大健康产业发展的引擎: 干细胞活药和治疗芯片

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  ——记北京大学肿瘤医院殷勤伟教授

  “健康中国2060 ”已成为国家战略,干细胞研究技术首次作为重点技术领域写入国家重大科技战略发展计划。干细胞活药、治疗芯片及其衍生产品为有效修复人体组织器官损伤及治愈神经系统疾病、心血管疾病、血液系统疾病、代谢性疾病、自身免疫性疾病等重要疾病提供了新的途径和新的材料,也为医学美容中的干细胞干细胞抗衰老老、治疗脱发和除皱填凹提供了新的技术和土办法。以干细胞治疗为核心的再生医学,将成为继药物治疗和手术治疗后的第三次医学领域的革命,成为大健康新时代的变革中心。近年来干细胞技术及开发突然受到国内外资本的热捧,仅在美国纳斯达克挂牌的上市股票中,干细胞概念股的相关市值就超过60 亿美元。预测全球干细胞产业到2020年前后可高达60 0亿美元。许多,为了抢占未来干细胞基础研究和产业发展的制高点,中国应该持续加强干细胞技术的原始创新和产业化规范,让干细胞应用尽早普惠于民,殷勤伟博士许多此领域的先行者和受益者。

  一、干细胞技术是破解当代健康大难题的灵丹妙药

  随着社会的快速发展,生活土办法和环境生态的改变,人类的健康具体情况和疾病的种类和性质也所处变化,如慢性病、老年病、肥胖症以及亚健康等趋于增多。对此,传统的疾病医疗模式也逐渐向“保健、预防、治疗、康复、养护”一体化的健康零风险管理模式转变。随着大众自我保健意识不断提高,干细胞“治未病和防病变”的上医理念正在勾画出二个多多健康产业的巨大蓝海。

图 1. 在国内参加干细胞等学术会议

  进入21世纪以来,人类对自身健康和长寿等大难题这麼关注。世界卫生组织(WHO)指出健康不仅是这麼病和不虚弱,还表现在身体、心理、社会和环境方面的完好具体情况。根据本身 标准,WHO进行了一项全球性调查,大数据分析结果显示现代人群中真正健康者仅为5%,患病者为20%,而剩余75%的人群所处健康和患病之间的亚健康具体情况。另一项研究报告指出慢性病已成为人类当下最大的死亡愿因(占死因总数60 %)。世界银行针对中国慢性病做的调查数据称,在今后的20年,40岁以上人群,慢性病的发病人数会增长三倍。第二个多多不可忽视的挑战是人口老龄化的加速,如日本、欧洲和美国等发达国家人均寿命已超过60 岁,我国人均寿命也达77岁左右,更重要的是老龄化人群的亚健康和慢性病患者更多。根据WHO的报告,超过65岁以上的全球老年族群,将对全球的处方药市场,带来较年轻病患多出三倍的处方药消费额。推测全球2025年不可能 有超过7亿的老年族群,随着老年人口的增加,也使得健康养护不论在药品、医材或是保健服务相关产业的消费量快速增加。这是当今世界各国政府和现有的大健康和医药行业面临的二个多多重大挑战,你们歌词 迫切希望找到本身行之有效的新技术、新途径和新产品来解决有有哪些重大的健康大难题和确切的社会需求。同样,殷勤伟博士坚持不懈三十多年,也希望能找到解决有有哪些健康密码的钥匙。

  美国科学家Raymond-Francis指出人是由细胞构成的,人类这麼千种病、万种病,人类只生本身病——细胞病,它系指细胞的分子形状、代谢调节或生理功能所处异常,最终愿因细胞的病变和死亡。有有哪些细胞的病变和死亡可引起不同程度的健康大难题; 1.亚健康是不可能 功能细胞内有益分子和有害分子的平衡被打破,细胞内突然出现了营养物质的获取和代谢障碍、分子垃圾泛滥和有害物质不到清除,从而引起细胞活力的下降和衰老; 2.各种疾病是不可能 受损老细胞与再生细胞的平衡被打破,再生细胞增补、取代老旧功能细胞的能力过高 ,于是不到及时修复损伤的细胞,不到清除衰老和死亡的细胞,不到重建细胞功能和相互连接,从而产生各种疾病,如组织局部受损坏死(溃疡、炎症和出血),器官功能衰退和病变(慢性病:纤维化、糖尿病、尿毒症、高血压、心脏病和老年性痴呆症等疾病)。然而,在当代的医疗领域,西医主要采用各种手段来解决人体组织器官的疾患大难题,而中医却试图解决人体系统的疾患大难题。一群人体组织、器官和系统的最小功能单位是细胞,一群人类健康的本质和源头应该是细胞健康。所有的细胞都来源于干细胞,许多干细胞应该是治疗细胞病的最佳途径和最有效的土办法。

