一、間充質(zhì)干細胞概述
干細胞
干細胞(stem cell)是一類結(jié)構(gòu)和功能未特化、具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的原始細胞群體,廣泛存在于機體各組織器官中,如骨髓、外周血、早期胚胎以及成年組織中。人體有220余種細胞,它們通過有機整合形成復(fù)雜的組織和器官,各有其特定功能,如心肌細胞的收縮功能、神經(jīng)細胞的信息傳遞功能等。干細胞是這些細胞的祖細胞,醫(yī)學(xué)界也稱其為“萬用細胞”。以骨髓間充質(zhì)干細胞為例,其在體內(nèi)或體外特定的誘導(dǎo)條件下,可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經(jīng)、肝、心肌、內(nèi)皮等多種組織細胞。
圖:干細胞形態(tài)與分化潛能 (資料來源:公開資料)
根據(jù)細胞來源和細胞發(fā)育階段,可以分為胚胎干細胞(Embryonic stem cell,ESC)和成體干細胞(Adult stem cell,ASC)。ESC是由胚胎內(nèi)細胞團或原始生殖細胞經(jīng)體外培養(yǎng)篩選出的細胞,具有體外培養(yǎng)無限增殖、自我更新和多向分化的特性,并保持著高端粒酶活性和正常細胞信號傳導(dǎo)途徑,可快速增殖。ASC是存在于發(fā)育成熟個體內(nèi)已分化組織中的未分化細胞,具有自我更新能力并能分化為其所在組織起源的所有細胞類型,有造血干細胞、神經(jīng)干細胞、間充質(zhì)干細胞等多種類型。
研究表明,ASC不僅能分化為特定譜系細胞,還能分化成為在發(fā)育上無關(guān)的其他譜系細胞,這提示ASC具有較大的分化潛能,可在組織修復(fù)等多種疾病的治療中發(fā)揮重要的作用。一般認為,ESC具有全能分化能力,可分化成各種組織和器官,而ASC只具有特異的定向分化能力,但誘導(dǎo)多能干細胞(induced pluripotent stem cells,iPS)的研究進展改變了這一觀點,ASC在一定的誘導(dǎo)條件下,可以具有ESC的全能性。
圖:干細胞根據(jù)發(fā)育階段分類 (資料來源:公開資料)
根據(jù)分化潛能,可分為全能干細胞(Totipotent stem cell,TSC)、多能干細胞(Pluripotential stem cell,HSC)和專能干細胞(Unipotent stem cell, USC)。
全能干細胞(如胚胎干細胞)可分化成為機體的任何細胞,分化潛力最大,是研究組織發(fā)生、器官功能修復(fù)的最佳材料,然而在其應(yīng)用上存在問題,如可能會形成胚胎瘤及社會倫理問題。
多能干細胞具有多向分化潛能,是目前國內(nèi)外研究的重點,尤其間充質(zhì)干細胞是目前為止科學(xué)研究與臨床應(yīng)用最多的干細胞。
專能干細胞(Unipotent stem cell, USC),是具有定向分化能力的干細胞,一般情況下只能定向分化為某一類型的細胞,如神經(jīng)干細胞(Nerve stem cell, NSC)。由于胚胎發(fā)育到原腸胚以后,組織器官都已經(jīng)初步分化,所以原腸胚以后的干細胞就只能是專能干細胞了。另外,胎兒臍帶或者成人骨髓中的有些細胞也屬于專能干細胞,分化能力有限,但是具有自我更新能力,與高度分化的非干細胞不同。
圖:干細胞根據(jù)分化潛能分類 (資料來源:公開資料)
間充質(zhì)干細胞
2006年,國際細胞治療協(xié)會(ISCT)規(guī)范了間充質(zhì)干細胞的定義。只有同時符合以下三個標準的細胞,才能稱之為間充質(zhì)干細胞:①貼壁生長;②細胞表面表達一些特異性抗原(標記物);③具有向脂肪細胞、成骨細胞、軟骨細胞分化的能力。
間充質(zhì)基質(zhì)/干細胞(Mesenchymal stromal/stem cells,MSCs)來源于發(fā)育早期的中胚層和外胚層,屬于多能干細胞,具有多向分化潛能,可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經(jīng)、肝、心肌、內(nèi)皮等多種組織細胞,主要存在于全身結(jié)締組織和器官基質(zhì)中,以骨髓組織中含量最多。
