《干细胞发展现状》PPT课件.ppt

1 干细胞 人类健康保障的新希望浙江金时代生物技术有限公司浙大医学院湖州生物产业创新中心 2 人类进入二十一世纪 面临许多新的问题 人口老龄化环境污染饮食结构不合理多种退行性疾病发病率逐渐上升 心脑血管疾病 癌症 糖尿病 帕金森氏症 修复 替代衰老损伤器官成为医学界的重点研究领域 再生医学研究和应用成为治疗许多传统医学难以解决的重大疾病 如白血病 帕金森氏症的新希望 再生医学的发展与干细胞技术的发展是密不可分的 正是干细胞技术突飞猛进的发展 给人类健康带来令人兴奋的期望 3 干细胞基本概念细胞 生命活动的基本单位 人体 总共200多种细胞通过有机整合形成复杂的组织和器官 并进一步形成人体这一结构精密的有机体 这200多种细胞是完全分化的成熟细胞 它们各有其特殊的结构并执行特定功能 虽然其中的部分细胞还具有有限的增殖能力 但都已经是终末分化细胞 就像一棵参天大树最末端的树叶 在生命周期中完成其使命后就将死亡 干细胞是一类特殊的细胞 干 译自英文 stem 意为 树 干 和 起源 干细胞就如同树的枝干 是一群结构和功能未特化的原始细胞 4 干细胞的魔力 所分化的后代细胞中始终有一部分能够保持祖细胞的所有特性 干细胞 具有长期自我更新和产生至少一种终末分化细胞能力的细胞 5 例如骨髓中的干细胞 造血干细胞 向红细胞 白细胞 淋巴细胞等 间充质干细胞 骨 软骨 神经 肌腱等 血液系统细胞更新很快 干细胞是细胞更新的源泉 在人的整个生命周期中 骨髓都能够维持造血功能 干细胞是个体发育和组织再生的基础 6 7 干细胞分类 1 胚胎干细胞 指胚胎早期的干细胞 这类干细胞分化潜能宽 具有分化为机体任何组织细胞的能力 如囊胚期内细胞团的细胞 2 成体干细胞 指成体各组织器官中的干细胞 成体干细胞具有自我更新能力 但分化潜能窄 只能分化为相应 或相邻 组织器官组成的细胞 如神经干细胞 表皮干细胞 8 干细胞的应用二十世纪末生命科学研究领域的重大突破 体细胞克隆动物 建立人类胚胎干细胞为未来 治疗性克隆 再生医学 和 组织工程 的技术创新奠定了基础 体细胞克隆技术与干细胞定向分化技术的完善与发展 有望使人类获得用于治疗帕金森氏症 心肌梗死 糖尿病 白血病的替代细胞 工程组织甚至器官 解决供体器官严重短缺和排斥反应两大难题 克隆技术 干细胞技术 转基因技术 基因敲除技术 组织工程技术等的有机结合 在疾病治疗 动物育种和生物医药等领域具有广阔的前景 9 一 临床应用1 细胞治疗 干细胞可恢复因重大疾病而损害的细胞 这是干细胞潜在的最大优势 由于丧失正常细胞功能的疾病都可以通过移植由胚胎干细胞或成体干细胞分化来的特异组织细胞来治疗 10 如用神经细胞治疗神经变性疾病 帕金森氏综合征 享廷顿舞蹈症 老年痴呆症等 用胰岛细胞治疗糖尿病 用心肌细胞修复坏死的心肌等 因为成年人的心脏和胰岛几乎没有干细胞 无法靠自身得到修复 可以用人体胚胎干细胞能直接分化成相应细胞进行移植 11 2 基因治疗 即通过胚胎干细胞和基因工程技术 矫正缺陷基因 因干细胞能自我复制更新 是基因治疗的理想靶细胞 将治疗基因整合到干细胞 再将干细胞移植入人体中 能够持久地发挥作用 而不担心像分化的细胞那样 在细胞更新中可能丢失治疗基因的结果 12 二 基础研究1 利用干细胞研究解释先天缺陷的产生原因和防治方法 2 将发育生物学与干细胞生物学相关联 研究干细胞生长与分化的遗传控制与环境条件等 便于在实验室中进行干细胞的培养和分化 13 干细胞产业发展未来再生医学的发展方向 干细胞治疗技术 科技部 干细胞工程和组织工程列入 863 973 等重大科技发展计划项目各级地方政府 主管部门 干细胞应用研究列入重大科技发展项目 2006年2月 