「有感」細胞治療、打造 iPS 產業化!專訪中興大學蘇鴻麟教授

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基因線上此次基因與細胞治療專題,榮幸採訪中興大學生命科學系 蘇鴻麟教授,是國內少數在細胞治療領域中,橫跨學術研究、產業、以及臨床經驗的 iPS 細胞專家學者。蘇教授帶領開發的「萬能幹細胞」神經分化技術不僅獲得國家新創獎肯定,在台、美、日都已成功申請專利。專訪中蘇教授深入介紹 iPS 細胞治療原理、臨床應用現況,除此他也分享近年推動成立的通用幹細胞公司(DuoGenic Stem Cells) ,加速組建台灣細胞治療產業鏈的豐富經驗。

細胞治療第一要務!確保細胞移植的安全性

萬能幹細胞的臨床應用,確保安全無虞,是 iPS 研究開發需要考量的。」

幹細胞技術是再生醫療備受矚目的一環,不論誘導性萬能幹細胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)、胚胎幹細胞(embryonic stem cell, ESC)都具有自我增生複製、且能分化為不同功能用途細胞的優勢,因此於退化性疾病的治療中被寄予厚望。但是蘇教授提到,iPS 幹細胞具有高度複製的能力,也同時挾帶著形成腫瘤的風險。任何細胞移植都必須是分化完全的狀態,才能確保臨床治療安全性。

而隨著細胞治療衍生的胞外體(extracellular vesicles, EVs)囊泡治療,同樣具備組織重建功能,且由於其包覆物內容為 RNA、蛋白質等不會自我增生的物質,和幹細胞相比,分化為腫瘤的風險大幅降低。不過也因胞外體研究起步較晚,有效成分分析和長期風險都需要持續累積觀察。

細胞治療選題、製程、治療模式與傳統藥物研發差別

細胞治療和所有藥物開發一樣,要縮短基礎研究到臨床應用的距離,關係到新藥選題、藥物作用原理、製程等多樣的議題。以 iPS 細胞治療而言,由於研發過程繁複,從細胞放大、分化、鑑定、活性分析都需投入大量成本,因此目前國際上 iPS 研發的主流趨勢是走向異體細胞(allogeneic)發展,且適應症也多針對常見、對經濟或社會有重大危害的疾病類型,例如阿茲海默症(Alzheimer’s disease)、帕金森氏症(Parkinson’s disease)、第一型糖尿病、老年性黃斑部病變(AMD),以填補重大疾病未滿足醫療需求,同時建立 iPS 細胞治療產品長久發展的商業模式。

iPS 細胞最大的優勢是提供幾乎無限的分化細胞移植後可以修復受損組織,達到真正治癒(cure)疾病的目標。」從這個角度來說,細胞治療和一般藥物存在根本的差異。比方小分子、抗體藥物的作用機制多有一對一明確標靶(target)關係,藉由阻斷(block)或者增強(enhance)特定訊號途徑達到治療作用。但是「細胞」卻不同,細胞可以同時產生多重作用(multi-functions),例如間質幹細胞(MSC)同時具備抗發炎、組織修復、細胞分化能力。

相對的,對於細胞治療公司執行臨床試驗,細胞治療的生物標記(biomarker)會需要針對不同適應症,反映其治療效能,而有不同的選擇,才能做好細胞的品管。此外,細胞在人體內具有自我增生及複製的特性,因此細胞治療的細胞數量和療效沒有絕對的正相關,平均而言 CAR-T 回輸細胞量為 107-108、CIK 回輸量為 109-1010,劑量區間相差10倍,但並不一定會產生10倍的治療效應,也不一定會增強毒性。相反的,傳統藥物的用藥劑量就有較直接的對應關係,一次吃兩顆普拿疼,比一顆效果好,但是一次服用太多,則會有肝毒性。

「如果一間公司本身在做小分子藥物、抗體藥物、生物相似藥,轉到細胞治療時,法規、治療概念上就有很多不同。」蘇教授說道。

「帕金森氏症」為神經性疾病細胞治療的第一選擇

細胞治療應用於神經退化性疾病的一大難題,在於確保打入細胞與病人的神經系統連接正確,因為神經細胞複雜的網絡特性,儘管打入細胞位置正確,但一旦連接異常就可能對神經系統產生嚴重副作用,例如allodynia觸摸痛等症狀。蘇教授特別指出,「帕金森氏症」是神經疾病中,少數不需要確認細胞正確連接,就能改善症狀的細胞治療。

帕金森氏症是因中腦黑質(substantia nigra)的多巴胺神經元異常而造成,因其致病機轉相對單純,因此細胞治療的目的只要能在大腦紋狀體(striatum)增加多巴胺,就能改善症狀。

而針對治療門檻較高、但潛在龐大治療需求的阿茲海默症,蘇教授團隊也與花蓮慈濟醫院合作,使用團隊成功研發能誘導人類胚胎幹細胞與 iPS 細胞分化為神經幹細胞的專利技術,進行細胞移植治療與疾病體外模型測試,目前臨床前試驗初步觀察到可清除老鼠腦中 β 類澱粉斑塊(amyloid beta)的正向結果。

打造簡便有感的退化性關節炎細胞治療

相較神經性疾病、心肌疾病複雜的細胞連接與組織特性,要落實安全有效的細胞治療仍有一段距離。蘇教授分享因應高齡社會逐漸盛行的退化性關節炎,佔有細胞治療發展的利基優勢。因為關節炎不像神經性疾病需要解決細胞植入後正確連結的問題,只要細胞能夠促進再生、抗發炎就能產生相應的治療效果。

蘇教授成立幹細胞公司研發運用周邊血純化技術(Peripheral-blood Cell Purification, PCP),純化來自病人自體的免疫單核球(monocyte),去除促進發炎的顆粒性球,這項治療不僅製備上單純、只需 2.5 小時就可完成抽血、分離與回輸,且價格也比 iPS 著重組織重建的細胞治療方式親民許多。以 PCP 為基礎的治療方法,單劑注射可以維持 2 年療效,比起退化性關節炎現行常見的注射玻尿酸、PRP 相對持久,特別對於關節炎第 3、4 期較嚴重病人且不適進行手術換關節者,提供另一個親民便利的治療選項。

除了研發退化性關節炎的 PCP 治療,通用幹細胞公司也投入生產 iPS 細胞培養基,藉由成為上游原料供應商,擴大台灣細胞治療產業量能。「在終端應用還不夠清楚時,我們期望能夠提供相關 iPS 研發公司在細胞放大與分化的解決方案。」蘇教授表示,投入生產台灣本土 iPS 培養基符合臨床要求、創造價格競爭力,都是現階段的努力重點。未來再結合上高技術門檻、受專利保護的產品組合,與大家共同打造更健全完善的細胞治療產業生態系。

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