間充質(zhì)干細胞在經(jīng)過連續(xù)傳代和冷凍保存之后,仍具有多向分化和自我復(fù)制的潛能。研究表明人骨髓MSCs可在體外傳代40代以上仍保持干細胞特性。骨髓間充質(zhì)干細胞大小與形狀具有異質(zhì)性,有三極形、長梭形、小圓形、短梭形和扁平形態(tài)。
目前,關(guān)于MSCs的干性與基質(zhì)性之爭已經(jīng)較少討論。自1960年代以來,有關(guān)其增殖和分化能力的數(shù)據(jù)逐漸積累,支持了間充質(zhì)基質(zhì)/干細胞(MSCs)的“干性”,并在2000年左右達到峰值。此后,支持MSCs“基質(zhì)性”的證據(jù)逐漸增加,我們將基于組織支持功能(例如造血干細胞支持功能)的定義為“基質(zhì)性”,這涉及多種生長因子、趨化因子、細胞因子和細胞外囊泡等內(nèi)容。
圖:MSCs的形態(tài) (資料來源:Stem Cells Translational Medicine)
圖:MSCs的干性與基質(zhì)性 (資料來源:Stem Cells Translational Medicine)
與其他干細胞相比,MSCs具有易獲取、易體外培養(yǎng)、長期傳代穩(wěn)定性、低免疫原性、組織修復(fù)能力強等優(yōu)勢。此外,MSCs來自于成年的細胞,甚至可以從患者自身體內(nèi)獲得,而非胚胎或胎兒干細胞,因而不涉及道德和倫理學(xué)的問題。
表:幾種干細胞對比 (資料來源:公開資料整理)
骨髓間充質(zhì)干細胞是中胚層發(fā)育的早期細胞,是骨髓中除了造血干細胞之外的另一類干細胞,其具有干細胞的共性,即自我更新及多向分化能力,呈成纖維細胞樣生長,可以分化為造血基質(zhì)細胞,還可以分化為許多造血以外的組織,如向成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、肌腱細胞、心肌細胞、內(nèi)皮細胞、肝及膽道上皮細胞、肺上皮細胞等中胚層細胞分化,同時又有向外胚層的神經(jīng)元細胞和內(nèi)胚層的肝卵圓細胞分化的潛力。
多項研究表明,把骨髓MSCs植入體內(nèi),可向多種造血以外的組織如肺、骨、軟骨、皮膚等處定位并分化為相應(yīng)的組織細胞。骨髓間充質(zhì)干細胞體外培養(yǎng)時呈成纖維樣集落形成單位,并貼壁生長,進一步分析細胞周期發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)的MSCs中約10%處于活躍的復(fù)制期(S+G2+M期),其余絕大部分細胞停滯在G0/G1期,盡管到目前為止還不能確定細胞周期中每一期的檢測點和長短,但高比例的G0/G1期說明細胞具有高度分化潛能。值得注意的是,不同來源的MSCs具有相同的核心屬性,但亦有區(qū)別。
表:不同來源MSC比較 (資料來源:Stem Cells Translational Medicine)
注:BM-MSC:骨髓間充質(zhì)干細胞;AT-MSC:脂肪間充質(zhì)干細胞;UC-MSC:臍帶間充質(zhì)干細胞;DPSC:牙髓干細胞;eMSC:子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細胞
二、間充質(zhì)干細胞的應(yīng)用與治療
MSCs功能較多,應(yīng)用廣泛,主要功能是進行細胞移植治療,亦可作為一種理想的靶細胞用于基因治療,同時在生物組織工程和免疫治療中也有一定的應(yīng)用。近些年MSCs被大量應(yīng)用于實驗和臨床研究中,已有大量研究揭示了它在心血管、神經(jīng)系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、自身免疫病、血液系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、眼科、骨科等系統(tǒng)疾病的診斷和治療上的應(yīng)用價值。
表:基于msc的細胞治療中常見疾病的百分比分析 (資料來源:Stem Cell Investigation)
MSCs移植治療的機制比較復(fù)雜,包括歸巢、組織修復(fù)和再生、免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗凋亡、促血管生成、免疫細胞激活、抗菌等各種機制交叉作用。對于免疫疾病以及心腦血管疾病等適應(yīng)癥,MSC療法普遍被認為主要通過旁分泌或細胞間之間相互作用的形式,發(fā)揮免疫抑制功能或降低纖維化,促進血管及組織再生。
