干細(xì)胞在疾病治療、組織修復(fù)、抗衰美容等多領(lǐng)域具有極大的發(fā)展?jié)摿团R床應(yīng)用價(jià)值，近年來已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的重要方向之一，受到全球范圍的廣泛關(guān)注。

干細(xì)胞是一類具有自我復(fù)制能力的多潛能細(xì)胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞。

圖1  干細(xì)胞來源

根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞；根據(jù)干細(xì)胞的分化潛能可分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞。

圖2  干細(xì)胞分類

干細(xì)胞是一種未充分分化，尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，被醫(yī)學(xué)界稱為"萬用細(xì)胞"。干細(xì)胞每一項(xiàng)重大研究進(jìn)展都將給人類帶來不可估量的收益 。美國《科學(xué)》雜志于1999年將干細(xì)胞研究列為世界十大科學(xué)成就的第一，排在人類基因組測(cè)序和克隆技術(shù)之前。2008年，誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞研究分別被《自然》和《科學(xué)》雜志評(píng)為第一和第二位的重大科學(xué)進(jìn)展。2007年和2012年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)都頒給了有可能讓人類長生不老的干細(xì)胞研究。Vincent Giampapa博士也以干細(xì)胞領(lǐng)域的研究被提名2014年諾貝爾獎(jiǎng)。

在人們健康意識(shí)逐漸強(qiáng)烈的時(shí)代背景下，隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，干細(xì)胞的研究將為臨床醫(yī)學(xué)提供更為廣闊的應(yīng)用前景。

干細(xì)胞技術(shù)最顯著的作用就是能再造一種全新的、正常的甚至更年輕的細(xì)胞、組織或器官，用以治療多種傳統(tǒng)方法難以治愈的疾病。干細(xì)胞在疾病治療、組織修復(fù)、抗衰美容等多方面極具發(fā)展?jié)摿团R床應(yīng)用價(jià)值，成為生命科學(xué)領(lǐng)域的重要方向之一。

圖3  干細(xì)胞技術(shù)臨床應(yīng)用

干細(xì)胞治療屬于一種細(xì)胞生物療法，對(duì)患者身體沒有明顯的影響。利用干細(xì)胞具有的自我復(fù)制和分化的能力來修復(fù)體內(nèi)的受損細(xì)胞，從而達(dá)到機(jī)體功能重建的目的。目前應(yīng)用最成熟的是利用造血干細(xì)胞移植進(jìn)行造血和免疫系統(tǒng)的重建，同時(shí)隨著干細(xì)胞基礎(chǔ)技術(shù)的快速發(fā)展，其它干細(xì)胞應(yīng)用如間充質(zhì)干細(xì)胞、心肌干細(xì)胞、誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞等細(xì)胞替代治療的相關(guān)臨床研究也在陸續(xù)開展，在部分領(lǐng)域已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。

干細(xì)胞的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展由上游的干細(xì)胞庫、中游的干細(xì)胞增殖和研究以及下游的干細(xì)胞治療三部分組成，形成一條很大的產(chǎn)業(yè)鏈。

圖4  干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)鏈

產(chǎn)業(yè)鏈上游是指干細(xì)胞的采集和存儲(chǔ)業(yè)務(wù)，是目前最主要、最成熟的干細(xì)胞領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。該產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)所需的技術(shù)要求不高，所以準(zhǔn)入門檻不高，發(fā)展較成熟。

產(chǎn)業(yè)鏈中游是干細(xì)胞增殖以及干細(xì)胞制劑的新藥研發(fā)，是干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的一環(huán)。干細(xì)胞原始數(shù)量都很有限，要達(dá)到臨床應(yīng)用的細(xì)胞數(shù)量級(jí)，就必須經(jīng)過體外的擴(kuò)增培養(yǎng)。因此，干細(xì)胞體外擴(kuò)增培養(yǎng)技術(shù)是臨床應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵。

產(chǎn)業(yè)鏈下游是干細(xì)胞治療和應(yīng)用。作為一種正在研究探索中的新治療方法，干細(xì)胞治療對(duì)于人體的安全性、有效性尚待進(jìn)一步驗(yàn)證，還需要更多的基礎(chǔ)研究工作來給予干細(xì)胞的臨床治療提供支持，在探索中掌握干細(xì)胞轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化規(guī)范發(fā)展的客觀規(guī)律并穩(wěn)步推進(jìn)。

