“有感”细胞治疗、打造 iPS 产业化!专访中兴大学苏鸿麟教授

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基因线上此次基因与细胞治疗专题,荣幸采访中兴大学生命科学系 苏鸿麟教授,是国内少数在细胞治疗领域中,横跨学术研究、产业、以及临床经验的 iPS 细胞专家学者。苏教授带领开发的“万能干细胞”神经分化技术不仅获得国家新创奖肯定,在台、美、日都已成功申请专利。专访中苏教授深入介绍 iPS 细胞治疗原理、临床应用现况,除此他也分享近年推动成立的通用干细胞公司(DuoGenic Stem Cells) ,加速组建台湾细胞治疗产业链的丰富经验。

细胞治疗第一要务!确保细胞移植的安全性

万能干细胞的临床应用,确保安全无虞,是 iPS 研究开发需要考量的。”

干细胞技术是再生医疗备受瞩目的一环,不论诱导性万能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)、胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)都具有自我增生复制、且能分化为不同功能用途细胞的优势,因此于退化性疾病的治疗中被寄予厚望。但是苏教授提到,iPS 干细胞具有高度复制的能力,也同时挟带着形成肿瘤的风险。任何细胞移植都必须是分化完全的状态,才能确保临床治疗安全性。

而随着细胞治疗衍生的胞外体(extracellular vesicles, EVs)囊泡治疗,同样具备组织重建功能,且由于其包覆物内容为 RNA、蛋白质等不会自我增生的物质,和干细胞相比,分化为肿瘤的风险大幅降低。不过也因胞外体研究起步较晚,有效成分分析和长期风险都需要持续累积观察。

细胞治疗选题、制程、治疗模式与传统药物研发差别

细胞治疗和所有药物开发一样,要缩短基础研究到临床应用的距离,关系到新药选题、药物作用原理、制程等多样的议题。以 iPS 细胞治疗而言,由于研发过程繁复,从细胞放大、分化、鉴定、活性分析都需投入大量成本,因此目前国际上 iPS 研发的主流趋势是走向异体细胞(allogeneic)发展,且适应症也多针对常见、对经济或社会有重大危害的疾病类型,例如阿兹海默症(Alzheimer’s disease)、帕金森氏症(Parkinson’s disease)、第一型糖尿病、老年性黄斑部病变(AMD),以填补重大疾病未满足医疗需求,同时建立 iPS 细胞治疗产品长久发展的商业模式。

iPS 细胞最大的优势是提供几乎无限的分化细胞移植后可以修复受损组织,达到真正治愈(cure)疾病的目标。”从这个角度来说,细胞治疗和一般药物存在根本的差异。比方小分子、抗体药物的作用机制多有一对一明确标靶(target)关系,借由阻断(block)或者增强(enhance)特定讯号途径达到治疗作用。但是“细胞”却不同,细胞可以同时产生多重作用(multi-functions),例如间质干细胞(MSC)同时具备抗发炎、组织修复、细胞分化能力。

相对的,对于细胞治疗公司执行临床试验,细胞治疗的生物标记(biomarker)会需要针对不同适应症,反映其治疗效能,而有不同的选择,才能做好细胞的品管。此外,细胞在人体内具有自我增生及复制的特性,因此细胞治疗的细胞数量和疗效没有绝对的正相关,平均而言 CAR-T 回输细胞量为 107-108、CIK 回输量为 109-1010,剂量区间相差10倍,但并不一定会产生10倍的治疗效应,也不一定会增强毒性。相反的,传统药物的用药剂量就有较直接的对应关系,一次吃两颗普拿疼,比一颗效果好,但是一次服用太多,则会有肝毒性。

“如果一间公司本身在做小分子药物、抗体药物、生物相似药,转到细胞治疗时,法规、治疗概念上就有很多不同。”苏教授说道。

“帕金森氏症”为神经性疾病细胞治疗的第一选择

细胞治疗应用于神经退化性疾病的一大难题,在于确保打入细胞与病人的神经系统连接正确,因为神经细胞复杂的网络特性,尽管打入细胞位置正确,但一旦连接异常就可能对神经系统产生严重副作用,例如allodynia触摸痛等症状。苏教授特别指出,“帕金森氏症”是神经疾病中,少数不需要确认细胞正确连接,就能改善症状的细胞治疗。

帕金森氏症是因中脑黑质(substantia nigra)的多巴胺神经元异常而造成,因其致病机转相对单纯,因此细胞治疗的目的只要能在大脑纹状体(striatum)增加多巴胺,就能改善症状。

而针对治疗门槛较高、但潜在庞大治疗需求的阿兹海默症,苏教授团队也与花莲慈济医院合作,使用团队成功研发能诱导人类胚胎干细胞与 iPS 细胞分化为神经干细胞的专利技术,进行细胞移植治疗与疾病体外模型测试,目前临床前试验初步观察到可清除老鼠脑中 β 类淀粉斑块(amyloid beta)的正向结果。

打造简便有感的退化性关节炎细胞治疗

相较神经性疾病、心肌疾病复杂的细胞连接与组织特性,要落实安全有效的细胞治疗仍有一段距离。苏教授分享因应高龄社会逐渐盛行的退化性关节炎,占有细胞治疗发展的利基优势。因为关节炎不像神经性疾病需要解决细胞植入后正确连结的问题,只要细胞能够促进再生、抗发炎就能产生相应的治疗效果。

苏教授成立干细胞公司研发运用周边血纯化技术(Peripheral-blood Cell Purification, PCP),纯化来自病人自体的免疫单核球(monocyte),去除促进发炎的颗粒性球,这项治疗不仅制备上单纯、只需 2.5 小时就可完成抽血、分离与回输,且价格也比 iPS 着重组织重建的细胞治疗方式亲民许多。以 PCP 为基础的治疗方法,单剂注射可以维持 2 年疗效,比起退化性关节炎现行常见的注射玻尿酸、PRP 相对持久,特别对于关节炎第 3、4 期较严重病人且不适进行手术换关节者,提供另一个亲民便利的治疗选项。

除了研发退化性关节炎的 PCP 治疗,通用干细胞公司也投入生产 iPS 细胞培养基,借由成为上游原料供应商,扩大台湾细胞治疗产业量能。“在终端应用还不够清楚时,我们期望能够提供相关 iPS 研发公司在细胞放大与分化的解决方案。”苏教授表示,投入生产台湾本土 iPS 培养基符合临床要求、创造价格竞争力,都是现阶段的努力重点。未来再结合上高技术门槛、受专利保护的产品组合,与大家共同打造更健全完善的细胞治疗产业生态系。

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