圖:骨髓間充質(zhì)干細胞的治療機制綜述 (資料來源:Stem Cell Investigation)
三、干細胞治療行業(yè)現(xiàn)狀
干細胞治療的千億市場
由于具備強大的復(fù)制、分化特性以及有效的調(diào)控機制,干細胞能定向分化成一種或者多種不同細胞組織,被廣泛應(yīng)用于疾病治療、器官移植、生物修復(fù)以及醫(yī)學(xué)美容等領(lǐng)域。整個干細胞市場規(guī)模巨大,根據(jù)Market Research和Transparency Market Research研究顯示,2020年全球市場預(yù)計超過1700億美元;從市場分布來看,北美是全球最大的干細胞市場,西歐和亞太的市場占比分別為38%和17%。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2020年我國干細胞治療產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超1400億元,年復(fù)合增長率超過30%。
圖:2010-2018年全球干細胞治療市場規(guī)模
資料來源:Market Research,Transparency Market Research,火石創(chuàng)造
圖:全球不同地區(qū)市場占比
資料來源:Transparency
圖:2010-2024年中國干細胞治療市場規(guī)模
資料來源:Market Research,Transparency Market Research,火石創(chuàng)造
政策、技術(shù)與需求驅(qū)動我國干細胞行業(yè)發(fā)展
全球干細胞產(chǎn)業(yè)政策松緊不一,北美、歐洲較為活躍。美國自奧巴馬登臺一個月就放開了胚胎干細胞研究,F(xiàn)DA設(shè)立了快速審批通道,鼓勵臨床醫(yī)學(xué)家快速占領(lǐng)干細胞臨床治療的制高點,跨國企業(yè)加大投入紛紛布局干細胞產(chǎn)業(yè)鏈。2015 年之后,我國在政策上加大支持力度,從規(guī)范監(jiān)管、技術(shù)支持以及資金三個方面促進行業(yè)的發(fā)展;在技術(shù)上,干細胞一直處于研究熱點,不斷取得突破;需求推動是干細胞行業(yè)發(fā)展的根本原因,白血病、艾滋病、糖尿病等一系列醫(yī)學(xué)難題有望通過干細胞的臨床應(yīng)用得到解決。
近年來,國家干細胞產(chǎn)業(yè)支持政策不斷升級,干細胞臨床應(yīng)用將步入高速規(guī)范發(fā)展期,具體政策見下表。在監(jiān)管模式上采用“雙軌制”,即根據(jù)產(chǎn)品的屬性以“第三類醫(yī)療技術(shù)”或者“新藥”的名義申報進入臨床試驗。“第三類醫(yī)療技術(shù)”主要針對自體成體干細胞、供受者一對一的異體成體干細胞,由衛(wèi)健委負責(zé)管理;“新藥”主要針對一供體對應(yīng)兩個以上受體的成體干細胞,由NMPA負責(zé)管理。
全球研發(fā)暗潮涌動,奇點突破在即,我國研究水平世界領(lǐng)先。技術(shù)創(chuàng)新是干細胞行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力,是改變國內(nèi)中下游產(chǎn)業(yè)鏈薄弱現(xiàn)狀的主要途徑,全球都在通過多種方式進行干細胞及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā),積極轉(zhuǎn)化干細胞研究成果。
2016年,中國公布首批30家干細胞臨床研究機構(gòu),2019年起干細胞臨床研究機構(gòu)與項目備案將實行動態(tài)管理,截止到2019年9月,國家批準干細胞臨床治療研究醫(yī)院增至106家,軍隊系統(tǒng)的醫(yī)院批準的共12家,一共118家機構(gòu);備案項目增至62個,文獻研究專利申請不斷增長。截止到2020年3月,在 ClinicalTrial.gov 上注冊的干細胞相關(guān)臨床研究已達5432項,其中中國有469項,較多開展的城市為廣州、 北京、上海。
