干細胞在疾病治療、組織修復(fù)、抗衰美容等多領(lǐng)域具有極大的發(fā)展?jié)摿团R床應(yīng)用價值，近年來已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的重要方向之一，受到全球范圍的廣泛關(guān)注。

干細胞是一類具有自我復(fù)制能力的多潛能細胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細胞。

圖1  干細胞來源

根據(jù)干細胞所處的發(fā)育階段分為胚胎干細胞和成體干細胞；根據(jù)干細胞的分化潛能可分為全能干細胞、多能干細胞和單能干細胞。

圖2  干細胞分類

干細胞是一種未充分分化，尚不成熟的細胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，被醫(yī)學(xué)界稱為"萬用細胞"。干細胞每一項重大研究進展都將給人類帶來不可估量的收益 。美國《科學(xué)》雜志于1999年將干細胞研究列為世界十大科學(xué)成就的第一，排在人類基因組測序和克隆技術(shù)之前。2008年，誘導(dǎo)性多能干細胞研究分別被《自然》和《科學(xué)》雜志評為第一和第二位的重大科學(xué)進展。2007年和2012年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎都頒給了有可能讓人類長生不老的干細胞研究。Vincent Giampapa博士也以干細胞領(lǐng)域的研究被提名2014年諾貝爾獎。

在人們健康意識逐漸強烈的時代背景下，隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，干細胞的研究將為臨床醫(yī)學(xué)提供更為廣闊的應(yīng)用前景。

干細胞技術(shù)最顯著的作用就是能再造一種全新的、正常的甚至更年輕的細胞、組織或器官，用以治療多種傳統(tǒng)方法難以治愈的疾病。干細胞在疾病治療、組織修復(fù)、抗衰美容等多方面極具發(fā)展?jié)摿团R床應(yīng)用價值，成為生命科學(xué)領(lǐng)域的重要方向之一。

圖3  干細胞技術(shù)臨床應(yīng)用

干細胞治療屬于一種細胞生物療法，對患者身體沒有明顯的影響。利用干細胞具有的自我復(fù)制和分化的能力來修復(fù)體內(nèi)的受損細胞，從而達到機體功能重建的目的。目前應(yīng)用最成熟的是利用造血干細胞移植進行造血和免疫系統(tǒng)的重建，同時隨著干細胞基礎(chǔ)技術(shù)的快速發(fā)展，其它干細胞應(yīng)用如間充質(zhì)干細胞、心肌干細胞、誘導(dǎo)性多能干細胞等細胞替代治療的相關(guān)臨床研究也在陸續(xù)開展，在部分領(lǐng)域已經(jīng)取得了突破性進展。

干細胞的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展由上游的干細胞庫、中游的干細胞增殖和研究以及下游的干細胞治療三部分組成，形成一條很大的產(chǎn)業(yè)鏈。

圖4  干細胞產(chǎn)業(yè)鏈

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)域的產(chǎn)業(yè)化項目。該產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)所需的技術(shù)要求不高，所以準入門檻不高，發(fā)展較成熟。

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)，是干細胞產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的一環(huán)。干細胞原始數(shù)量都很有限，要達到臨床應(yīng)用的細胞數(shù)量級，就必須經(jīng)過體外的擴增培養(yǎng)。因此，干細胞體外擴增培養(yǎng)技術(shù)是臨床應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵。

產(chǎn)業(yè)鏈下游是干細胞治療和應(yīng)用。作為一種正在研究探索中的新治療方法，干細胞治療對于人體的安全性、有效性尚待進一步驗證，還需要更多的基礎(chǔ)研究工作來給予干細胞的臨床治療提供支持，在探索中掌握干細胞轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化規(guī)范發(fā)展的客觀規(guī)律并穩(wěn)步推進。

從產(chǎn)業(yè)技術(shù)角度來看，干細胞中游研發(fā)是下游臨床應(yīng)用成功的關(guān)鍵，而其中干細胞體外增殖又是中游干細胞藥物研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。數(shù)據(jù)顯示，一次成功的治療大約需要10⁹個細胞，這就要求分離出來的干細胞必須在短時間內(nèi)經(jīng)過有效的體外擴增獲得大量高質(zhì)量的干細胞，從而達到細胞治療效果。因此，干細胞體外培養(yǎng)環(huán)境的選擇至關(guān)重要。傳統(tǒng)的二維平面擴增的干細胞較難在短時間內(nèi)得到足夠的細胞量，且過多傳代次數(shù)會造成干細胞質(zhì)量下降。三維微載體通過降低大規(guī)模生產(chǎn)中的固定成本（如場所、人力資源）和可變成本（如培養(yǎng)基消耗）實現(xiàn)了更高效的細胞生產(chǎn)。然而，大多數(shù)市售的微載體并不適用于細胞治療產(chǎn)品，需要下游工藝將微載體與消化下來的細胞分離，增加了生產(chǎn)過程的復(fù)雜性和成本；此外，細胞擴增后貼壁很牢時，很難有效地從微載體上解離下來，降低了細胞總產(chǎn)量和功能。

隨著干細胞基本原理和相關(guān)技術(shù)的成熟和更新，以及監(jiān)管政策的不斷轉(zhuǎn)暖，各國已紛紛加快干細胞的臨床研究，列入國家科技的戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，全球約100多個重要的干細胞研究中心，主要分布在歐美和亞太地區(qū)。

