行業報告 | 中國干細胞研究與從業人員和學生的知識水平

文作者Deng Luo等來自于中國武漢大學人民醫院內分泌科，原文于2021年發表在Stem Cells International上，標題為China’s Stem Cell Research and Knowledge Levels of Medical Practitioners and Students。

 

在過去的幾十年里，中國極大地擴大了干細胞研究的范圍，產生了各種科學進步和醫學應用。然而，對于國內干細胞發展的程度和特點，尤其是醫務工作者的意見，還缺乏了解。本研究旨在分析中國干細胞群落的發展趨勢，了解中國醫務工作者對干細胞研究的認識和態度。

 

我們發現，目前中國大陸有13個高質量的干細胞研究中心，擁有超過400名博士水平的研究人員。這些中心擁有許多來自干細胞研究界的高素質科學家。從 1997 年到 2019 年，中國國家自然科學基金委員會為中國大學和研究機構的 8,050 個干細胞項目撥款約 5.76 億美元。中國干細胞年發表量從 1999 年占世界干細胞發表量的不到 0.6% 上升到 2014 年的 14.1% 以上。我們的調查還顯示，大多數參與者對干細胞研究持積極態度，支持進一步資助，并對干細胞的普遍認識。

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一、簡介

 

干細胞是能夠通過分化過程變成任何細胞類型的未成熟細胞。當受傷發生時，這些超級細胞可以迅速復制，然后成熟為身體周圍所需的不同細胞，以修復和重建受損組織。對干細胞技術未來醫學應用的興趣日益濃厚，這導致了一個稱為干細胞科學的新領域的出現。

 

科學家們主張干細胞可以治療主要的退行性疾病，例如關節炎、中風、心臟病、糖尿病、癌癥、阿爾茨海默病和帕金森病。此外，有可能使用干細胞來治療使人衰弱的脊髓損傷和其他結構性損傷。事實上，最近一項使用患者自身干細胞對新診斷的多發性骨髓瘤患者進行聯合治療的臨床試驗取得了顯著且早期的成功。此外，干細胞還將在新藥的發現和測試中得到應用。因此，干細胞研究在未來的醫學中具有很大的前景。

 

由于這項工作有可能徹底改變人類疾病的治療方式，包括美國、英國和日本在內的許多國家都在干細胞研究及其應用方面投入了大量資金。自 1997 年以來，中國還通過多種來源增加了該領域的資金。根據中英干細胞伙伴關系發展倡議的一份報告，該獎項將由英國醫學研究委員會（MRC）和中國國家自然科學基金委員會（NSFC）共同資助：“資助可用于研究項目以及支持合作研究計劃交付所需的基本伙伴關系活動。” MRC 提供高達 200 萬英鎊，NSFC提供大約 300 萬人民幣。

 

中國在干細胞科學領域正在興起。然而，對國內干細胞研究界的范圍和特點，尤其是中國對干細胞的輿論，缺乏了解。在本報告中，我們收集和回顧了 1997 年至 2019 年中國干細胞科學發展的歷史調查數據，以及 2013 年 12 月至 2019 年 8 月作為全國社會調查計劃的一部分對 32 所大學和機構進行的調查。，這是大學和研究機構之間的跨國合作。確切數量的高素質科學家和研究中心將提供更具體或更詳細的信息，以幫助整合資源，促進國際和本地研究人員之間的合作和交流。此外，通過分析受訪者的調查結果，我們正在幫助評估臨床從業者和醫學生對干細胞潛力的了解程度。

 

2.材料和方法

2.1?數據采集

 

為了探索中國干細胞研究的現狀，我們從大學和教師網站收集了有關領先學術機構知名干細胞實驗室組成的公開數據。為每個研究中心工作的精英科學家是從公共部門名單或他們實驗室的網站中確定的。國家自然科學基金項目經費和項目數從http://www.nsfc.gov.cn/下載。發表的文章數量來自 ISI Web of Knowledge 數據庫。該調查研究由武漢大學人民醫院發起。共有32所代表中國地理區域的大學參加；隨機向選定的醫學院的從業人員和學生分發了一份調查問卷。調查答復是匿名的，共收到 2,310 份答復。