從產(chǎn)業(yè)技術(shù)角度來看，干細(xì)胞中游研發(fā)是下游臨床應(yīng)用成功的關(guān)鍵，而其中干細(xì)胞體外增殖又是中游干細(xì)胞藥物研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。數(shù)據(jù)顯示，一次成功的治療大約需要10⁹個(gè)細(xì)胞，這就要求分離出來的干細(xì)胞必須在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)過有效的體外擴(kuò)增獲得大量高質(zhì)量的干細(xì)胞，從而達(dá)到細(xì)胞治療效果。因此，干細(xì)胞體外培養(yǎng)環(huán)境的選擇至關(guān)重要。傳統(tǒng)的二維平面擴(kuò)增的干細(xì)胞較難在短時(shí)間內(nèi)得到足夠的細(xì)胞量，且過多傳代次數(shù)會(huì)造成干細(xì)胞質(zhì)量下降。三維微載體通過降低大規(guī)模生產(chǎn)中的固定成本（如場所、人力資源）和可變成本（如培養(yǎng)基消耗）實(shí)現(xiàn)了更高效的細(xì)胞生產(chǎn)。然而，大多數(shù)市售的微載體并不適用于細(xì)胞治療產(chǎn)品，需要下游工藝將微載體與消化下來的細(xì)胞分離，增加了生產(chǎn)過程的復(fù)雜性和成本；此外，細(xì)胞擴(kuò)增后貼壁很牢時(shí)，很難有效地從微載體上解離下來，降低了細(xì)胞總產(chǎn)量和功能。

隨著干細(xì)胞基本原理和相關(guān)技術(shù)的成熟和更新，以及監(jiān)管政策的不斷轉(zhuǎn)暖，各國已紛紛加快干細(xì)胞的臨床研究，列入國家科技的戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球約100多個(gè)重要的干細(xì)胞研究中心，主要分布在歐美和亞太地區(qū)。

在國際干細(xì)胞研究領(lǐng)域，美國一直保持著領(lǐng)先的地位，F(xiàn)DA至今批準(zhǔn)數(shù)百個(gè)干細(xì)胞臨床應(yīng)用研究。歐洲和亞洲國家也紛紛加快干細(xì)胞的研究，英國藥品與保健產(chǎn)品監(jiān)管局早在2010年就已許可針對(duì)視網(wǎng)膜黃斑變性開展干細(xì)胞人體治療試驗(yàn)；以色列Pluristem公司最先宣布基于其人胎盤來源貼壁細(xì)胞專利技術(shù)的藥物PLX-PAD用于治療重度下肢缺血癥，并分別在德國和美國開展了臨床試驗(yàn)；韓國政府對(duì)干細(xì)胞研究年度經(jīng)費(fèi)已從2011年的3300萬美元提高到2015年的9800萬美元；日本從2000年即啟動(dòng)的“千年世紀(jì)工程”，將干細(xì)胞工程作為四大重點(diǎn)之一；印度藥品管理局早先即批準(zhǔn)了干細(xì)胞產(chǎn)品的第一個(gè)臨床試驗(yàn)，評(píng)估干細(xì)胞產(chǎn)品能否使心肌梗塞和重癥肢體缺血患者受益。

隨著國外干細(xì)胞技術(shù)的不斷發(fā)展，我國相關(guān)政府部門也陸續(xù)出臺(tái)了法律法規(guī)和指導(dǎo)原則，極大地促進(jìn)了我國干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國政府先后成立了國家干細(xì)胞工程技術(shù)研究中心、細(xì)胞產(chǎn)品國家工程研究中心、成體干細(xì)胞開發(fā)應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室和人類干細(xì)胞國家工程研究中心等機(jī)構(gòu)開展干細(xì)胞研究工作。同時(shí)，國家還批準(zhǔn)了多家干細(xì)胞庫及干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)基地，業(yè)務(wù)涉及干細(xì)胞儲(chǔ)存、干細(xì)胞技術(shù)研發(fā)及臨床應(yīng)用等。另外，為了推動(dòng)干細(xì)胞技術(shù)的快速發(fā)展，國家財(cái)政給予大量資金支持，2017年6月1日，中國生物技術(shù)發(fā)展中心公布了“第三波”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃2017年度擬立項(xiàng)項(xiàng)目，其中“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”重點(diǎn)專項(xiàng)共計(jì)擬立項(xiàng)達(dá)43項(xiàng)，國撥經(jīng)費(fèi)總計(jì)9.4億元，其中獲資助超過2000萬元的項(xiàng)目達(dá)27項(xiàng)。此外，國內(nèi)還有數(shù)十家企業(yè)從事干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)相關(guān)研究。