隨著干細胞技術(shù)的飛速進展,我們在中國境內(nèi)展開試驗的申請人中也看到了世界藥企巨頭的身影,包括拜耳、新基、葛蘭素史克、輝瑞等。在諸多疾病領(lǐng)域,中國也獲得了進展,如干細胞治療骨關(guān)節(jié)炎、糖尿病足、急性心肌缺血、地中海貧血、帕金森癥等。但受限于政策,目前國內(nèi)干細胞產(chǎn)業(yè)鏈短期的現(xiàn)金收入只有存儲這一個環(huán)節(jié)。
當前干細胞的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域主要在以下幾個方面:細胞重編程研究、干細胞自我更新及多能性維持的機理研究、新型的多能干細胞研究和干細胞定向誘導(dǎo)分化及其調(diào)控機制研究。
干細胞產(chǎn)業(yè)鏈:上游成熟,中下游應(yīng)用是未來主要看點
干細胞產(chǎn)業(yè)鏈主要分為:上游(干細胞采集與存儲)、中游(干細胞增殖及干細胞新藥研發(fā))及下游(干細胞治療)。
高技術(shù)壁壘使得國內(nèi)的干細胞行業(yè)發(fā)展緩慢,與領(lǐng)先的歐美國家相比,國內(nèi)干細胞屬于新興產(chǎn)業(yè),市場競爭格局較分散,產(chǎn)業(yè)成熟度較低,無明顯龍頭企業(yè)。國外已有十余種干細胞治療產(chǎn)品上市,而國內(nèi)相對較為落后,企業(yè)大多數(shù)集中在上游存儲行業(yè),中下游研究與應(yīng)用也在加速進行,但是還未完成臨床轉(zhuǎn)化,處于發(fā)展初期仍在積累。
產(chǎn)業(yè)鏈上游是指干細胞的采集和存儲業(yè)務(wù),是目前最主要、最成熟的干細胞領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化項目,主要是臍帶血庫,臍血庫分為公共庫和私人庫,公共庫有牌照限制(目前我國10個省份有公共庫),而私人庫則沒有牌照限制。
主要采集對象包括臍帶血干細胞、臍帶間充質(zhì)干細胞、脂肪肝細胞、羊膜等干細胞物質(zhì),其中臍帶血干細胞的采集存儲是目前最主要的方向(臍血干細胞不能增殖,含量僅可供5歲以下的小孩使用)。
該產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)所需的技術(shù)要求不高,準入門檻不高,發(fā)展較成熟,毛利較高。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),2018年全球干細胞存儲規(guī)模達到181.6億美元;但目前我國干細胞整體存儲率不到1%,跟發(fā)達國家的10%-15%相比差距較大,國內(nèi)存儲市場空間還很廣闊,按照每年1500萬新生兒計算,未來存儲比例比照發(fā)達國家最少的10%,根據(jù)國內(nèi)臍血庫存儲費用約為2萬(20年*1000元/年),對應(yīng)300億的市場規(guī)模。
圖:2013-2018年全球干細胞存儲市場規(guī)模
資料來源:智研咨詢
資料來源:公開資料
國內(nèi)干細胞現(xiàn)有上市公司仍以儲存業(yè)務(wù)為主,干細胞存儲是目前主要商業(yè)模式。上游干細胞存儲領(lǐng)域以中源協(xié)和、南京新百、金衛(wèi)醫(yī)療等企業(yè)為主,其余較分散。未來上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展將在現(xiàn)有干細胞儲存庫的基礎(chǔ)上延伸,增多存儲細胞種類,同時以干細胞存儲為單一業(yè)務(wù)的企業(yè)極有可能被并購整合。
產(chǎn)業(yè)鏈中游是干細胞增殖以及干細胞制劑的新藥研發(fā),一般指干細胞提取、增殖并進一步制作成可供臨床應(yīng)用的制劑或者藥品,技術(shù)壁壘較高,潛力巨大。目前全球有十余種干細胞產(chǎn)品上市,其中半數(shù)以上細胞來源為間充質(zhì)干細胞,另有眾多產(chǎn)品處于在研階段。我國干細胞藥物研發(fā)尚處早期,但在間充質(zhì)干細胞等臨床應(yīng)用領(lǐng)域都有較為深入的研究,但由于前期在該領(lǐng)域缺乏相對應(yīng)的政策,導(dǎo)致臨床轉(zhuǎn)化相對落后,至今尚無正式批準的商業(yè)化產(chǎn)品。