 

2.2.統計分析

 

檢查每個連續變量的分布的平均值、范圍和形狀，并為每個分類變量列出頻率和百分比 (%)。所有分析均使用 SPSS Statistics 22.0 進行。

 

3. 結果

3.1?中國頂級干細胞研究中心和目前最具影響力的科學家

 

20年前，中國很少有科學家涉足干細胞領域；今天，400多名中國博士研究生在從事多種干細胞研究，有13個高質量的干細胞研究中心（圖1），包括北京大學干細胞研究中心和中國動物研究所。科學院（CAS）（均在北京）；長沙湘雅醫學院人體干細胞國家工程研究中心；中國醫學科學院干細胞國家工程研究中心；中山大學廣州干細胞生物學與組織工程中心；華中科技大學武漢協和醫院同濟醫學院干細胞研究與應用中心；Renji-Med X臨床干細胞研究中心、上海交通大學（SJTU）醫學院上海干細胞研究所、同濟大學醫學院同濟醫院干細胞研究轉化中心（均在上海）；廣州生物醫藥與健康研究院華南干細胞生物學與再生醫學研究所；清華大學干細胞生物學與再生醫學中心；軍事醫學科學院（AMMS）華南干細胞與再生醫學研究中心；浙江大學干細胞與組織工程中心。

 

圖1 中國大陸領先的干細胞研究中心,括號表示成立年份。

 

這些中國頂尖的研究中心和實驗室擁有一批中國干細胞研究界的本土明星：北京大學鄧鴻奎、湘雅醫學院盧光秀、中山大學彭翔、中國科學院韓中超北京協和醫學院，上海干細胞研究所金英，上海交通大學附屬仁濟醫院高偉強，動物研究所周琦，華中科技大學黃翔，裴端慶中科院，中國醫學科學院北京協和醫學院詹啟敏，同濟大學醫學院孫毅，中科院廣州生物醫藥與健康研究院裴端清，清華大學郭偉， AMMS的裴雪濤和浙江大學的歐陽宏偉。上海交通大學上海干細胞研究所曾繁儀主要從事發育生物學和醫學遺傳學研究，以哺乳動物繁殖發育中的重編程細胞和分子機制為核心。曾教授的研究已在 Nature、PNAS 等權威學術期刊上發表論文 40 余篇。

 

3.2.中國干細胞研究資金增長模式

 

十多年來，中國政府將大部分科學資金用于干細胞研究。NSFC是負責管理國家自然科學基金的資助機構，旨在促進和資助基礎研究及其在中國的應用。為了更好地了解資助增長的規律，收集了 1997 年至 2019 年 NSFC 的干細胞資助數據。

 

根據國家自然科學基金的數據，從 1997 年到 2019 年，政府用于干細胞研究的總支出約為 37 億元人民幣（約合 5.76 億美元）。資金逐年大幅增加，從 1997 年的 69 萬元上升到 2014 年的約 5.04 億元。在發展初期緩慢而穩定，但 2006 年至 2012 年有較快的增長。我們的分析顯示，年度研究項目的數量從 2006 年的 156 個增加到 2012 年的 839 個，增加了 5 倍多。然而，在 2014 年之后，項目數量和資助金額都減少了（圖 2）。這反映出我國干細胞研究進入了一個調整期（2015-2019）。

 

圖 2 1997年至2019年中國干細胞論文發表與資助情況。黑線表示論文發表趨勢。紅線表示研究項目的趨勢。藍線表示資金金額的趨勢。

 