我国政府将干细胞工程和组织工程列入 国家中长期科学和技术发展规划纲要 2006 2020年 国内 正在开展干细胞治疗技术应用于治疗冠心病 糖尿病 肝肾功能衰竭等重大疾病的临床研究 基本与国际水平差距不大 14 国外 干细胞移植治疗心脏疾病 神经系统疾病和糖尿病等疾病取得良好进展 目前仅美国就有300多家公司从事干细胞治疗产品的研发 正在分别进行2 000多项 期临床试验 其中包括间充质干细胞治疗膝盖损伤临床试验 间充质干细胞治疗中重度局限性回肠炎临床试验 间充质干细胞治疗急性心肌梗塞临床试验和间充质干细胞治疗GVHD临床试验等 15 国内治疗需求 卫生部与世界卫生组织联合首次发布的全球报告 预防慢性病 一项至关重要的投资 中文版与 中国慢性病报告 显示 慢性病危害80 发生在中低收入的发展中国家 其中中国居民健康面临十分严重的挑战 世界卫生组织 2005年全球总死亡人数为5800万 其中近3500万人死于慢性病 而中国慢性病死亡人数750万 未来10年 如果没有强有力的干预措施 中国慢性病死亡人数将增长19 其中糖尿病死亡人数甚至可能增长50 支气管肺癌 肝癌 乳腺癌 脑血管病 冠心病 糖尿病死亡率均呈上升趋势 此6种慢性病占总死亡人数的35 76 16 干细胞是人体中尚未分化 具有多种分化潜能和自我更新能力的原始细胞 众多科学家相信 一旦干细胞研究获得突破 人类将能应用干细胞修复或更换损伤 病变及衰老的器官组织 能够治疗多种疾病 包括上述多种慢性疾病 甚至白血病 艾滋病 帕金森氏病 脊髓损伤等传统医疗方法束手无策的疾病也将有望治愈 未来3 5年 干细胞治疗技术和产品从基础研究 基础条件建设和应用研究走向医学临床应用的黄金时期 17 干细胞国际发展现状 1 干细胞相关药物韩国2012年2月 继韩国获准生产全球首例治疗冠心病的干细胞药物Hearticellgram AMI之后 第二例干细胞治疗药物也有望不久获得生产许可 韩国食品药品厅表示或将于本月中旬批准Medi post公司的软骨再生治疗药物Cartistem和Anterogen的肛瘘治疗药物Cuepistem 音译 等的生产许可 18 加拿大2012年5月17日位于哥伦比亚的奥西里斯诊疗公司 Osiris 宣布获得加拿大卫生部对其干细胞疗法药物Prochymal的上市批准 用于治疗儿童移植物抗宿主病 GVHD 19 美国截至2012年3月 在美国国立卫生研究院正式登记注册的干细胞临床试验已达3985项 治疗涉及的疾病达100多种 其中 只有两种干细胞新药获得批准 20 2 国际干细胞库的发展在2009年12月发表在Stemcellreviewsandreports的一篇文章中 美国哈佛医学院的副教授 麻省综合医院白血病研究项目的负责人KarenBallen指出 在过去的20年间 全世界约有40万份脐带血储存在公共库中 其中约1 4万份应用于无亲缘关系异体的临床治疗 而储存在自体库中的约90万份脐带血 仅有约100份应用于自体移植 截止到2008年底 全球23个国家的36家公益性非营利脐带血库已成为NetCord成员 其中以纽约血液中心脐带血造血干细胞库为目前世界上库容量最大的脐带血造血干细胞库 据统计 全球主要国家已建立100多家公共脐带血库和超过300家的家庭 自体 脐带血库 保存无关供者脐带血干细胞超过30万份 自体储存脐带血超过150万份 21 4 干细胞治疗的相关医疗器械行业前景好ThomasWeiselPartners的研究显示 在今后10年中 干细胞市场将是医学发展的动力 而科学家们不论他们在哪儿工作 是否成功 对用于研发源自干细胞疗法的工具的需求将增加 22 干细胞国内发展情况 中国政府对干细胞技术非常重视 政府把干细胞列为863和973计划 在973计划中 