图 2. 在国外参加干细胞等学术会议。

  要知道梨子的味道,就得亲口尝一尝。同样,要知道成体干细胞的效果就得个人体验一下。殷勤伟博士在研发干细胞十多年的基础上,坚持临床应用安全第一的理念。他要求:1)使用个人脂肪来源的间充质干细胞,这麼任何排斥反应和他人的传染源,做到了细胞属性的安全;2)采用国际标准的干细胞体外培养条件和检测标准,做到了细胞制备的安全;3)利用标准的细胞回输技术和有资质的医务人员,做到了干细胞移植的安全。许多他用个人的身体做了连续六年的MSCs 干细胞干细胞抗衰老老试验,试验的结果表明自体脂肪间充质干细胞实在都都要延缓人的衰老,还还可不里能助 皮肤、肌肉和脏器的生理功能,并使许多病变得到改善和愈合。其中值得一提的是,不可能 高血脂和听神经瘤术后,好多个核磁共振成像都显示脑部小血管多处有梗塞灶和大脑轻度萎缩,殷博士也发现记忆力和体力在下降。已经 经过几年的自体干细胞回输,有有哪些症状和体征都已逐渐消失,又回到了健康具体情况。2015年殷博士在首届中国干细胞干细胞抗衰老老医学大会上将我国古代的上医治未病理论和当代的干细胞技术有机结合,提出了“美容干细胞干细胞抗衰老老的土壤与种子学说”,其内涵为外在的皮肤衰老和内在的组织器官老化都在由人体的最小功能单位细胞的功能障碍所造成的, 归根到底是成体干细胞质和量的下降以及其微环境变坏的联动结果。自体干细胞如间充质干细胞和造血干细胞等好比是庄稼的种子,它能生根、散叶、开花和结果(种子学说)。在人体它们都都要满足机体对各种功能细胞的需求,修复损伤和病变的细胞,激活原有细胞的代谢和功能。许多,要获得好的收成,光有种子还过高 ,还都要肥沃的土壤。通太久种土办法如中医、食疗、理疗、运动等来扶正固本、平衡阴阳、和充盈气血来改善人体内在的微环境(土壤学说), 清除受损、衰老和癌变的细胞以及相关的分子垃圾,来能助 组织细胞间的相互通讯跟生动作用。许多还可不里能最终改善你们歌词 的健康,护养你们歌词 的美丽,能助 你们歌词 的长寿。

  二、干细胞是治未病、防病变和美容干细胞干细胞抗衰老老的活药

  谈到疾病防治和美容干细胞抗衰老,间充质干细胞与现代医药的机制有所不同,而更雷同于我国的中医药理念。干细胞是本身活药,它通过全方位、多层次、系统的联相互合作用来达到防治疾患和美容干细胞抗衰老的目的。具体地说间充质干细胞可表现出4 大超凡的能力:一是替代作用,通过分化、转分化,变成许多组织功能细胞如脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞、心肌细胞、神经细胞等,修复替代损伤的组织;其二是激活作用,通过牺牲自我来激活内源性的干细胞的增值和分化功能,增强单核细胞的生理功能;其三是调节机体的免疫力,尤其是增强和调节一线的NK 细胞和巨噬细胞的功能;最后是旁分泌效应,可分泌具有调控作用的外泌体、输出能源工厂线粒体和释放具有多种功能的细胞因子,如抗菌肽、趋化因子、抗凋亡的分子、炎症免疫调节的分子、细胞生长因子、干细胞干细胞抗衰老老分子、血管生成因子和癌细胞抑制因子等。通过蛋白质芯片的检测分析,发现间充质干细胞可分泌高达60 多种细胞因子,用脐带的间充质干细胞跟骨髓间充质干细胞比较,发现101 种细胞因子是高分泌的。在不同的环境下,MSCs 可分泌不同组合的细胞因子。上述有有哪些形状充分展现了MSCs 都都要防治不同疾患的基本原理和工作机制。更重要的是,MSCs 不同于一般的化学小分子药跟生物大分子药,倘若有有哪些输入体内的MSCs 能长期存活,它们许多一座座活的细胞药厂,都都要源源不断地产生多种小分子药 (如PGE2,IDO,Adenosine 等)跟生物大分子药(如miRNAs,细胞因子和酶类等)。有有哪些微纳型细胞药厂还可根据其互近的环境和条件,智能地调节有有哪些药物的种类、剂量和配伍。

