2023-2024干细胞药物转化发展白皮书

前言 干细胞是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定条件下可以分化为多种功能的组织和器官，应用前景广阔，市场规模逐渐扩大。在国外，已经有干细胞产品获批上市，而国内尚处于空白状态，仍具有非常大的想象空间。 近年来，随着国家政策、监管制度日趋完善以及技术的不断创新，干细胞研究不仅在基础科学领域取得了一系列突破，而且在临床试验和产业化方面也取得了显著进展。我国干细胞疗法相较过去几十年中已经取得了巨大进步，并且已有多家企业进入到临床研究阶段，整体发展势头强劲。 但由于干细胞相关产品在细胞来源、类型、制备工艺等方面差异较大，其治疗机制和体内活性等相较传统药物更加复杂，所以干细胞在成药上也仍然面临一些挑战，包括干细胞的安全性、诱导效率、临床转化工艺探索、研发成本高等，都在一定程度上限制了干细胞治疗的发展。与此同时，不少企业和科研机构正积极持续推进干细胞领域的进步。 未来，相信随着干细胞赛道的发展，必将冲破这些局限性，成为解决众多临床未尽之需的重要主力军，为人类的医疗及其他行业带来跨时代的变革。 目录 前言........................................................................................................... 02 第一章 行业概述........................................................................................... 05 1.1 干细胞定义与分类................................................................................................................... 051.2 干细胞生物学特性................................................................................................................... 051.3 干细胞技术发展历程............................................................................................................... 061.4 全球干细胞药物开发进展....................................................................................................... 08 2.1 血液系统疾病............................................................................................................................ 122.2.神经系统疾病............................................................................................................................ 132.3.内分泌系统疾病........................................................................................................................ 142.4.运动系统疾病............................................................................................................................ 152.5.心血管疾病................................................................................................................................ 152.6.抗衰老......................................................................................................................................... 16 第三章 干细胞产业链分析.............................................................................. 17 3.1.产业链上游——干细胞采集和存储业务.............................................................................. 183.2.产业链中游——干细胞药物研发.......................................................................................... 183.3.产业链下游——消费应用领域............................................................................................... 193.4.临床转化的挑战与机遇........................................................................................................... 19 第四章 iPSC 代表企业与候选管线.................................................................... 22 4.1 国外 iPSC 代表企业.................................................................................................................. 224.2.国内 iPSC 代表企业.................................................................................................................. 25 第五章 干细胞行业监管政策........................................................................... 31 参考资料.................................................................................................... 33 第一章 行业概述 1.1 干细胞定义与分类 干细胞（Stem.Cells，SC）是一类具有自我复制能力及多向分化潜能的细胞群体。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞，形成人体各种组织和器官，可以根据其发育阶段与分化潜能进行分类。 根据干细胞所处的发育阶段可以将其分为胚胎干细胞（ESC）、成体干细胞（ASC）。根据干细胞的发育潜能可以分为全能干细胞 (TSC)、多能干细胞（Pluripotent.stem.cell）和单能干细胞（Unipotent.stem.cell）。 其中，诱导多能干细胞（iPSC）是指利用病毒或非病毒载体技术对已分化的成体细胞进行重编程所获得的具有多向分化潜能的干细胞，具有类似于人胚干细胞的多能性，可以分化成为几乎所有类型的细胞。至于归于哪一类，当下学术界仍有争议，有待更多研究以确定。 1.2 干细胞生物学特性 干细胞被称为“种子细胞”，与成熟的体细胞相比，干细胞具有一些独特的生物学特性： （1）属非终末分化细胞，终生保持未分化或低分化特征，缺乏分化标记。目前已知的干细胞标记物包括 ESC 标志物、造血干细胞标志物、间质干细胞标志物等。 （2）在机体的数目位置相对恒定。干细胞的数量受到机体的严格控制 , 在组织中的数量非常少 , 且数量随年龄的增长而降低。成体干细胞的数目和位置相对恒定与其维持和修复特定组织器官、保持其稳定性相适应。 （3）具有自我更新能力。能无限地分裂、增殖，可在较长时间内处于静止状态.。在体内表现为可增殖分化形成组织的全部细胞并维持自身的数量，在体外则表现为克隆性生长。 （4）具有多向分化潜能。能分化为各种不同类型的组织细胞，也具有分化发育的可塑性，但不同干细胞的分化潜能有所不同。在特定环境下，能被诱导分化成在发育上无关的细胞类型，其分化受所处周围微环境的干细胞壁龛（niche）的影响。 （5）分裂的慢周期性。大多数干细胞处于相对静息状态 , 分裂较少 , 寿命较长，只有当组织需要周期性更新或替换时 , 干细胞增殖活性才被激活。 （6）具有迁移和归巢能力。干细胞表面的特殊受体和细胞外基质中的配体之间的相互作用能够触发信号传导途径，使其迁移到特定的地方。而归巢能力是干细胞迁移到特定组织或器官的能力，这种能力对于干细胞的修复和再生功能至关重要。 1.3 干细胞技术发展历程 1868 年，德国著名的生物学家 Ernst.Haeckel 首次使用“干细胞”一词来描述受精卵产生生物体所有细胞的特性。干细胞疗法的历史始于 1888 年，两位德国动物学 Theodor.Heinrich.Boveri 和 Valentin.Haecker 首次创造了干细胞的定义，他们着手确定胚胎中能够分化成更特化细胞的独特细胞群。1939 年，第一份病例报告描述了为一名被诊断患有再生障碍性贫血的患者移植人类骨髓的情况。Donnall.Thomas 博士于 1957 年开创了首例异基因造血干细胞移植（HSCT），在这项初步研究中，六名患者全部死亡，由于当时骨髓移植的数量和潜在危险未知，只有两名患者出现了短暂植入的迹象。1958 年，法国肿瘤学家 George.Mathe 进行了首例干细胞移植，通过骨髓移植治疗了六名意外暴露于放射性物质的核研究人员。 1963 年，加拿大科学家 McCulloch 和 Till 首次证明血液中存在干细胞，并发现造血干细胞能分化成数百种不同类型的人体组织细胞。从 1968.年造血干细胞被应用于第一例骨髓移植手术开始，干细胞医疗技术应用就开始快速发展……在 2000 年，各国政府纷纷出台政策扶持干细胞产业发展，监管不断规范化，也推动了行业的发展。 其中，iPSC 的发展历史相对短得多。2006 年，日本京都大学山中伸弥团队利用病毒载体将 24 个基因转入成年老鼠的皮肤细胞中，使其重编程而得到了酷似胚胎干细胞 (ESCs) 的新型细胞，从而打开了 iPSC 研究的大门。在此后的重复筛选试验中，山中伸弥团队将转录因子缩减为 4 个（Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc）。2012 年，山中伸弥因在 iPSC 方面的贡献而被授予诺贝尔生理学或医学奖。 2013 年，日本的 Masayo.Takahashi 团队成功将两名年龄相关性黄斑变性患者的皮肤细胞重编成诱导性多能干细胞，诱导形成视网膜色素上皮 (RPE) 细胞，并于 2014 年完成首例临床试验，他们将 RPE 层植入 70 岁高龄女性患者右