1. 干细胞1.1. 干细胞是构成人体器官和组织的所有特化细胞的来源能够分化为人体所有具有特定功能的细胞1.2. 干细胞能够维持长期的自我更新、自我复制和分裂这种能力使其在治疗应用中具有很高的价值尤其对于血液、皮肤、肠道等不断自我更新的组织至关重要1.3. 随着CRISPR、3D打印等技术的成熟干细胞临床研究不断深入为药物测试、疾病建模及治疗更多人类顽疾提供了新途径1.4. 中国已在干细胞前沿基础研究领域取得长足进步但是临床转化仍是中国现阶段面临的重要问题之一2. 干细胞基础研究及产业发展2.1. 干细胞临床前及临床研究重要进展2.1.1. 涵盖了几乎所有的人体系统即运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、内分泌系统、免疫系统、神经系统和循环系统2.1.2. 主流研究产品包括间充质干细胞Mesenchymal Stem CellMSC和诱导多能干细胞Induced Pluripotent Stem CelliPSC两大类型其中MSC类产品占据多数且研发进展靠前2.1.3. 北京大学在国际上首次报道了利用化学重编程诱导多能干细胞制备的胰岛细胞移植治疗1型糖尿病的临床研究2.1.3.1. 首位患者在移植后恢复了内源自主性、生理性的血糖调控移植75天后完全稳定地脱离了胰岛素注射治疗目前疗效已稳定持续1年以上初步证明了化学重编程多能干细胞制备的胰岛细胞疗法安全有效实现了1型糖尿病的临床功能性治愈2.1.4. 澳大利亚制造出与人类胚胎中造血干细胞十分相似的可移植造血干细胞有望为一系列血液疾病带来新的治疗选择2.1.5. 日本首次使用源自人类诱导性多能干细胞的角膜上皮细胞片治疗角膜缘干细胞缺乏症的研究其中三名视力严重受损的患者在接受干细胞移植后视力得到显著改善且这种改善持续了一年多2.2. 干细胞治疗产业发展迅速2.2.1. 干细胞治疗已成为全球生物医药行业的重要研究方向其市场规模和治疗市场在慢性病患病率上升、再生医学需求增长及干细胞研究投资增加等因素的共同推动下不断扩大2.2.2. 已有多种新型干细胞药物正式获得批准上市或为无数患者带来新的希望2.2.3. 日本开发的AKUUGO颅内植入悬浮液在日本获得有条件上市批准用于改善由创伤性脑损伤引起的慢性运动瘫痪2.2.3.1. 首个获得批准用于创伤性脑损伤适应证的异体干细胞治疗药物可促进脑组织再生具有保护神经细胞、诱导血管生成和免疫调节作用2.2.4. 美国细胞疗法RyoncilRemestemcel-L的生物制品许可申请用于治疗类固醇难治性急性移植物抗宿主病有望成为美国首个获批的干细胞创新药2.2.5. 北京吉源生物科技有限公司的“人GLP-1和FGF21双因子高表达脂肪干细胞注射液”获得国家药品监督管理局默示许可适应证为2型糖尿病有望给糖尿病患者带来全新的治疗选择2.2.6. 北京市药品监督管理局为铂生卓越生物科技北京有限公司研发的“艾米迈托赛注射液”核发了全国首张干细胞《药品生产许可证》​2.2.6.1. 国内首个申请上市的干细胞新药临床适应证为激素衰竭的急性移植物抗宿主病3. 干细胞技术开发与应用3.1. 干细胞治疗是当前生物医药领域最具前景的研究方向之一为各种健康问题提供创新解决方案特别是涉及慢性疼痛、关节损伤和自身免疫性疾病的问题3.2. 干细胞图谱的绘制为生命科学研究奠定科学基础3.2.1. 绘制不同器官和组织的干细胞图谱可以提供该器官或组织的关键细胞和分子特征还能指导未来基于干细胞的类器官或组织模型的生成3.2.2. 美国揭示了最原始的干细胞等以前隐藏的细胞状态以及23种细胞状态中的69种抗体有望加速发现更多血液疾病的细胞和分子调节因子并为白血病提供新疗法3.2.3. 中国首次重构高分辨率人类三维数字原肠胚填补了原肠胚阶段人类胚胎各细胞谱系发育知识的空白为理解人类早期胚胎发育及相关疾病和改善不良妊娠提供了重要资料3.2.4. 干细胞图谱的研究迎来高峰3.2.5. 