表:目前已上市主要干細胞產(chǎn)品 (數(shù)據(jù)來源:醫(yī)麥客)
截止2020年2月,CDE共受理了12家企業(yè)申報的13項干細胞研究型新藥申請,共批準6項。其中九芝堂美科IND獲批,是CDE批準的第一項使用進口干細胞進行的臨床試驗,第一項使用骨髓來源間充質(zhì)干細胞進行的臨床試驗,也是第一項使用干細胞治療神經(jīng)系統(tǒng)大適應(yīng)癥的臨床試驗。
數(shù)據(jù)來源:醫(yī)麥客
產(chǎn)業(yè)鏈下游主要是醫(yī)療級和消費級應(yīng)用,醫(yī)療級的應(yīng)用指的是醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,例如多種疾病治療;消費級應(yīng)用主要在美容領(lǐng)域,例如抗衰老產(chǎn)品等。
干細胞能夠治療的疾病范圍十分廣泛,而且以干細胞為核心的再生醫(yī)學(xué)是繼常規(guī)藥物、手術(shù)治療后的另一種有效治療途徑,推動醫(yī)學(xué)改革,治療以醫(yī)院為主體,如武警總醫(yī)院干細胞移植治療中心、天壇普華醫(yī)院等。另外還有下游企業(yè)為醫(yī)院提供干細胞治療技術(shù)來盈利,如北科生物,成立前5年累計治療病例已達10000例,已經(jīng)成為世界著名的五大干細胞治療中心之一。目前為止,除造血干細胞治療血液疾病外,尚未有任何一家醫(yī)療機構(gòu)的干細胞治療得到監(jiān)管部門的受理或?qū)徳u。開展干細胞臨床應(yīng)用的醫(yī)院,均屬于試驗性臨床研究。
消費級應(yīng)用主要集中在抗衰老領(lǐng)域,干細胞減少是人體衰老的主要原因之一,可以利用干細胞技術(shù)替換更新衰老死亡細胞,激活細胞功能,延緩衰老,因此干細胞抗衰老以其安全性、可行性及有效性迅速獲得市場青睞,干細胞抗衰老行業(yè)表現(xiàn)出強大的市場發(fā)展?jié)摿?。根?jù) Global Industry Analysts、Transparency Market Research 及 Fung Business Intelligence Centre 的研究數(shù)據(jù),預(yù)計2020年全球抗衰老市場銷售將達到2000億美元,2020年我國抗衰老市場規(guī)模超過500億元。
圖:干細胞治療適應(yīng)癥分布 (資料來源:廣證恒生)
四、干細胞治療相關(guān)企業(yè)
國際巨頭
Osiris Therapeutics
Osiris Therapeutics公司于1992年在美國馬里蘭州成立,2006年在納斯達克上市,股票簡稱OSIR,2019年4月退市。技術(shù)源于凱斯西儲大學(xué)Arnold Caplan教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)的干細胞技術(shù),其核心技術(shù)是通過干細胞療法再生組織或者抗炎。
OSIR已經(jīng)開發(fā)出兩種相對成熟的干細胞產(chǎn)品。Prochymal:世界首個獲批上市的人造干細胞藥物。Chondrogen主要用于治療關(guān)節(jié)炎類疾病。干細胞生物制劑方面,公司擁有Grafix,Cartiform、GrafixPL、Stravix和Bio五種產(chǎn)品:Grafix是Osiris公司的重要產(chǎn)品之一,主要應(yīng)用于創(chuàng)傷護理領(lǐng)域。Cartiform是Osiris在運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的產(chǎn)品,它是一種冷凍的軟骨異體移植物。Bio是整形外科的產(chǎn)品,主要針對的是整形外科領(lǐng)域中的骨傷問題。
圖:Osiris 公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:藥智數(shù)據(jù)庫)
StemCells
