11月12日,高圣沙龙第1010期顺利举行,新加坡国立大学生命科学研究院首席科学家、iHuman创始人、浙江大学荣誉教授曹彤,作为本次沙龙的主讲嘉宾,带来了主题为“从细胞治疗迈入‘后细胞治疗时代’”的精彩演讲。
人胚干细胞简称hESC,是人全能干细胞和所有人干细胞的金标准。
hESC是符合伦理、从大量废置IVF中,用基因高选分离出来的最健康的人体种子细胞。hESC具有无限增殖、自我更新、全能分化的特性,是可分化为人体所有220多种成体细胞及各组织器官的祖细胞。除了是人体发育研究、基础医学研究、发病机理研究、预防治疗等研究,同基因标准化体外人平台的基础,也是同基因标准化细胞药物、组织工程、体外器官和复合体外人供体的最佳来源。
干细胞的应用潜能非常广泛,除了大家首先会考虑到的细胞药物外,首先就是体外有效性和生物安全评价平台。
药品开发包含以下4个阶段:基础研究,药物筛选及临床前研究,临床研究及临床试验,上市审批。
目前,FDA对外公布的平均每个药物的研发申报花费是10亿美元,上市前的研究及申报周期是14.5年,同时会带来临床实验过程中的患者的受试结果不理想、大量碳排放等,但是成功率只有不到10%。大量的投入及低成功率也导致上市药品的售价高昂。
导致以上结果的一个重要因素,就是目前药物开发的过程往往是以动物模型为基础的。目前各个标准化的临床前及临床研究平台,所使用的研究模型或者对象,均为动物细胞、并不能代表正常人细胞情况的永生化的人细胞,即便到了临床阶段,由于所纳入对象的年龄、性别、身体基础情况差异,也并不是高标准的研究对象。Nature等学术期刊也发表过多篇文章讨论动物实验模型的不足之处,最重要一点是在人体的重复率低,所以伴随着科研投入的高增长率,只带来药物发现的远低于前者的增长率。
所以,现在不论是基础研究还是临床研究,迫切需要着建立一个基于人类自己的细胞、组织、器官平台。
曹教授本世纪初开始创建全球首个iHuman平台,体外模拟人胚发育,构建同基因标准化人体细胞、组织、器官。随后,应用标准化hESC及hESC分化的标准化人成体细胞与现有动物平台进行对比,如药物、辐射、病毒等对细胞的影响,结果均显示标准化的hESC及其分化得到细胞的标准度、敏感度、准确度远高于动物研究平台。
2018年NIH、DARPA及FDA也开始联合启动人体器官芯片的项目,应用各种成体来源或iPSC的人细胞来进行研究,也就是最小的类器官,2019年,顶级学术期刊Science及Cell也开始大力推动多细胞复合类器官的方向,细胞的应用由单种细胞开始推向多种细胞复合的类器官。
曹教授团队2007年开始此方向的研究,目前已经可以实现的基于hESC分化构建多种细胞复合的各种同基因标准化类器官:骨、软骨、皮肤、黏膜、结缔组织、血管、神经、心肌、平滑肌等,涵盖了中胚层与外胚层的多种类器官,完成结构及体内外功能性验证。
同基因标准化类器官除了体外有效性与安全性评价,亦可作为临床治疗的供体,前景广阔。是未来实现“后细胞治疗”的基础。
人体有两大网络遍布全身、发挥着不可或缺的功能,就是血管与神经,血管支撑身体各部分组织、器官的新陈代谢,神经控制着身体组织、器官的功能与运作,缺一不可,在可分化各种细胞的基础上,实现构建有功能的血管及神经网络,使得体外分化人组织与器官成为可能。
曹教授团队完成同基因标准化血管网络、中枢神经、感觉神经的构建及功能验证,并在此基础上真正意义实现了功能化的带血管、带神经的器官,比如带血管及神经的全层皮肤,并获得了此技术的国际专利。
目前,iHuman平台已经可以构建功能可靠的同基因标准化带血管、带神经的器官,今后的方向将会结合AI技术与体外构建器官,直至同基因标准化的全面体外人供体。由研发平台逐步走向标准体外人组织器官供体应用平台,解决临床和临床外的急迫需求。
通过iHuman,我们拥有了真正的同基因标准化体外人的研究、预防、治疗平台。
曹教授是新加坡国立大学生命科学研究院首席科学家,浙江大学荣誉教授,iHuman国际干细胞与再生医学联盟发起人,World Journal of Stem Cells 主编,发表SCI论文160多篇。长期从事干细胞及组织工程研究,在干细胞诱导分化、组织工程、系统的再生修复等领域有杰出的贡献,是世界级干细胞构建同基因标准化iHuman研究的领军人物。1990年起从事干细胞及组织器官再生研究,主要研究方向为:1)从健康人同基因全能干细胞,分化建立前体和成体细胞、单一组织及复合组织、带血管神经(类)器官,用于细胞和移植治疗。2)建立健康人同基因细胞、组织、带血管神经(类)器官平台,用于检测和评估药品、生物材料及治疗方法的功能和安全性。3)建立高性价比的同基因类人活模型,用于人体正常发育、功能、修复、发病、诊断、预防和治疗的研究,以及评价天然和人造产品对人类健康和安全的影响。
原生生物依托于曹教授的同基因标准化iHuman技术平台,技术始于2003年,至今已有19年研究积累,是国际最先进的干细胞构建同基因标准化iHuman平台,在诱导hESC分化形成各类同基因标准化细胞、组织具有丰富的经验,并通过组织工程培养技术,可以实现带血管、带神经、健康安全、功能可靠、同基因标准化器官系统。
(1) 团队,国际干细胞研究领军人才;研发、产业、临床、管理人才相结合;强大的海内外专业、临床合作专家。
(2)技术,全球领先的iHuman干细胞技术平台;全球首创带血管带神经器官;可分化十余种组织与器官,健康安全、功能可靠、同基因、标准化。
(3) 潜力,全面的产业布局;丰富的细胞类型带来无限的管线可能性;基于全球首个华人临床级hESC库及分化技术平台,由细胞药物向体外组织、器官拓展
“原生于人惠于人”是曹教授创办原生生物的愿景,原生生物将“为时空俱进的人类提供健康安全、功能可靠、标准健全的细胞、组织、器官、复合体外人供体”作为使命。曹教授将带领原生生物,把同基因标准化细胞治疗与后细胞治疗的iHuman临床和临床外应用带给人类。