干细胞领域是立项最多的一个 十二五 规划明确将 干细胞研究 发育与生殖研究 列为六个重大科学研究 并在规划中要求有关单位集中优势力量 推进重大科学研究计划实施 政府还建立了科技部国家干细胞工程技术研究中心 发改委细胞产品国家工程研究中心和湖南长沙人类胚胎干细胞国家工程研究中心三大研究机构 推动干细胞的研究 23 目前 我国已经建立起多家产业化基地 包括国家国家干细胞产业化天津基地 青岛干细胞产业化基地 无锡国际干细胞联合研究中心 泰州国家生物产业基地干细胞产业化项目基地等 2010年年底 国家干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟成立 24 我国干细胞产业链条分为上 中 下游3种不同的商业模式 1 上游产业 干细胞采集及存储业务上游企业主要以干细胞采集和存储业务为主体 其主要业务模式为脐带血干细胞 脐带间充质干细胞 脂肪干细胞 牙齿 经血 羊膜等干细胞物质的采集及贮存 25 2 中游产业 干细胞技术研发中游企业主要包括各类从事干细胞增殖 开发干细胞制剂业务等干细胞技术及产品研发的相关企业 他们为研发组织和个人提供干细胞 用于疾病的发病机制研究和新型药物研制 这些企业以输出干细胞治疗技术为主 主要针对脑瘫 脊髓损伤 视神经发育不全 遗传性共济失调等神经系统疾病 糖尿病 肝硬化以及肌营养不良等疑难疾病提供干细胞治疗技术 这些企业通过向医院提供干细胞技术体系并收取技术服务及技术使用权转让费获得收益 或者通过为患者提供个体化治疗 再按照一定的比例与医疗机构分享治疗费用 26 3 下游产业 干细胞移植及治疗下游企业主要以各类干细胞移植及治疗业务为主体 主要包括一些开展干细胞治疗的医院 如武警总医院干细胞移植治疗中心 463医院 海军总医院 211医院等 27 4 干细胞产业与其他产业结合除了以上基于干细胞本身形成的产业链外 由于干细胞相关技术的快速发展和应用 干细胞产业的发展也与其他产业相互结合 互促发展 研究试剂产业 干细胞产业是目前国际生物医药界的研究热点 虽然干细胞产业的各种商业模式尚不成熟 但是对支撑干细胞基础研究 临床研究的试剂体系和工业化生产材料以及其他相关支撑产业已经具有成熟的运营模式 基于遗传信息的产业 干细胞是一种高度个性化的生物资源 其利用需要依赖对遗传信息的分析 诊断检测试剂产业 干细胞的临床应用需要对疾病的种类 发生原因 发生阶段进行分析 干细胞的准确定位可能还需要特殊试剂的参与 干细胞治疗效果需要试剂的术后评价 生物工程材料和人造组织器官产业 干细胞是再生医学的细胞组分 生物工程材料又称为生物支架材料 是再生医学中的形态维持材料 力量承受材料 新型生物工程材料还可以在体内诱导干细胞按照特定组织器官的需要进行分化 因此 生物工程材料是干细胞产业快速发展的支撑产业 28 5 国内在研的干细胞药物经查询国家食品药品监督管理局网站 检索日期 2012 01 05 目前我国食品药品监督管理局批准进行临床研究的干细胞相关产品共有7个 29 6 目前国内产业化以干细胞储存为主中国目前干细胞的产业化应用主要在干细胞存储 细胞制备 研究技术 治疗解决方案以及相关基础服务等方面 干细胞存储是其目前中国最成熟也最重要的产业化项目 目前国内存储量最大的脐血库是天津协和干细胞库 其脐血干细胞实际存储量已经超过30万份 其次还有在纽交所上市的中国脐血库企业集团 30 五 国内干细胞行业的发展趋势随着干细胞研究的持续 干细胞范围也越来越广泛 医学应用的前景非常光明 目前的研究和临床治疗都已经证明 干细胞对于心脑血管疾病 糖尿病 帕式综合症等都有不错的疗效 但就产业发展来说 将存在以下趋势 31 1 干细胞制备体系的标准化是未来方向干细胞制备指的是将采集或解冻后的干细胞 