StemCells公司成立于1988年,是美國一家從事干細胞產(chǎn)品開發(fā)的公司,重點關(guān)注中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、肝 臟疾病以及胰 腺疾病的干細胞治療方法。該公司著名的干細胞技術(shù)是從成人腦組織中獲取人類神經(jīng)干細胞,該項技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。StemCells公司于2009年收購了英國的Stem Cell Science公司,鞏固了該公司在人類神經(jīng)干細胞技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,并把公司的技術(shù)拓寬到藥物開發(fā)和篩選的細胞水平研究領(lǐng)域。目前公司擁有超過40項美國專利,在全世界有超過170項專利。公司較成熟的產(chǎn)品 HuCNS-SC 是從胎兒腦部分離的神經(jīng)干細胞,臨床前試驗已證實HuCNS-SC 對治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病有顯著療效并且未發(fā)現(xiàn)副作用。
圖:StemCells公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:藥智數(shù)據(jù)庫)
Bioheart
Bioheart公司創(chuàng)建于1999年,公司主要研究開發(fā)有效的細胞療法,致力于修復(fù)心臟損傷的干細胞治療。該公司還擁有智能設(shè)備,能夠?qū)π呐K衰竭和其他心血管疾病進行監(jiān)測。Myo Cell 是一種肌肉干細胞,是 Bioheart 公司的支柱產(chǎn)品,能夠在病人發(fā)生嚴重心臟損傷幾個月或幾年后,改善其心臟功能,已經(jīng)于2009 年7 月獲得了 FDA 的批準,進行臨床試驗治療嚴重的心臟慢性衰竭Adipo Cell 源于病人自身的脂肪組織,治療充血性心臟衰竭。MyoCath 是公司研制的專門用于將干細胞產(chǎn)品 MyoCell 轉(zhuǎn)運到心肌組織的一次性注射器,是目前大部分臨床試驗應(yīng)用的運輸裝臵。
圖:Bioheart公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:藥智數(shù)據(jù)庫)
Mesoblast
Mesoblast成立于2004年, 總部位于澳大利亞墨爾本,是一家全球領(lǐng)先的、開發(fā)以細胞為基礎(chǔ)的再生治療產(chǎn)品的生物技術(shù)公司,于 2004 年在澳交所上市,隨后又于2015 年在美國納斯達克上市,發(fā)行美國存托憑證。2018年7月天士力(600535)宣布認購其2000萬美元的普通股,并引進其兩款分別處于FDA臨床Ⅲ期及Ⅱ期試驗的干細胞產(chǎn)品——MPC-150-IM用于治療充血性心力衰竭, MPC-25-IC用于治療急性心肌梗死。
Mesoblast憑借其專有的“間質(zhì)系成人干細胞(MLC)以及間充質(zhì)前體干細胞(MPC)成人干細胞技術(shù)平臺”開發(fā)了一系列臨床上方便使用的異體干細胞治療產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的特點是無需組織配型,無排異反應(yīng),可以隨時用于治療臨床上尚未滿足的需求,包括心臟疾病、風(fēng)濕免疫病、代謝性疾病、脊柱等退行性疾病,以及與腫瘤和血液病治療相關(guān)的免疫性疾病等。
圖:Mesoblast公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:公司官網(wǎng))
Athersys
Athersys創(chuàng)立于1995年,總部位于美國俄亥俄州Cleveland,2007年在納斯達克上市。該公司專注于干細胞和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,領(lǐng)先產(chǎn)品MultiStem是來自于異體骨髓的多能成體干細胞(MAPC)。MultiStem已于2017年獲美國FDA批準用于治療I型粘多糖貯多癥(MPS-I),其他開發(fā)中的適應(yīng)癥包括出血性中風(fēng)、創(chuàng)傷性腦損傷、多發(fā)性硬化、脊髓損傷、急性心肌梗死、充血性心力衰竭、移植物抗宿主病、急性呼吸窘迫綜合征及創(chuàng)傷。目前,MultiStem重點拓展的適應(yīng)癥是出血性中風(fēng)。
