领域,我国的起步较早。近10年来,973计划、863计划、重大新药创制专项、国家自然科学基金、中国科学院先导计划等国家级的项目里均设置了干细胞与再生医学方向,取得了一批标志性成果。目前,我国干细胞领域的论文数量排名国际第2位,一批研究机构进入了国际研究机构前20位,其中中国科学院排名国际研究机构的第4位;申请并获得了一批国家专利和国际专利,专利数量已经排名国际第3位,国际专利授权排名第6位。


我国已经在干细胞科学领域建立了良好的基础研究和转化平台,培养和引进了高水平的干细胞研究梯队,初步具备国家层面的统筹协调和政策规范方面的保障,并依托这些基础在一些干细胞领域取得世界领先的研究成果,为我国干细胞研究的进一步发展奠定了坚实的基础。


干细胞产业正方兴未艾


科学技术的发展无疑会带动甚至诞生一个新兴的产业。在各国科学家的共同努力下,干细胞研究逐渐从实验室走向临床、走向产业化,与我们的日常生活渐行渐近。


资本市场上,干细胞产业近年来一直受到国内外资本的追捧。专家预测,全球干细胞产业近两年的潜在市场约800亿美元,到2020年前后可高达4000亿美元。在我国,干细胞产业同样前景可期。有研究报告认为,我国干细胞产业已经形成了从上游存储到下游临床应用的完整产业链,预计未来5年干细胞产业收入将从目前的20亿元增长到300亿元,年均增长率达170%。


在政府支持、资本追捧以及巨大市场前景和高额商业利润的多重推动下,干细胞产业化呈蓬勃发展之势。到2013年,我国多个城市如哈尔滨、长春、天津、北京等都建立起干细胞产业化基地。大部分产业化基地的相关业务涵盖“干细胞存储、干细胞技术研发、干细胞应用研究以及干细胞临床移植和治疗”等业务,逐步形成具有中国特色的干细胞产业格局,即:上游:各类干细胞库(脐血造血干细胞库、间充质干细胞库、免疫细胞库等);中游:各种干细胞扩增、培养技术及相关细胞制剂、产品等;下游:医疗、整形美容、健康服务机构(干细胞治疗各种疾病、美容、抗衰老等)。其中,脐血库是目前我国干细胞行业中最成熟也最重要的产业化项目,其全称是“脐带血造血干细胞库”,以提取和保存脐带血造血干细胞并为患者提供配型查询服务。


我国在干细胞临床转化与应用方面具有一定的领先优势,积累了大量的临床经验和案例。但由于缺乏大规模的循证医学临床研究,其有效性和安全性遭到质疑。同时,相关政策法规滞后、行业标准缺失,严重阻碍了整个干细胞产业的发展。


把干细胞科学及其产业化作为战略必争领域


干细胞不仅可以用于组织器官的修复和移植治疗,还将促进基因治疗、基因组与蛋白质组研究、系统生物学研究、发育生物学研究等。目前,干细胞研究及其转化医学已经成为各国政府、科研机构和企业界高度关注与大力投入的重要研究领域,成为代表国家科技实力的战略必争领域。有鉴于此,我国应整合中国科学院等单位的优势力量,牵头吸纳有临床背景和材料科学领域的专业人才加盟,与企业和医疗机构合作,组建“细胞治疗国家队”,促进我国干细胞科学和干细胞产业发展。具体要抓好以下三方面工作:


勇于创新,放眼全球,打造覆盖全产业链的关键技术与信息化平台。应立足北京、上海等技术密集、资源丰富的城市,面向全国、辐射全球,打造支撑技术研发与转化应用的一站式生物医学资源、技术和信息平台,涵盖“细胞资源库、疾病组织样本库、实验动物基地、生物大数据平台、临床应用基地”等全产业链;积极开展国际技术交流与合作,始终站在国际发展的最前沿。同时,还要立足自我,聚焦生物技术产业化的关键问题,凭借自身平台、资源、人才、技术优势,开发具有自主知识产权的核心技术、试剂和装备等,推动中国特色的生物医学技术临床转化与应用,推动我国干细胞与生物医学技术产业化进程。


科学严谨,协同创新,建立科学、规范、安全的可持续发展体系。应研究制定符合临床治疗应用要求的生物细胞治疗技术转化质量标准,探索建立生物细胞集中制备与供应模式,并建立相关的规范化工作体系、技术标准及质量控制体系;研究制定适合我国国情的生物细胞技术临床转化与应用路径,开展多中心合作,并重点围绕与衰老相关的重大疾病建立生物细胞治疗技术转化临床前和临床应用评价体系,定期开展合作成员间工作监督与资质认证,促进行业自律;建立合作成员之间科研平台、资源共享机制与技术合作准则,鼓励研究内容相似者开展合作,减少重复投入、降低研发成本、避免恶性竞争;整合合作成员优势,形成共同责任主体,就行业共性技术和关键技术难题进行协同攻关。


积极转变政府职能,使政府充当科学与产业发展的发动机、稳定器。政府应着力破除体制机制障碍,最大限度激发科技作为第一生产力所蕴藏的巨大潜能。应搭建公共融资平台,提供技术与资本结合的渠道,促进生物细胞治疗产业健康快速发展;积极组织前沿技术培训和资格认证工作,加强人才培养,提高产业竞争力;等等。


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