中国科学院动物研究所携手华大生命科学研究院、北京基因组研究所国家生物信息中心​利用华大自主研发的时空组学技术Stereo-seqSpaTial Enhanced REsolution Omics-sequencing​构建出全球首份多器官衰老时空图谱增强了对衰老生物学机制的理解找到了可用于衰老预警和评估的新型生物学标志物并为进一步探索衰老的干预策略奠定了理论基础3.3. 干细胞疗法促进组织再生与重建推动再生医学进步3.3.1. 干细胞的自我更新和多能分化能力为修复和替换受损组织和器官提供了新的治疗途径3.3.2. 再生医学以干细胞技术和组织工程原理为核心利用人体先天的治愈反应引导受损的组织和器官再生近年来取得了长足的发展为众多健康领域提供了诸多突破性的解决方案3.3.3. 再生医学在心脏疾病治疗方面涌现了一批卓越的研究成果3.3.3.1. 心肌细胞在人类心脏疾病中具有巨大的再生潜力为开发严重心脏疾病的新疗法提供了可能性有望帮助病人摆脱心脏移植或对人工心脏、心脏泵等机械支持的依赖3.3.4. 通过再生医学治疗自身免疫性疾病也取得了一定进展如恢复细胞功能、细胞替换和提高细胞的免疫保护来改善糖尿病治疗与护理3.3.4.1. 美国设计出加速糖尿病伤口修复的再生医学疗法使用载有遗传指令的微小脂肪颗粒缓解炎症可针对致病细胞减少受损皮肤小鼠模型中的肿胀和有害分子3.3.4.2. 澳大利亚发现成年小鼠主动脉外膜中的克隆内皮巨噬细胞Endothelial-macrophageEndoMac祖细胞能够在受伤或血流受阻的情况下被激活并迅速扩展以促进愈合过程可用于增强糖尿病等难以自我修复疾病的患者的愈合标志着对血管再生理解的重大进步3.3.5. 德国设计并制造出模仿胚泡几何特征的微结构基底Blastocyst Motif SubstrateBMS​并验证了其在诱导和维持小鼠及人类多能干细胞幼稚态中的有效性3.3.6. 美国合成了细胞通信系统揭示了细胞密度与遗传回路之间复杂的相互作用显著推进了器官构建、药物测试等研究进展为再生医学的发展提供新的方向和理解3.4. 干细胞技术创新加速类器官研究进展将为器官移植带来新的希望3.4.1. 利用干细胞的自我更新和分化能力衍生出的类器官为人类生物学研究提供了强大的方法能推进疾病建模以及药物和临床研究有助于解决现行器官移植存在资源紧缺、器官移植造价昂贵、异体排斥等问题代替供应有限的供体器官大幅减少对器官捐赠的依赖有望开启精准医学和器官移植的新篇章3.4.2. 类器官在疾病建模方面的进展显著3.4.2.1. 奥地利使用两名ARID1B基因突变患者的血细胞作为起始材料制作干细胞开发出连接大脑不同区域的厚神经束的三维大脑类器官助力研究ARID1B基因突变影响长程轴突发育的方式并进一步揭示大脑奥秘3.4.2.2. 瑞士开发出一种患者特异性的结直肠癌模型能够长期模拟肿瘤微环境的复杂性弥补了传统类器官的关键缺陷有望成为结直肠癌及其微环境研究的有力工具为个性化治疗策略的开发提供新途径3.4.3. 类器官在助力理解人体生理学背后的细胞和分子机制推进药物筛选、疾病研究和治疗方面表现出卓越的实用性3.4.3.1. 荷兰利用人类结膜细胞在培养皿中培养成有3D结构的人类结膜类器官可产生抗菌成分且在过敏时会分泌更多黏液、抗菌成分及对抗过敏反应的簇状细胞可用于测试治疗过敏症或干眼症的药物并为眼部烧伤、眼癌甚至遗传病患者制造替代结膜3.4.3.2. 日本通过共培养人类诱导多能干细胞生成的肝祖细胞和人工血管成功模拟了肝上皮组织与血管间的相互作用构建了含有人工血管的肝类器官hiPSC-BV-incorporated Liver OrganoidsBVLO​重建了人类胆管结构为研究先天性胆道疾病提供了有效的体外模型3.4.4. 美国利用衍生自人类阿尔茨海默病患者干细胞的神经细胞模型成功恢复患者很多神经元-神经元连接还修复了四分之三已丢失的突触同时防止突触进一步衰退3.4.5. 