在國際干細胞研究領(lǐng)域，美國一直保持著領(lǐng)先的地位，F(xiàn)DA至今批準數(shù)百個干細胞臨床應(yīng)用研究。歐洲和亞洲國家也紛紛加快干細胞的研究，英國藥品與保健產(chǎn)品監(jiān)管局早在2010年就已許可針對視網(wǎng)膜黃斑變性開展干細胞人體治療試驗；以色列Pluristem公司最先宣布基于其人胎盤來源貼壁細胞專利技術(shù)的藥物PLX-PAD用于治療重度下肢缺血癥，并分別在德國和美國開展了臨床試驗；韓國政府對干細胞研究年度經(jīng)費已從2011年的3300萬美元提高到2015年的9800萬美元；日本從2000年即啟動的“千年世紀工程”，將干細胞工程作為四大重點之一；印度藥品管理局早先即批準了干細胞產(chǎn)品的第一個臨床試驗，評估干細胞產(chǎn)品能否使心肌梗塞和重癥肢體缺血患者受益。

隨著國外干細胞技術(shù)的不斷發(fā)展，我國相關(guān)政府部門也陸續(xù)出臺了法律法規(guī)和指導(dǎo)原則，極大地促進了我國干細胞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國政府先后成立了國家干細胞工程技術(shù)研究中心、細胞產(chǎn)品國家工程研究中心、成體干細胞開發(fā)應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程實驗室和人類干細胞國家工程研究中心等機構(gòu)開展干細胞研究工作。同時，國家還批準了多家干細胞庫及干細胞產(chǎn)業(yè)基地，業(yè)務(wù)涉及干細胞儲存、干細胞技術(shù)研發(fā)及臨床應(yīng)用等。另外，為了推動干細胞技術(shù)的快速發(fā)展，國家財政給予大量資金支持，2017年6月1日，中國生物技術(shù)發(fā)展中心公布了“第三波”國家重點研發(fā)計劃2017年度擬立項項目，其中“干細胞及轉(zhuǎn)化研究”重點專項共計擬立項達43項，國撥經(jīng)費總計9.4億元，其中獲資助超過2000萬元的項目達27項。此外，國內(nèi)還有數(shù)十家企業(yè)從事干細胞產(chǎn)業(yè)相關(guān)研究。

中國對于干細胞臨床應(yīng)用的政策，2011年開始進入寒冬，從2015年開始對干細胞技術(shù)開始變得寬松，先后出臺了《干細胞臨床研究管理辦法（試行）》和《干細胞制劑質(zhì)量控制及臨床前研究指導(dǎo)原則（試行）》兩大政策，2016年3月22日，原食藥監(jiān)總局與原衛(wèi)計委共同成立國家干細胞臨床研究管理工作領(lǐng)導(dǎo)小組，旨在貫徹落實兩大規(guī)范。根據(jù)《干細胞臨床研究管理辦法（試行）》要求，干細胞臨床研究機構(gòu)實施備案制管理，截至目前共計114家備案機構(gòu)可以開展干細胞臨床研究。干細胞臨床研究機構(gòu)實施備案制，有利于規(guī)范干細胞臨床研究工作，加速推動干細胞臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

2017年國家級主管部門及地方陸續(xù)頒布多項政策，連續(xù)投入經(jīng)費推動我國干細胞的發(fā)展。深圳、廣州、上海、北京等城市更是先后發(fā)布政策，加速推動干細胞技術(shù)和產(chǎn)品的臨床應(yīng)用和審批。2017年12月22日，原食藥監(jiān)總局又頒布了《細胞治療產(chǎn)品研究與評價技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》，為我國干細胞治療產(chǎn)品的上市審批指明了方向。多項政策紅利為我國干細胞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了條件。

隨著干細胞治療技術(shù)的進步，干細胞未來幾乎可以在人類所有重大疾病中發(fā)揮作用。據(jù)國際研究機構(gòu)Transparency Market Research 及Market Research的數(shù)據(jù)顯示，2010年全球干細胞產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達到了215億美元，2014年市場規(guī)模超過500億美元，預(yù)計2018年超千億美元。我國干細胞產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后，但是近年來同樣發(fā)展迅速，2015年市場規(guī)模已經(jīng)達到300億元左右。

目前，全球干細胞行業(yè)蓬勃發(fā)展，全球已經(jīng)有十余款干細胞產(chǎn)品獲批上市，分布于美國、歐洲、加拿大、澳大利亞、韓國、日本等地。美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）管理的臨床研究登記系統(tǒng)（clinicaltrials.gov）數(shù)據(jù)顯示，截至目前，全球登記的干細胞臨床研究項目共計6551項，其中有2481項已經(jīng)完成臨床試驗研究。未來5年全球范圍將有更多干細胞藥物獲批上市。

表1  部分已獲批上市的干細胞產(chǎn)品

表2  干細胞產(chǎn)品臨床階段適應(yīng)癥分類

2016年，美國發(fā)布了《2016-2045年新興科技趨勢報告》，對近700多項新興科技發(fā)展趨勢進行對比分析，最終確定了20項最值得關(guān)注的科技發(fā)展趨勢。作為最值得關(guān)注的技術(shù)之一，以再生醫(yī)學(xué)和干細胞技術(shù)為代表的生命科學(xué)和生物技術(shù)有望成為人類科學(xué)下一個突破口。

目前，國際上干細胞相關(guān)研究正在如火如荼的開展。圍繞干細胞的研究除了細胞治療、組織器官移植修復(fù)、基因治療之外，正朝著藥物研發(fā)、毒性評估工具、發(fā)育生物學(xué)模型等領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。未來，全球范圍將有更多的干細胞藥物獲批上市，沖破傳統(tǒng)治療方法的局限性，造福人類。