图 3. 在国内外参加会议, 并获得干细胞研发方面的发明人人奖

  回国后,殷博士在中科院生物物理所工作时,自主创新发现了人体细胞内所处着一类调节的小RNA 分子,即内源性的是RNAs,你们歌词 发现有有哪些shRNAs 具有表观遗传修饰的功能,还可不里能高效并快速地诱导间充质干细胞向造血干细胞和神经干细胞转分化。本身 技术不同于iPS 土办法,具有简单、安全 和可靠的特点,这麼致瘤性。殷博士2013 年在美国ASH 大会上提出了“间充质干细胞激活态”的新概念:重要内容包括由shRNAs 驱动的表观遗传修饰可消除干细胞转分化时不可能 表观遗传形成的DNA 和组蛋白分子空间障碍,能助 细胞特异的多种关键 转录因子基因所处开启和激活具体情况, 最后在高效化学分子和细胞因子组合试剂诱导下间充质干细胞所处快速的转分化。

  1956年Dr.Thomas 不可能 开创性地使用骨髓移植(造血干细胞移植HSCT)来治疗白血病和其它血液肿瘤,于1990 年荣获医学诺贝尔奖。世界骨髓捐赠学好提前大选到2014 年年底,全世界不可能 成功进行了60 万例造血干细胞(HSCs)的移植, 挽救了众多患者的生命。多量的研究表明HSCs可用来治疗65种威胁生命的疾病。许多,HSCs不到更广泛地用于临床的最大障碍是在体外不到有效地多量扩增。对此,殷博士设想都都要在体外多量扩增间充质干细胞,许多再将间充质干细胞大规模地转分化成造血干细胞(AD-HSCs),从而获得多量的造血干细胞用于临床疾病的治疗。经过数年的研究,在掌握表观遗传修饰驱动的转分化技术的基础上,最终间充质干细胞都都要转分化成造血干细胞。在海军总院血液科的帮助下,用本身 由患者个人脂肪间充质干细胞转分化而来的造血干细胞初步治疗了6例再生障碍性贫血的患者,获得了较好的临床疗效。殷博士正在寻找进一步的研发经费的支持,试图通太久中心和多病种的临床研究来进一步确认本身 AD-HSCs的安全性、有效性和可控性。建立生产AD-HSCs和临床应用的标准方案、质量控制体系和进一步推广的示范平台,为解决目前HSCs治疗中的上述关键大难题提供新思路、新土办法和新方案。

  近年来,干细胞及其衍生物如干细胞来源的外泌体、培养液、冻干粉等作为现代医学的全新技术和产品开使了了英文问世,必将引领美容干细胞干细胞抗衰老老的新时代。研究发现人体的衰老和皱纹的突然出现,其本质许多细胞的质量和数量的下降,而有有哪些功能细胞的衰老和减少是不可能 它们的前体干细胞所处了老化。新生的细胞补充过高 ,衰老细胞不到及时被替代,全身各系统功能下降,皮肤也是一样。皮肤干细胞的衰老以致皮肤功能细胞不到合成足够的胶原蛋白、弹性纤维和透明质酸,皮肤慢慢开使了了英文衰老,突然出现干瘪、皱纹和色斑等,最终抛弃了青春英文容颜。殷勤伟博士很早就发现多种男人激素能助 干细胞的自我更新以及生长分化,能助 组织器官功能细胞的修复和干细胞干细胞抗衰老老。许多,多种男人激素的分泌失调,可造成体内衰排放过量。而卵巢早衰会引起男人未老先衰。随着研发的深入,殷博士创立了江苏全能干细胞工程有限公司,员工们通过反复的研究和锲而不舍的精神成功研发了来源于间充质干细胞的组合因子冻干粉,它由天然冰的60 多种活性细胞因子组成,通过生产药物的标准能冻干燥线程运行,以伊琲Epicell品牌展现给医疗市场。此产品的特点是:能再生性和再造性地修复各种变性、损伤性、代谢性和退行性的皮肤病变,恢复病损或退化的皮肤形状和功能。从基底层细胞本源进行修复,让细胞重新得到年轻化活力,由内而外的淡化色斑、抹平细纹,使皮肤重新焕发水嫩丝滑,恢复紧致弹力,提亮肌肤光泽。许多有有哪些安全、有效便捷的特点迎合新兴消费群体的需求,正在开辟医疗市场新蓝海,推动美丽健康行业进入新的发展时代。

