中國科學報：干細胞研究或將引發醫療技術革命

圖：轉自：中國科學報 2023年7月22日。參加會議的國內30余家單位的60余名青年專家學者對干細胞研究中的重大前沿科學問題與關鍵技術展開了討論。

近日，香山科學會議第Y8次學術討論會在北京召開，青年專家學者深入探討干細胞研究前沿熱點問題和轉化應用亟待解決的關鍵技術，交流干細胞研究新技術與新工具以及相關應用。

2023年7月6-7日，以“干細胞研究中的重大前沿科學問題與關鍵技術”為主題的香山科學會議第Y8次學術討論會在北京成功召開。本次會議聘請中國生物技術發展中心沈建忠研究員、中國科學院動物研究所李偉研究員、中國科學院分子細胞科學卓越創新中心高棟研究員、中山大學孫逸仙紀念醫院蘇士成主任醫師、清華大學機械系姚睿研究員擔任執行主席。來自國內30余家單位的60余名專家學者應邀參加了會議。會議圍繞（1）干細胞研究新技術與新工具；（2）干細胞應用研究待解決的重要科學問題；（3）干細胞與再生醫學發展的若干前沿與挑戰等中心議題進行深入討論。胡寶洋研究員和楊勇教授分別作了題為《生命醫學的底層原理與技術突破：從格物致知到建物致智》和《干細胞治療產品非臨床研究關鍵考量點》的主題評述報告。

圖：Y8執行主席合影

推動應用，需多方發力

干細胞由于其強大的自我更新和定向分化特性，被稱為“萬用細胞”。在組織修復、器官再生和疾病干預等多情景中發揮傳統藥物無法比擬的優勢，或可引領醫藥模式變革。

干細胞療法是再生醫學的基石，旨在通過補充體內受損的細胞修復器官。2015年，國家出臺了初步的監管政策，推進干細胞應用研究有序發展，保障人民健康。

在走向應用的過程中，現存難題讓科研學者和臨床醫生感到道阻且長。

“目前，大多數干細胞產品制劑長期療效并不理想。有效性取決于干細胞產品制劑的細胞替換能力、旁分泌能力和器官定向分化能力等。”中山大學孫逸仙紀念醫院主任醫師蘇士成表示，異質性是干細胞應用的療效障礙。

干細胞應用研究始終圍繞臨床轉化和產業化進程。目前，全球已有部分干細胞產品上市。然而，我國尚未有干細胞產品上市。

蘇士成指出，高水平原創成果和自主知識產權的核心專利技術仍舊缺乏。在分離提取、大規模擴增、干性維持、變異性調控、質量篩選標志物和療效提升等各個環節亟待核心技術突破和專家人才儲備。

除了研究方面，也需推動監管和相關政策法規進一步實施落地。

目前，我國尚無針對基因和細胞治療產品的法律法規，采用“雙軌制”的框架進行監管，即來自于衛生監管部門對在醫療機構開展的體細胞研究進行備案管理，以及藥品監管部門對企業研發的細胞治療產品按照藥品進行監管。

“及時、順暢與藥監管理部門溝通交流。”中國藥科大學基礎醫學與臨床藥學院楊勇院長建議，“基于產品類型和特點，確定影響有效性、安全性、質量可控性的風險因素；制定風險控制計劃，明確風險最小化措施；盡可能避免在研究過程中發生重大變更；將研究質量和合規性放在重要位置等。”

開發新技術工具推動新革命

器官的功能性重塑已成為生命科學與健康研究領域的重要熱點。干細胞具有自我更新和多分化潛能，在各種組織器官的發育和損傷修復中發揮極其重要的作用。

因此，干細胞研究新技術與新工具的開發對解決由器官損傷、衰老等原因導致的器官功能障礙至關重要。

中國科學院分子細胞科學卓越創新中心研究員高棟介紹，近年來飛速發展的類器官技術、空間譜系示蹤技術、單細胞時空組學測序技術、單分子技術、微量蛋白質組學分析新技術、鄰近分子標記等技術的開發極大地推動了干細胞研究的進展，為實現功能性器官重構奠定了良好的技術儲備。

例如：遺傳譜系示蹤技術是揭示特定類型細胞在發育、疾病和再生過程中細胞命運決定的有效研究方法。

“細胞命運的調控一直以來都是干細胞與發育生物學的核心問題。”西湖大學生命科學學院研究員裴唯珂表示，細胞命運不僅由基因表達、轉錄因子和表觀遺傳這些細胞內的分子網絡所調控，還受細胞所處的微環境影響。

然而，當下的譜系示蹤和單細胞技術通常需要將細胞所處的三維組織打散，因而丟失了細胞所處的空間信息。

在裴唯珂看來，隨著生命科學進入空間組學時代，開發能整合轉錄組、表觀遺傳狀態、時空信息和細胞命運等多維信息的空間譜系示蹤技術，無疑將是啟動下一輪生物學重要發現的顛覆性技術之一。

此外，目前的新技術類器官技術也廣受關注，類器官能在多個方面再現體內相應組織或器官的結構與功能，對器官發生、疾病模擬、藥物篩選、精準醫療等多個領域具有重大意義。

鏈接再生醫學抓住新機遇

近年來，我國正加快推進干細胞領域的應用研究，國家《“十四五”生物經濟發展規劃》已布局干細胞治療新技術。此外，我國還成立了國家干細胞與再生醫學產業技術創新戰略聯盟，促進技術創新、成果轉化和產業發展。

干細胞領域不斷取得重要突破，賦予了再生生物學新的視角和發展方向。

“作為生命科學和醫學研究的前沿和制高點，干細胞與再生醫學是未來科學與技術發展的戰略必爭領域。”中國科學院動物研究所研究員李偉說。我們亟需加強干細胞與再生醫學的戰略布局，進一步聚焦領域重大問題，系統謀劃、有序推進，取得重大原創突破并實現轉化應用，搶占未來發展的制高點。

目前，我國在該領域已取得諸多成果，諸如原位再生、細胞替代治療、器官制造與移植治療等，打下了堅實的基礎。

專家們認為，仍有未來值得關注和發展的前沿方向。

比如：在再生機理研究中，突出靈長類再生的特點，構建體系化的再生生物醫學研究模型和工具系統，系統解析跨器官、跨階段、跨年齡的再生能力調控網絡、深入挖掘再生過程的重要調控節點、生物標志物及潛在干預靶標，并進一步探索利用藥物干預、基因干預、細胞干預等手段探索促進細胞再生及防治衰老相關疾病的干預新策略。

在組織與器官工程方面，以組織工程三要素為基礎，重點布局相關技術體系建立，開發器官的一體化構建、維持和互連技術。

在再生醫學前沿交叉方面，以原創突破、技術創新和范式變革為目標，在人體功能模擬、創新細胞技術、細胞資源與轉化等方面，系統布局重大基礎設施、科教基礎設施和交叉創新平臺體系。

在再生醫學研究與轉化的生態優化方面，針對其技術前沿性和人體應用性強的特點，要超前構建適應領域發展的標準規范和治理體系，形成國內外統一的開放創新生態。

進入21世紀，科技發展日新月異。隨著基因編輯、合成生物學等顛覆性生物技術不斷突破，干細胞研究不斷與人工智能等新技術交叉融合，革命性地改變了再生醫學的研究范式，并將帶來生命健康領域的產業變革。