MultiStem是目前唯一一項獲得美國FDA快速通道指定的急性呼吸窘迫綜合征的療法,因此也被認為與新冠肺炎的治療高度相關(guān)。2020年美國生物醫(yī)學(xué)高級研究與開發(fā)局(BARDA)將MultiStem評價為與治療COVID-19高度相關(guān)的療法。
圖:Athersys公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:公司官網(wǎng))
Stemedica
Stemedica成立于2005年,位于圣地亞哥,是美國為數(shù)不多的幾家被FDA認證可以進行干細胞藥物試驗的生物公司之一,也是世界上少數(shù)能夠生產(chǎn)包括人骨髓間充質(zhì)干細胞和人神經(jīng)干細胞兩種干細胞的公司,同時是美國第一家批獲進行阿爾茨海默癥臨床試驗的公司。公司目前已經(jīng)有6個臨床試驗獲得FDA批準。已經(jīng)建立具備自主知識產(chǎn)權(quán)的、通過美國FDA cGMP認證的干細胞生產(chǎn)平臺。該平臺在保證干細胞質(zhì)量的前提下,實現(xiàn)了干細胞生產(chǎn)過程的規(guī)?;?、標準化和可追溯性,達到了前所未有的干細胞擴增效率。公司擁有16個適應(yīng)癥,其中6個適應(yīng)癥在美國開展,已進入Ⅰ期、Ⅱ期臨床階段。
圖:Stemedica公司干細胞藥品的臨床試驗進度 (資料來源:公司官網(wǎng))
國內(nèi)企業(yè)
隨著干細胞行業(yè)的政策、技術(shù)、需求、人才和資金等各要素的支持,各大公司加速布局干細胞中下游,致力于干細胞技術(shù)研究以及干細胞產(chǎn)品的應(yīng)用,各環(huán)節(jié)玩家眾多,下圖列舉部分企業(yè)。
圖:中國干細胞行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖譜 (資料來源:火石創(chuàng)造、公開資料)
五、寫在最后
政策:政策轉(zhuǎn)暖,干細胞發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?/strong>
我國對干細胞技術(shù)非常重視,在上世紀90年代初就制定了《人的體細胞治療及基因治療臨床研究質(zhì)控要點》等一系列規(guī)范文件來促進干細胞研究及臨床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但在2012年,政策收緊,為促進干細胞治療技術(shù)科學(xué)、有序地發(fā)展,規(guī)范干細胞臨床研究和應(yīng)用行為,整頓干細胞治療工作,國家衛(wèi)計委發(fā)布了《關(guān)于開展干細胞臨床研究和應(yīng)用自查自糾工作的通知》,叫停正在開展的未經(jīng)批準的干細胞臨床研究和應(yīng)用項目。2015年之后,干細胞研究在國內(nèi)外多重催化劑“共振”下,國家出臺一系列支持政策,干細胞產(chǎn)業(yè)駛?cè)肟燔嚨馈?/p>
技術(shù):全球研發(fā)暗潮涌動,奇點突破在即
技術(shù)創(chuàng)新是干細胞行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力,近年來干細胞治療技術(shù)已經(jīng)在心血管系統(tǒng)疾病、糖尿病、退行性疾病、自身免疫性疾病等重大疾病中取得了重大突破,全球已有十余款干細胞藥物/療法獲批上市。中國在干細胞技術(shù)水平世界領(lǐng)先,截止到2020年3月,在 ClinicalTrial.gov 上注冊的干細胞相關(guān)臨床研究已達5432項,其中中國有469項。在諸多疾病領(lǐng)域,中國取得飛速發(fā)展,如干細胞治療骨關(guān)節(jié)炎、糖尿病足、急性心肌缺血、地中海貧血、帕金森癥等。隨著研究水平與研究機構(gòu)/研發(fā)人員的同步提升,可以預(yù)見未來國內(nèi)干細胞基礎(chǔ)研究將持續(xù)突破,研發(fā)成果將不斷轉(zhuǎn)化。
細胞:間充質(zhì)干細胞化解安全和倫理問題,推動干細胞治療產(chǎn)業(yè)發(fā)展