进过多代培养 扩充数量 培养成具有一定活性的干细胞的过程 制备后的细胞可以改造成用于治疗不同疾病的医疗干细胞和其他应用 有些可以直接用于治疗 随着干细胞治疗应用的发展 市场对干细胞产品的质量和数量有进一步的要求 呼唤建立高效而安全的细胞制备体系 目前 从事干细胞制备的企业在技术层次和产品质量上都参差不齐 不同的公司有不同的细胞培养体系 而且都不够完善 技术标准不统一 一定程度上给产业的健康发展带来阻碍 拥有安全 高效率 低成本的干细胞制备体系的企业 将逐步统一市场标准 32 2 干细胞治疗将逐步终端化随着人们对干细胞治疗的接受程度越来越高 治疗价格也逐步降低 干细胞治疗将更加面向大众 干细胞治疗将不仅仅局限于对绝症病例和疑难杂症的治疗 研究和临床治疗表明 干细胞治疗方法适用于多种病症 而且对其他疗法的术后恢复也有一定的辅助治疗作用 另外 干细胞治疗方法的个性化特征非常强 对于不同个体和病例需要不同的治疗方案 因此建立完善治疗服务终端的企业将在竞争中占据有利位置 33 3 间充质干细胞是发展方向在全球3461项干细胞临床研究中 造血干细胞占3129项 间充质干细胞占163项 胚胎干细胞等约占11项 脐带间充质干细胞以其多能型性 无排异 无伦理风险受到青睐 2008年 FDA批准间充质干细胞治疗辐射引起的胃肠损伤及战时多种组织损伤等疾病 我国科研人员完成了间充质干细胞心梗注射液的I期临床试验 能显著改善心功能 长期随访显示 干细胞移植能显著提高终末期肝病患者生存率 在血液病领域 间充质干细胞具有对造血干细胞体外增值 分化的支持作用 动物模型证实 间充质干细胞输注能改善胰岛功能 有效改善糖尿病肾病 糖尿病视网膜病 下肢缺血等并发症 此外 多能间充质干细胞移植技术对脑出血 脑缺血具有较好效果 34 4 库资源将成为产业基础干细胞存储库 由于牌照限制和高昂的投资成本 在未来会一定程度上形成行业门槛 阻碍新加入者的进入 另外 干细胞存储库不但是整个产业的基础 其本身也有巨大的利润空间 盈利能力非常稳定 另外 由于库资源的稀缺性 拥有库资源的企业在业内可能形成一定稳定优势 也是干细胞研究 产品制备 医疗服务的直接细胞来源 拥有覆盖多民族 多种族的细胞样本的存储体系 直接决定了干细胞产品的应用广度和研究深度 从长期来说 干细胞研究和应用的深度挖掘 最终也取决于所能使用的细胞样本容量 另一方面 干细胞采集和存贮的门槛在未来都可能会继续提高 原先拥有细胞库牌照和细胞库实体的企业将占有产业先机 35 七 国内干细胞的盈利模式主要以细胞存储业务为主脐血库 全称叫 脐带血造血干细胞库 是专门提取和保存脐带血造血干细胞并为患者提供查询的特殊医疗机构 国际上也称之为脐血银行或生命银行 中国的脐血库包括公共库和自体库 公共库奉行公益原则 接受公众脐带血捐赠 免费保存 以作日后提供给病患进行异体移植 而自体库 实行收费保存 脐带血也只用于保存者自体移植所用 36 八 国际和国内干细胞库发展现状 国际据统计 全球主要国家已建立100多家公共脐带血库和超过300家的家庭 自体 脐带血库 保存无关供者脐带血干细胞超过30万份 自体储存脐带血超过150万份 在2009年12月发表在Stemcellreviewsandreports的一篇文章中 美国哈佛医学院的副教授 麻省综合医院白血病研究项目的负责人KarenBallen指出 在过去的20年间 全世界约有40万份脐带血储存在公共库中 其中约1 4万份应用于无亲缘关系异体的临床治疗 而储存在自体库中的约90万份脐带血 仅有约100份应用于自体移植 在世界范围内 脐带血的自体库存量都大于公共库 大约为9 4 而在中国大陆 公共库的发展和自体库的增长相差更为悬殊 北京脐带血库中的公共库存量只有自体库存