間充質(zhì)干細胞是一種具有多向分化潛能的成體干細胞, 它不僅能促進損傷組織的再生與修復(fù),還擁有良好的免疫調(diào)節(jié)能力,通過調(diào)控免疫細胞的增殖、分化和功能狀態(tài),從而調(diào)節(jié)炎癥因子水平。盡管MSCs潛在的免疫抑制機制尚不十分清楚, 但是許多研究已經(jīng)證實MSCs體的生物學作用,預(yù)示了良好的應(yīng)用前景。
政策放開加快干細胞研究的發(fā)展
2015年,《干細胞臨床研究管理辦法(試行)》和《干細胞制劑質(zhì)量控制及臨床前研究指導(dǎo)原則(試行)》兩大政策先后出臺,為干細胞產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展奠定了良好的政策基礎(chǔ)。2016年年初,衛(wèi)計委發(fā)布“科技教育司2016年工作要點”,將“強化干細胞臨床研究管理”作為規(guī)范管理重點之一,強調(diào)全面落實兩大政策,啟動干細胞臨床研究機構(gòu)和研究項目備案。開展日常監(jiān)管,配合CFDA組織開展專項整治,促進干細胞臨床研究健康開展。10月25日,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》提出,到2030年,我國主要健康指標進入高收入國家行列,人均預(yù)期壽命將達到79歲。其中,“干細胞與再生醫(yī)學”作為重大科技項目被列入規(guī)劃綱要,旨在推進醫(yī)學科技進步,推動健康科技創(chuàng)新。2017年12月22日,國家食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布《細胞治療產(chǎn)品研究與評價技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)》,給我國干細胞治療產(chǎn)品的上市審批指明了道路。
干細胞政策的放開,促進了我國間充質(zhì)干細胞領(lǐng)域研究的快速發(fā)展。2015年間充質(zhì)干細胞的專利數(shù)量有了突破性的增長,國家政策的引導(dǎo)對于該領(lǐng)域的發(fā)展有著重要的作用(圖1:我國間充質(zhì)干細胞領(lǐng)域?qū)@鍞?shù)量優(yōu)先權(quán)年份)。
數(shù)據(jù)來源:德溫特專利數(shù)據(jù)庫
間充質(zhì)干細胞領(lǐng)域研究處于高速發(fā)展期
間充質(zhì)干細胞因具有多向分化能力和免疫調(diào)節(jié)作用而越來越受到關(guān)注。
可以分泌多種效應(yīng)細胞因子,這些細胞因子主要包括抗凋亡分子、促血管生成分子、免疫調(diào)節(jié)分子等,這些因子可以參與損傷組織的修復(fù)以及抑制排斥反應(yīng)。目前與間充質(zhì)干細胞相關(guān)的臨床試驗已涉及300多種疾病,單是在美國開展的與間充質(zhì)干細胞相關(guān)的臨床試驗就達到了652件,主要的疾病包括骨損傷、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病、心肌缺血、重癥肌無力、肝損傷等。從2002年起間充質(zhì)干細胞領(lǐng)域的研究以及相關(guān)專利的申請出現(xiàn)了飛躍式的增長。
對間充質(zhì)干細胞領(lǐng)域?qū)@迳暾埖哪甓确植歼M行研究,發(fā)現(xiàn)近十年(2007年-2016年)專利族申請數(shù)量為7243個,達到該領(lǐng)域?qū)@?/span>(間充質(zhì)干細胞研究發(fā)展歷程)
整體上來看,間充質(zhì)干細胞研究領(lǐng)域正處于高速發(fā)展期。間充質(zhì)干細胞的研究起步相對較晚,其標志事件是1999年P(guān)ittenger教授等在Science發(fā)表文章,首次證明間充質(zhì)干細胞具有多向分化能力。這個研究成果激發(fā)了眾多研究者對間充質(zhì)干細胞的分化潛能的研究,在不同的誘導(dǎo)條件下分化為許多不同的組織,如骨組織、軟骨組織、脂肪組織、肌肉組織、神經(jīng)組織等。更為重要的是間充質(zhì)干細胞可以從多種組織獲得,分離方法簡便,體外培養(yǎng)方便,其常見的來源包括新生兒的臍帶、胎盤,骨髓、肌肉組織、脂肪組織等。
間充質(zhì)干細胞的治療作用目前認為有以下兩個方面:一是間充質(zhì)干細胞對于受損部位組織的定向分化,二是間充質(zhì)干細胞產(chǎn)生細胞因子的旁分泌作用。在定向分化方面主要體現(xiàn)的是替代作用,可以誘導(dǎo)成很多組織細胞,修復(fù)替代損傷的組織;在旁分泌方面主要體現(xiàn)在間充質(zhì)干細胞族申請總數(shù)量的81%。
間充質(zhì)干細胞各子領(lǐng)域發(fā)展程度分析
間充質(zhì)干細胞的相關(guān)研究主要包括間充質(zhì)干細胞的分離純化、誘導(dǎo)分化以及臨床應(yīng)用三個部分。因為間充質(zhì)干細胞首先要從骨髓等來源中分離得到,一般首先分離骨髓低密度的單個核細胞,進行純化。隨后將細胞添加到培養(yǎng)基中進行擴大培養(yǎng)。在得到一定量的間充質(zhì)干細胞后,為使間充質(zhì)干細胞向某類組織分化,需對其進行定向的誘導(dǎo)分化,最后將其應(yīng)用到臨床研究中。為了能更好地理解間充質(zhì)干細胞各個領(lǐng)域的發(fā)展情況,對間充質(zhì)干細胞研究涉及的相關(guān)技術(shù)進行細化,建立了間充質(zhì)干細胞的專利技術(shù)譜系,借此進行子領(lǐng)域的研究。對各子領(lǐng)域的專利數(shù)量進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細胞各子領(lǐng)域的發(fā)展程度有較大差異。
對間充質(zhì)干細胞的主要研究領(lǐng)域進行研究,發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)分化是申請專利族數(shù)量最多的領(lǐng)域,1987年至今共申請專利族592個。生物方法是誘導(dǎo)分化最常用到的方法。在體內(nèi)和體外各種不同誘導(dǎo)條件下,間充質(zhì)干細胞具有分化為成骨細胞、成軟骨細胞、神經(jīng)細胞、肌細胞等中胚層和神經(jīng)外胚層組織細胞的能力,誘導(dǎo)分化也是干細胞主要的應(yīng)用領(lǐng)域。
(間充質(zhì)干細胞專利族子領(lǐng)域分布)
對各個子領(lǐng)域?qū)@鍞?shù)量的增長情況進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)各個領(lǐng)域?qū)@宓脑鏊俑鞑幌嗤7蛛x純化部分的專利整體都增速較快,預(yù)處理與誘導(dǎo)分化部分的生物方法如生物因子處理、基因修飾、生物因子誘導(dǎo)等領(lǐng)域也有較快增長,是研究的重點。在疾病應(yīng)用部分腫瘤、組織修復(fù)、免疫疾病、心血管疾病等多種疾病的間充質(zhì)干細胞治療方法都得到了持續(xù)的關(guān)注。
(全球間充質(zhì)干細胞各子領(lǐng)域的專利族數(shù)量增長情況)