荷兰开发出模仿人类胎儿胰腺的新类器官该器官包含三种主要类型的胰腺细胞即腺泡细胞、导管细胞和内分泌细胞突破了以往类器官研究的限制还发现了一种可以发育成这三种细胞类型的新的干细胞为研究基因和环境对胰腺发育和健康的影响提供了新途径有助于开发再生疗法和治疗胰腺疾病的新药3.4.6. 中国西湖大学建立了一种新型的猪胚胎干细胞建系及培养体系4FIXY首次将猪胚胎干细胞诱导形成类囊胚模型可为改善猪等家畜类动物的育种体系、加速优良品种培育的进程提供新的思路为探究人-猪细胞间相互作用提供优良体外模型有助于推进在猪体内产生人源器官的研究进程3.5. 干细胞技术推动抗衰老研究为退行性疾病治疗带来希望3.5.1. 全球人口老龄化趋势加剧皮肤松弛、器官功能衰退、退行性疾病、慢性病等衰老征象频发抗衰老研究逐渐成为医学领域的热点3.5.2. 韩国从人多能干细胞中制备出具有有效治疗功能的人星形胶质细胞3.5.3. 日本通过研究基因编辑实验鼠的骨骼肌干细胞发现Dusp13基因和Dusp27基因是骨骼肌干细胞从增殖期进入分化期并最终形成肌肉的“开关”​进一步研究这两个基因的作用机制将有助于治疗肌肉减少症、肌营养不良症等疾病3.5.4. 美国重点研究基于干细胞的衰老和神经退行性疾病模型以推进大脑衰老研究3.5.5. 中国发现亚精胺作为一种调节代谢物通过生成羟丁胺化修饰的真核翻译起始因子5AEukaryotic translation Initiation Factor 5A-1EIF5A来促进小鼠卫星细胞的激活和肌肉再生表明亚精胺-EIF5A信号轴是激活内源性卫星细胞治疗肌肉疾病的有潜力的药理学靶点有助于改善老年小鼠的肌肉生理功能3.6. 干细胞技术可用于保护野生生物多样性有望挽救濒危物种3.6.1. 人类活动导致的物种灭绝发生得异常迅速。研究表明物种灭绝速度比预期速率高出数百或数千倍并不可逆地改变生物圈3.6.2. 中国的研究发现增进了对灵长类动物繁殖性克隆机制的理解或有助于提高其效率3.6.3. 美国实现迄今最成功的大象诱导多能干细胞重编程允许在不对珍稀动物进行手术的情况下获得配子和其他细胞类型为建立现代和已灭绝物种的基因和性状之间的联系打开了大门包括对极端环境和病原体的抵抗力3.6.4. 中国首次成功将大熊猫的普通皮肤细胞转化为诱导多能干细胞为大熊猫的繁育和疾病治疗带来新希望并为其他濒危物种的保护提供了新思路对于濒危物种的保护具有重要意义3.7. 干细胞技术为人类生殖发育提供新视角助力解决生殖问题3.7.1. 利用干细胞模拟早期人类胚胎有望改变对发育生物学和人类生殖的理解还可用于制造合成胚胎3.7.2. 丹麦研究表明存在于早期原始内胚层的干细胞可在分离后自行产生胚胎或将成为治疗人类不孕不育的关键有助于开发出更成功的“试管婴儿”等生育治疗方式还可能在修复发育损伤方面发挥重要作用3.7.3. 日本发明了从裸卵培养成熟卵母细胞的技术标志着生育研究的重大进步有望克服生殖科学中的重大挑战如治疗人类不孕症还可以通过体外产卵来帮助保护濒危物种保护遗传资源具有极大的应用价值4. 干细胞的伦理问题与数据管理的标准4.1. 英国新指南旨在解决胚胎模型的伦理争议4.1.1. 于生命的定义、生命权利的平衡以及宗教与文化影响胚胎模型仍然带来较大的伦理争议限制了对真实人类胚胎进行长期深入的研究4.1.2. 监管方面的复杂性和法律法规方面的空白则进一步增加了干细胞产品商业化的难度为该领域的探索增添了更多阻碍4.1.3. 禁止植入性实验明确禁止将基于人类干细胞的胚胎模型植入人类或动物的子宫中从根本上避免了潜在的伦理风险4.1.4. 时间管理研究项目可以根据自身科学目标的需求提出合理的培养时间限制这有助于提高研究者的自主权和灵活性4.1.5. 强化监督与透明度建立监督委员会对所有使用胚胎模型的研究项目进行严格审查并确保所有研究提案的登记与追踪4.2. 中国领衔多国科学家共同制定干细胞数据的管理标准4.2.1. 在干细胞领域标准对于前沿研究、成果共享、转化应用都具有规范、指导作用对于相关领域健康发展具有重要意义4.2.2. 未来将持续开展干细胞领域相关标准研制推动相关研究和应用规范化、专业化、规模化发展