中國對(duì)于干細(xì)胞臨床應(yīng)用的政策，2011年開始進(jìn)入寒冬，從2015年開始對(duì)干細(xì)胞技術(shù)開始變得寬松，先后出臺(tái)了《干細(xì)胞臨床研究管理辦法（試行）》和《干細(xì)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，2016年3月22日，原食藥監(jiān)總局與原衛(wèi)計(jì)委共同成立國家干細(xì)胞臨床研究管理工作領(lǐng)導(dǎo)小組，旨在貫徹落實(shí)兩大規(guī)范。根據(jù)《干細(xì)胞臨床研究管理辦法（試行）》要求，干細(xì)胞臨床研究機(jī)構(gòu)實(shí)施備案制管理，截至目前共計(jì)114家備案機(jī)構(gòu)可以開展干細(xì)胞臨床研究。干細(xì)胞臨床研究機(jī)構(gòu)實(shí)施備案制，有利于規(guī)范干細(xì)胞臨床研究工作，加速推動(dòng)干細(xì)胞臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

2017年國家級(jí)主管部門及地方陸續(xù)頒布多項(xiàng)政策，連續(xù)投入經(jīng)費(fèi)推動(dòng)我國干細(xì)胞的發(fā)展。深圳、廣州、上海、北京等城市更是先后發(fā)布政策，加速推動(dòng)干細(xì)胞技術(shù)和產(chǎn)品的臨床應(yīng)用和審批。2017年12月22日，原食藥監(jiān)總局又頒布了《細(xì)胞治療產(chǎn)品研究與評(píng)價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》，為我國干細(xì)胞治療產(chǎn)品的上市審批指明了方向。多項(xiàng)政策紅利為我國干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了條件。

隨著干細(xì)胞治療技術(shù)的進(jìn)步，干細(xì)胞未來幾乎可以在人類所有重大疾病中發(fā)揮作用。據(jù)國際研究機(jī)構(gòu)Transparency Market Research 及Market Research的數(shù)據(jù)顯示，2010年全球干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá)到了215億美元，2014年市場規(guī)模超過500億美元，預(yù)計(jì)2018年超千億美元。我國干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后，但是近年來同樣發(fā)展迅速，2015年市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到300億元左右。

目前，全球干細(xì)胞行業(yè)蓬勃發(fā)展，全球已經(jīng)有十余款干細(xì)胞產(chǎn)品獲批上市，分布于美國、歐洲、加拿大、澳大利亞、韓國、日本等地。美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）管理的臨床研究登記系統(tǒng)（clinicaltrials.gov）數(shù)據(jù)顯示，截至目前，全球登記的干細(xì)胞臨床研究項(xiàng)目共計(jì)6551項(xiàng)，其中有2481項(xiàng)已經(jīng)完成臨床試驗(yàn)研究。未來5年全球范圍將有更多干細(xì)胞藥物獲批上市。

表1  部分已獲批上市的干細(xì)胞產(chǎn)品

表2  干細(xì)胞產(chǎn)品臨床階段適應(yīng)癥分類

2016年，美國發(fā)布了《2016-2045年新興科技趨勢(shì)報(bào)告》，對(duì)近700多項(xiàng)新興科技發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比分析，最終確定了20項(xiàng)最值得關(guān)注的科技發(fā)展趨勢(shì)。作為最值得關(guān)注的技術(shù)之一，以再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞技術(shù)為代表的生命科學(xué)和生物技術(shù)有望成為人類科學(xué)下一個(gè)突破口。

目前，國際上干細(xì)胞相關(guān)研究正在如火如荼的開展。圍繞干細(xì)胞的研究除了細(xì)胞治療、組織器官移植修復(fù)、基因治療之外，正朝著藥物研發(fā)、毒性評(píng)估工具、發(fā)育生物學(xué)模型等領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。未來，全球范圍將有更多的干細(xì)胞藥物獲批上市，沖破傳統(tǒng)治療方法的局限性，造福人類。