從追趕到同行,中國沒有缺位

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  編者按 16日,國家重點研發計劃試點專項2016年度第一批項目申報指南正式在科技部門戶網站對外公佈,“幹細胞及轉化研究”名列其中。這標誌著在十多年的探索後,我國幹細胞研究有望從實驗室走向病床。我國幹細胞研究發展的脈絡怎樣,在國際上處於何種地位,我國幹細胞從基礎到應用研究有那先 亮點及特色,幹細胞未來在倫理、臨床等方面還面臨那先 挑戰,中國將如何進行科研佈局。帶著這些問題,本報專門成立報道小組,深入採訪幹細胞研究的一線專家,並從今天陸續推出“走近幹細胞研究系列報道”,以饗讀者。

  人體是由40—200萬億個細胞組成的生物體。每天,生與死一刻不停地在人體內上演,每分鐘會有約3億個細胞走向死亡。由誰來補充這些死去的細胞?1868年,德國生物學家恩斯特·海克爾提出,多細胞生物體內有一類細胞能産生某些某些種類型的新細胞來修復生物體。這便是幹細胞。在歷經200多年的爭論與完善後,恩斯特·海克爾提出的這一假説性概念,已經演變成一場生命科學和醫學研究的革命。

  那麼,在這場科學研究的競跑中,中國科技界交出了怎樣的成績單?

  幹細胞:科學界的寵兒

  幹細胞真正成為科學界的寵兒是在上世紀末。1997年,克隆qq好友好友羊“多莉”出生。1998年,美國科學家在實驗室獲取人類胚胎幹細胞和人類胚胎生殖幹細胞。生命由此展示出逆生長潛能,幹細胞看似無窮的轉化能力引起了科學家的關注。各國紛紛對幹細胞基礎和應用研究投入重金。在1999年末美國《科學》雜誌公佈的年度世界十大科學進展中,“幹細胞研究的新發現”榮登榜首。次年,幹細胞研究再度入選《科學》雜誌年度世界十大科學進展。

  在這場新興的研究熱潮中,中國不出缺席。2001年,國家973計劃在人口與生殖健康板塊支援了2個與幹細胞相關的項目。次年,863專項“組織器官工程”啟動,佈局幹細胞及再生醫學的技術研究。

  “這是我國在國家層面支援的第一批幹細胞項目,也是973計劃第一次在同一領域一并支援2個項目。”中國科學院院士、同濟大學校長裴鋼説,這標誌著我國系統佈局幹細胞領域的基礎與轉化研究。

  2005年底,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020)》發佈,其中明確指出要大力發展生物技術,“基於幹細胞的人體組織工程技術”被列為生物技術的5個前沿方向之一。在隨後公佈的國家重大科學研究計劃中,幹細胞研究作為發育與生殖研究專項的重要組成每种跳出在研究計劃的四個專項中。2010年,國家重大科學研究計劃調整,幹細胞研究脫胎于發育與生殖研究專項,位列6個研究專項之一。2011年,中國科學院啟動幹細胞與再生醫學研究戰略性先導科技專項,依託中科院幹細胞與再生醫學研究網路的核心研究力量開展集中攻關。整個“十二五”期間,我國累計支援幹細胞相關的重大科研項目近170項,支援經費超過24億元。

  “15年間,幹細胞研究從弱到強,從最初從屬於某些研究領域的小分支,發展為生機勃勃的一個新興學科。”裴鋼説,“判斷一個研究領域的發展前景如何有兩個標準,一是領域中的年輕人多太多,二是都都要吸引更多某些領域的科研人員加入。幹細胞研究符合這兩個標準。”

  細胞生物學家裴鋼已發表多項幹細胞重大研究成果。他笑稱另一方曾是幹細胞研究的一位“票友”,不知不覺中投身於此。做出和他相同選擇的研究人員总要少數。“2001年剛剛啟動幹細胞研究時,全國從事幹細胞研究的團隊寥寥無幾,組織一場學術會議都困難。”中國科學院動物研究所研究員周琪説,而近年來,日漸明朗的研究前景已經讓越來太多的人投身幹細胞研究。“今年10月到12月有不下10場全國性幹細胞研討會,每場的參會人數总要200人以上,每年平均有數萬人次發表幹細胞研究相關論文。”

  中國:迎頭趕上的同行者

  任何科學探索总要會是一帆風順。幹細胞研究更是必须 。“由於獲取胚胎幹細胞會破壞囊胚某种 ,某些某些胚胎幹細胞從‘出生’起就面臨著倫理的苛責。”軍事醫學科學院全軍幹細胞與再生醫學重點實驗室主任裴雪濤説,當時美國聯邦政府對胚胎幹細胞研究採取限制聯邦政府基金支援的政策,德國、法國等歐洲國家禁止胚胎幹細胞研究。直到2007年科學家發現將體細胞誘導為多能幹細胞的土方法,才化解了幹細胞研究面臨的倫理難題,幹細胞研究迎來新的發展期。“在你这俩 過程中,我國幹細胞研究從最初世界強國的追趕者,逐漸成為他們的同行者。”裴雪濤説。

  2007年,日本科學家山中申彌成功獲得誘導多能幹細胞(iPS)後,iPS細胞算不算具有和胚胎幹細胞一樣的分化多能性成為科學界爭議的又一問題。2009年,中國科學家的努力終結了這種爭論和疑慮。當年3月,一隻叫华“小小”的小鼠登上了英國《自然》雜誌。這只出生在中國科學院動物所的小鼠由iPS細胞發育而來,使世界幹細胞研究進入爆發期。