中國領先的大學和研究機構正在采取措施加強干細胞研究。1997年至2019年，國家自然科學基金委向交大分配干細胞項目295個，占全部項目的3.7%。此外，中山大學、中科院和第三軍醫大學分別為284、248和243。然而，CAS 獲得的資金最多，超過 1.9 億元人民幣（圖 3）。

 

 

圖 3 1997-2019年中國干細胞研究排名前32位的大學和機構。左直方圖顯示了他們關于干細胞的項目（藍色）和出版物（橙色）。右側直方圖顯示了他們對干細胞的資助金額。

 

3.3.中國學者干細胞發表趨勢

 

從 1999 年到 2014 年，中國關于干細胞的年度出版物從 16 篇躍升至 957 篇；這代表著全球干細胞研究出版物總數的 0.6% 增長到 14.1% 以上。雖然 2014 年和 2015 年出版物數量出現了短暫的下降，但在調整期（2015-2019 年）出現了恢復性增長（圖 2）。

 

此外，我們還分析了中國頂尖大學和機構的干細胞出版物。我們比較了各個機構在不同時期的相對貢獻。1997年至2002年早期，香港中文大學及其附屬威爾斯親王醫院在干細胞發表論文中占據前兩名。然而，中國大陸的大學和機構在接下來的時期迅速發展并取代了高層職位。中科院位居榜首，緊隨其后的是上海交通大學和北京大學，而中國醫學科學院、中山大學、浙江大學、復旦大學和軍醫大學在干細胞研究方面也表現出高水平（圖 3） ）。被大陸大學趕超表明中國的資金改革促進了研究重點的轉變。

 

在這項研究中，我們還對干細胞研究類別的趨勢進行了分析（圖4），例如干細胞的臨床應用或分子機制。從 1997 年到 2019 年，負責分子機制的干細胞研究迅速增加，但同期專注于臨床應用的出版物仍然相對不穩定。特別是2012年以后，臨床應用發表量逐漸減少。

 

圖 4 1997-2019年中國學者干細胞臨床應用及分子機制發表趨勢。紅線表示分子機制發表趨勢。藍線表示臨床應用出版物的趨勢。

 

3.4.中國類器官研究

 

類器官研究是干細胞科學的一個新領域。類器官是自我更新和自我組織的 3 維細胞結構，其功能和結構類似于器官。它們可以來源于胚胎干細胞、誘導多能干細胞或成體干細胞。

 

2011年至2019年，國家自然科學基金委為45個類器官項目撥款2968萬元。總體而言，項目和出版物的數量呈快速上升趨勢。2011年，中國資助了第一個類器官項目。

 

2016年、2017年、2018年和2019年，國家自然科學基金分別資助了3、8、12和21個類器官項目（圖5（a））。這種增長趨勢與世界上類器官研究的發展高度一致。在這 45 個項目中，研究最多的 8 個器官是肝臟 (n=5)，其次是大腦 (n=3)、腸 (n=2)、心臟 (n=2)、子宮 (n=2)、卵巢 (n=2)、腎臟 (n=2) 和肺 (n=2)（圖 5（ b))。

 

分配最多的5所大學和機構是浙江大學（836.5萬元）、第二軍醫大學（316.5萬元）、中國科學院（241萬元）、重慶醫科大學（240萬元）和復旦大學（235萬元）。說明我國學者對不同類型干細胞體外3D培養建立類器官模型進行了大量研究，主要用于體外藥物篩選。在用途方面，精準醫療、腫瘤研究和個性化醫療占據主導地位。

 

圖 5 中國類器官研究。(a) 2011-2019年中國大陸類器官研究的出版物(藍色)和項目(橙色)趨勢。(b) 這些類器官項目涉及的器官及其頻率。

 

3.5.參與者對干細胞研究的知識水平和意見

 