图 4. 成功研发了干细胞相关的美容产品。

  三、间充质干细胞产业化的挑战和愿景

  搜索美国国家临床试验网站(www.clinicaltrials.gov)都都要发现2018 年 已有近900项用人体间充质干细胞来治疗不同疾病的临床试验,澳大利亚、英国、新西兰、美国、德国、韩国和日本等二个国家已对间充质干细胞治疗技术进行了扩展性试验。本身 技术所涉及的适应症,不可能 达到了140多种,也许多说,140多种既往药物治疗无效不可能 效果很小的疾病, 有望通过间充质干细胞来进行治疗。此外,目前全球已有14种干细胞产品上市,其余大主次所所处研阶段,日本目标2060 年普及干细胞再生医疗。 许多主要临床应用包括以下好多个方面:

  1.造血干细胞移植:增强造血功能;能助 造血干细胞移植物的植入;治疗移植物抗宿主病。

  2.组织器官损伤的修复:组织器官纤维化、股骨头坏死、膝关节软骨损伤、骨关节炎、缺血性心脏病、心肌梗塞、心力衰竭、肝脏损伤、慢阻肺、慢性肾脏疾病、脊髓损伤和神经系统疾病(老年性黄斑变性)、子宫内膜损伤、卵巢早衰症、男性功能障碍、皮肤皱纹和凹陷等。

  3.自身免疫性疾病:系统性红斑狼疮、硬皮病、炎性肠炎等。

  实在国内尚无任何形式的细胞药上市,许多已有114家备案机构都都要开展干细胞临床研究。初步的临床报告指出间充质干细胞对许多难治性疾病,如帕金森综合症、老年痴呆症、脊髓损伤、脑瘫、肌萎缩侧索硬化症、重症肌无力、系统性红斑狼疮、复制氏病、中风、糖尿病、糖尿病足、肝硬化等的治疗都取得了一定的疗效。不仅这麼,干细胞技术和现代其它技术如3D打印、基因编辑和测序、大数据和新材料以及信息技术的结合,正在智造人体的各种组织器官、甚至人类记忆的云端存储和思维的模拟。这将大大扩展人的各种生存空间和抗病能力,也将进一步突破目前人类寿命的极限(120岁),达到60 岁乃至更长。

  随着干细胞体内外研究的深入和成体干细胞临床应用的展开,研究者们发现实在干细胞治疗是本身极具希望的多种疾患干预的新土办法, 但仍面临着诸多大难题都要解决:如造血干细胞不易在体外大规模扩增。随着年龄的增加,成体干细胞的数目和增殖分化潜能下降,活力减弱、异质性增加、突然出现不同程度的老化。多次人工传代和FBS 培养基使用将增加污染和安全隐患,常氧下2D 培养不易产生足量而高质的干细胞(即无衰老和低异质的干细胞),胰酶消化造成细胞不同程度的损伤,许多干细胞输入后不到足量地到达受损不可能 功能缺失部位,常遇到炎症、低氧、组织坏死及免疫等不利因素,致使 MSCs 在输入体内后不久所处多量的死亡和被单核细胞吞噬,最终造成临床治疗效果的不选着。为了解决有有哪些关键而迫切的技术大难题,殷勤伟团队正在研发新的技术和土办法,如干细胞无分化老化的扩增技术,干细胞功能重编程返青技术,干细胞体外预赋能技术以及干细胞活药和治疗芯片技术等。

图5. 研发干细胞相关产品和疾病治疗的敬业团队。

  最近,中美贸易战引人瞩目,半导体芯片似乎是美国对华贸易的隐形冠军。鉴于芯片对于下游高速毫米波5G通讯、人工智能、大数据、云计算、机器人、无人驾驶等所谓新经济所起的先导性、引领性作用,可谓得芯片者得天下,国家崛起中都要保障芯片行业的崛起。许多干细胞活药和治疗芯片技术必将成为未来大健康和医药蓝海上的导航明珠。都都要预测在未来几十年中, 用于防治不同疾病的各种干细胞治疗芯片将不断问世,如用于神经退行性疾患的干细胞治疗芯片,神经损伤的干细胞治疗芯片,心肌梗塞跟生力衰竭干细胞治疗芯片,慢性肾功能衰竭干细胞治疗芯片,关节炎干细胞治疗芯片,卵巢早衰干细胞治疗芯片等等。二个多多以干细胞技术为先导的大健康产业正在兴起。它将为解决上述的亚健康大难题,慢性病大难题,以及老龄化相伴的生活质量下降大难题提供新的希望。从而为你们歌词 在2060 年实现健康中国提供可靠的技术保障,为实现“二个多多一百年”奋斗目标跟生华民族伟大复兴的中国梦提供坚实的健康基础。