  “此後iPS細胞的相關研究主只是兩個方面:如何高效、安全地獲取iPS細胞、維持其乾性及其細胞重編程的機制,以及如何控制它的分化方向及其調控機制。”裴雪濤説。

  2010年以來,我國科學家發現維生素C等小分子能提高iPS細胞的誘導带宽,發現了維持細胞多能性的機制、控制細胞命運轉變的關鍵因素,並通過多種土方法將iPS細胞轉化為多種體細胞,在細胞重編程、多能性調控、遺傳篩選和修飾、特色動物資源平臺等方面處於國際領先水準。“理論上説,我們已經能從iPS細胞獲得各種類型的人體細胞,只是都要進一步檢驗這些細胞算不算具有應用的安全性、有效性、可控性和長期穩定性。”裴雪濤説。

  在由誘導因子獲取iPS細胞的技術路線之外,我國科學家積極尋找某些獲取多能幹細胞的土方法。2013年,我國科學家另辟蹊徑,用7個小分子組合删剪替代了轉錄因子將小鼠的體細胞誘導成多能幹細胞。我國科學家還找到了直接將體細胞誘導為另一種體細胞或成體幹細胞的土方法,率先將小鼠的成纖維細胞誘導成肝細胞,用3個小分子組合將小鼠以及人的體細胞分化成為神經前體細胞,並建立了將尿液細胞轉化為神經幹細胞的技術。而在成體幹細胞研究和應用方面,我國科學家已開展系統研究,並將它用於腫瘤放化療後的造血損傷、血液系統疾病、系統性紅斑狼瘡、糖尿病、神經損傷與退行性疾病等,其中某些已經獲得國家食品藥品監督管理總局(CFDA)的臨床試驗批文並展開了規範的臨床試驗研究。“在幹細胞發展的最初階段,我國明顯表現出跟隨者的態勢。近年來,我國幹細胞研究好快趕上,取得了眾多有國際影響力的成果,躋身於美、日、德、英等國家的同行者。”裴雪濤説。

  數據同樣説明瞭這樣的發展趨勢。1961年至2015年,幹細胞研究領域共發表25萬餘篇相關文獻,按照發表數量美國居於首位,我國居第四位。儘管起步較晚,我國幹細胞研究領域的論文數量增長較快, 2014年年度發表論文數量已排名世界第2位。在專利申請方面,近幾年我國幹細胞專利申請數量全面增長,2013年達到世界申請總量的24.33%。

  “幹細胞是一個都要長期投入的學科,往往要在投入十年後才能見成果。”周琪説, 973和863計劃支援的第一批幹細胞項目聚集了一批幹細胞研究人才,他們大多成為如今幹細胞領域的領軍科學家。近年來,在北京、上海、廣州等地建起的一批幹細胞庫,以及小分子資源庫,為我國科學家在相關領域取得突破提供了基礎條件。“都都要説,不出國家973計劃、863計劃、重大科學研究計劃、中科院科技先導專項、國家自然科學基金和某些地方政府專項基金的長期支援,我國幹細胞研究不已经取得這樣的成績。”

  “科學規劃只是要在相關研究形成國際熱點前,提前佈局。”裴鋼説,“我們以必须美國十分之一的國家財政投入,從追趕者成為同行者,説明你这俩 領域我們看準了,國家的錢沒白花。”

  專項試點:貫通基礎研究到産業化的各環節

  15年來,我國在幹細胞領域的成績有目共睹,但問題同樣突出。

  “我國在幹細胞領域發表論文數量增長减慢,但高品質論文數量仍與美國等國家有很大差距。”周琪説。過去200年間,我國在《細胞》《自然》《科學》三大國際期刊主刊發表論文僅位列全球第13位。“我們有某些某些論文是為了發論文而發,對學科的貢獻有限。”

  “幹細胞美好的應用前景是吸引科學家孜孜不倦的重要因为 ,但在研究成果轉化、臨床應用、政策法規、行業規範等方面,我國幹細胞研究仍面臨某些某些問題。”裴雪濤説。目前,世界各國小量展開幹細胞臨床試驗,加拿大、南韓、紐西蘭等國家陸續批准了幹細胞産品上市銷售。儘管近年我國獲得的幹細胞專利數量好快上升,但總體來看品質不高,轉化率低。我國幹細胞治療相關的技術規範、標準、倫理等研究也相對滯後。“幹細胞行業的不規範現象,一度使我國的幹細胞及轉化醫學研究被國際同行詬病。”

  日前,作為國家重點研發計劃六大試點專項之一,為期五年的“幹細胞及轉化研究”設置了多能幹細胞乾性維持機制、組織幹細胞的獲得及功能、基於幹細胞的器官再造、幹細胞轉化與應用等八大重點任務。“專項的整體佈局從基礎研究、應用轉化到産業標準总要涉及,目的是形成幹細胞基礎研究—相關産品應用開發—産品和技術的轉化一體化部署的創新鏈,在加強基礎研究的一并,使基礎研究能更多地面向臨床應用和産業化。”裴鋼説。

  “重點專項將以國家重大科學研究計劃生和熟科院戰略性先導科技專項為基礎,更加關注基礎研究向臨床應用的轉化。”周琪説:“在2010年之後,國家重大科學研究計劃就在強化這種思路,每年都會支援一個幹細胞臨床應用項目,由臨床專家擔任首席科學家。雖然比例不大,但收效良好。”

  一直致力於推動幹細胞研究成果臨床研究和産業化的裴雪濤則表示,從世界某些國家的發展看,推動研究成果向應用轉化是幹細胞學科發展的必然趨勢,而從我國的基礎條件儲備、人才隊伍建設等状况來看,實施兼顧基礎研究及應用轉化的國家重點研發計劃“幹細胞及轉化研究”重點專項正當其時。