共有 1,668 名 (72.2%) 醫學生和 642 名 (27.8%) 臨床從業者參加了全國干細胞研究調查（表 1）。參與者來自代表中國不同地理區域的 24 個城市的 32 所不同學術水平的大學（圖 6）。在 2,310 名參與者中，1,183 名（51.2%）為男性，2,132 名（92.3%）為 30 歲以下。大多數參與者擁有學士學位或更高學歷：博士學位（12.3%）、碩士學位（48.1%）和學士學位（39.5%）。在2310名參與者中，臨床醫學2105人（91.1%），基礎醫學156人（6.8%），公共衛生34人（1.5%），其他專業9人，未知科室6人。

 

圖 6 參與者對干細胞研究的知識水平和意見。(a) 調查了來自中國不同地區 24 個城市的 32 所大學和機構。括號顯示參與者的數量。(b) 參與者的教育背景。(c) 參與者的專業。(d) 參與者對干細胞的興趣。

 

對于所有參與者，99.1% 的人了解干細胞，媒體（互聯網、報紙、雜志和電視/廣播）是獲取干細胞知識的最常見方式。78.9%的人對干細胞有很大的興趣，只有21.1%的人沒有興趣。只有 20.6% 的參與者熟悉用于人類疾病的干細胞移植，但 79.4% 的參與者對干細胞移植的自我評估知識較低或中等。大約 63.5% 接受了使用人類胚胎干細胞的醫學研究；30.8% 的人認為這在道德上是不可接受的。

 

此外，54.2%的人在說明性質后支持誘導多能干細胞的研究。71.6%的參與者支持干細胞的臨床轉化，只有1.1%的參與者反對。最后，值得一提的是，89.9%的人支持增加對干細胞研究的資助；不到 2% 的受訪者反對任何干細胞研究資助。

 

4?討論

 

干細胞技術通常被描述為可能徹底改變醫學的科學突破。本研究旨在考察中國大陸干細胞研究的水平和特點。首先，我們確定了當今中國大陸頂級干細胞研究中心和頂級科學家的數量。其次，我們收集了詳細信息，調查了 1997 年以來政府資助的歷史增長趨勢。第三，我們總結了 1997 年至 2019 年中國學者的干細胞研究出版物。然后，我們回顧了中國的類器官研究。最后，我們通過問卷調查獲得了有關中國臨床從業者和醫學生的知識水平和意見的寶貴信息。在這項研究中，我們發現中國的干細胞研究從 1997 年到 2019 年有了顯著改善。大多數受訪者表示支持干細胞研究。這些發現可能反映了中國為提供支持干細胞和再生醫學的基礎設施所做的努力。

 

根據2006年的一份報告，中國干細胞研究人員和實驗室的總數相對較少。然而，根據公共部門列表或實驗室網站的詳細信息，經過 8 年的發展，中國干細胞中心的數量在 2014 年翻了一番。我們考察了中國頂尖的干細胞實驗室，發現了 13 個高水平實驗室，擁有 400 多名具有博士學位的研究人員。這些研究中心有許多來自干細胞研究界的有競爭力的科學家。在國家和地方、高校、部委、機構等給予財政和科研獎勵的努力下，海歸高層次人才數量急劇增加。他們與國際和本地合作伙伴合作，提升干細胞研究在中國的影響力。

 

中國干細胞領域的快速發展很大程度上取決于政府資金的增加。自 1997 年以來，中國通過多種渠道大幅增加了對干細胞科學領域的資助。我們的研究結果發現，在 1997 年至 2019 年間，國家自然科學基金委員會已為大學和研究機構的 8,050 個干細胞項目撥款約 5.76 億美元。從 1997 年到 2006 年的發展初期，增長緩慢而穩定，但從 2006 年開始迅速增長。從 2006 年到 2014 年，每年資助的項目數量增加了 5 倍以上。

 