干細胞研究走向臨床應(yīng)用的最后一公里,但安全性、有效性及倫理道德問題一直阻礙著干細胞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,胚胎干細胞的強致瘤性和倫理問題,以及IPS的遺傳風(fēng)險和較強致瘤風(fēng)險推動間充質(zhì)干細胞的廣闊前景。間充質(zhì)干細胞已經(jīng)成為繼造血干細胞之后,進入臨床應(yīng)用的成體干細胞,其安全性和有效性均非常突出,多方證實了其在體內(nèi)應(yīng)用不存在致瘤性,因為在個體中來源廣泛(可以取自脂肪、骨髓、血液等等),自體應(yīng)用的間充質(zhì)干細胞不存在免疫排斥以及不引入外源性的基因,并避免細胞伴隨病毒的感染,即克服安全性和倫理性難題。MSCs已成為臨床應(yīng)用研究的寵兒,也推動干細胞治療產(chǎn)業(yè)繼續(xù)壯大。
獲得更高品質(zhì)的細胞是MSCs治療的關(guān)鍵。干細胞治療的挑戰(zhàn)在于干細胞產(chǎn)品十分復(fù)雜,細胞來源和生產(chǎn)工藝的差異對干細胞的質(zhì)量和治療效果的影響很大,這也是之前眾多干細胞治療臨床試驗結(jié)果不理想的主要原因。移植后的細胞存活是MSCs治療成功的重中之重,研究表明,低氧預(yù)處理可以以有效模擬體內(nèi)微環(huán)境,有助于維持間充質(zhì)干細胞的增殖、分化、代謝平衡等生理過程,比正常細胞更快進入細胞周期,更早開始體外細胞分裂。此外,低氧預(yù)處理通過維持體外能量代謝顯著減少細胞損傷,促進間充質(zhì)干細胞增殖。Stemedica在其位于加洲的cGMP設(shè)施中開發(fā)了臨床級別的細胞生產(chǎn)平臺BioSmartTM,在低氧(5%O2)條件下生產(chǎn)缺血耐受人BM-MSC(ithMSC) 和缺血耐受人神經(jīng)干細胞(ithNSC),產(chǎn)品性能優(yōu)于常氧條件下培養(yǎng)的干細胞。
產(chǎn)業(yè)鏈:近看存儲,遠看應(yīng)用,核心壁壘在研發(fā)生產(chǎn)與商業(yè)化
近看存儲。產(chǎn)業(yè)鏈上,上游的干細胞存儲是目前最主要、最成熟的干細胞領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化項目,也是國家認可收費的項目。該產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)所需的技術(shù)要求不高,準入門檻不高,未來具有規(guī)模優(yōu)勢、規(guī)范化管理水平和技術(shù)優(yōu)勢能夠帶來存儲質(zhì)量更高的企業(yè)比較有前景,目前已有多家上市公司布局,如南京新百、中源協(xié)和。
遠看應(yīng)用。干細胞治療市場首要看適應(yīng)癥的潛在市場,從全球疾病數(shù)據(jù)和人口趨勢來看,神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病、糖尿病、皮膚病、骨病、醫(yī)美等的潛在市場規(guī)模極大,研發(fā)管線覆蓋這些適應(yīng)癥的企業(yè)更有投資價值。Stemedica擁有16個適應(yīng)癥,覆蓋心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、骨科疾病、糖尿病、自身免疫病、皮膚疾病、醫(yī)美和抗衰老等適應(yīng)癥,其中6個適應(yīng)癥已進入1期、2期臨床階段。
核心壁壘在研發(fā)生產(chǎn)與商業(yè)運營。干細胞來源復(fù)雜,制備工藝及質(zhì)量控制指標不盡相同,在體外培養(yǎng)、擴增的穩(wěn)定性和安全性、質(zhì)量標準檢測技術(shù)、產(chǎn)品純度上仍存在一些問題有待解決和完善。另外干細胞本身存在異常分化、免疫排斥、擴增和傳代過程中可能產(chǎn)生的基因變異及細胞功能改變等問題,也導(dǎo)致了干細胞在治療過程中存在著技術(shù)操作難度大、潛伏的生物安全導(dǎo)致的醫(yī)療隱患等難題和風(fēng)險,所以具有研發(fā)和生產(chǎn)優(yōu)勢,細胞擴增能力強、細胞品質(zhì)高的企業(yè)更有競爭力。
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