此外，中國科學技術部也提供了重要的研究國家高技術研究發展計劃（863計劃）和國家重點基礎研究計劃（973計劃）資助。雖然很難得到確切的數字，但自 2002 年以來，中國似乎為干細胞基礎研究和應用的兩個重大項目中的每個項目提供了大約 500 萬美元。該領域的大部分支出反映了中國推進干細胞發展的堅定努力科學。雖然中國擁有在這一領域出類拔萃的科學基礎設施，但國際合作對該領域發展的重要性也得到了強調。2013 年 12 月，中英干細胞伙伴關系發展計劃啟動，為中英科學家之間具有國際競爭力的創新合作項目提供為期 3 年的重大研究資金，從而實現共同的研究興趣。

 

中國的干細胞研究普遍得到大力支持，可分為三個階段。從1990年代到2008年，中國開始大力支持干細胞研究，監管相對寬松。2009年至2014年，我國干細胞政策強調安全，政策導向以穩定為基礎。2015-2019年，我國干細胞研究進一步提升。除了基礎研究的快速發展，干細胞臨床研究的監管也更加嚴格。多年來，隨著新的資助計劃的增加，競爭性資助已被分配到由約 30 個不同政府部門監督的約 100 個競爭性計劃中。中國政府公告指出，浪費和分散管理導致科技資金重疊和低效使用。2016年，中國政府宣布了一項改革計劃，取消了從根本上改變中國研究的863計劃和973計劃。

 

我們還評估了過去 23 年干細胞研究的科學成果，并提供了對干細胞研究出版物特征的見解。數據基于 1997 年至 2019 年網絡版科學引文索引（Web of Science）。中國學者發表的干細胞論文數量在 1999 年至 2014 年間顯著增加，從不足 0.6% 增加到超過 14.1占世界出版物總數的百分比。根據 Elsevier、EuroStemCell 和京都大學綜合細胞材料科學研究所發布的一份國際報告，總出版量與今天的美國驚人地相似。就干細胞論文的數量而言，中國一直是第二大生產國。1997 年至 2006 年期間，大部分論文主要由香港的大學和研究機構發表。但 2007 年至 2014 年期間，中國大陸在干細胞方面發表的論文數量超過香港。中科院位居榜首，其次是上海交通大學和北京大學大學。產出的這種變化表明，政府對教育和基礎設施的大量投資已將中國提高到國際科學生產力的最前沿。

 

除了他們對干細胞的高度認識外，參與者對干細胞研究的進展水平似乎持積極態度，并支持進一步的資助。超過一半的受訪者對干細胞研究非常感興趣；不到 2% 的受訪者反對干細胞研究和政府資助。盡管得到了中國的廣泛支持，但在中國的干細胞研究道路上仍然存在許多重大障礙。一方面，大多數中國學者熱衷于在英文期刊上發表他們的作品，并在國際會議而不是本地會議上展示他們的發現。這意味著，由于缺乏關于干細胞研究人員和實驗室數量的系統數據，當地研究人員之間為促進合作而交換意見的工作嚴重不足。另一方面，中國仍是發展中國家，2019年人均年收入僅為10121美元，居世界第72位。中國政府對干細胞科學的資助相對有限。此外，我們擔心干細胞論文的產出并不總是與中國研究的質量相匹配。小科學家的科學腐敗和欺詐似乎有所增加，并導致了更多的負面宣傳。因此，還需要逐步制定適當的法律和監管框架，以使中國的干細胞研究向前發展。

 

5. 結論

 

本研究根據 1997 年至 2019 年間獲得的數據分析了干細胞研究發展的程度和特征。這些年來，干細胞研究領域發生了很大變化。2006 年，中國開始在理解干細胞科學和藥物治療疾病的方式方面取得快速進展。此外，我們對 2,310 名受過高等教育的參與者的調查還確定了對干細胞研究的高水平支持。因此，中國可以被視為國際干細胞企業的強國，并將繼續將研究成果應用于臨床實踐。雖然我們可能不會直接從調查結果中受益，但它們將用于幫助科學家、合作伙伴、政策制定者、醫生和醫學生提高他們認為對他們很重要的認識和資源。