IPSC,即诱导多能干细胞,是一种类似于胚胎干细胞,具有多向分化潜能的组织干细胞。近年来,IPSC 疗法在医疗领域崭露头角,其在治疗偏瘫领域的潜力引起了广泛关注。
IPSC 技术的发展历程
2006 年,山中伸弥和他实验室的 Kazutoshi Takahashi 选择了 24 个因子,通过病毒感染的方法在小鼠成纤维细胞中同时过表达这些基因,发现小鼠成纤维细胞可以被诱导成 IPSC。此后,科学家们利用不同类型终端分化的细胞诱导成 IPSC,并且鉴定到了可以替代山中伸弥因子的基因组合。2013 年,中国的科学家邓宏魁通过小分子化合物体外诱导产生 IPSC,建立了更方便地诱导产生 IPSC 的方法。IPSC 治疗偏瘫的兴起
随着 IPSC 技术的不断发展,其开始应用于偏瘫治疗。偏瘫通常是由脑卒中、颅脑损伤等原因引起的,传统药物或器械难以针对性治疗因大量神经细胞急性损伤、退行性死亡或发育不良导致的功能症状。而 IPSC 衍生的细胞治疗产品为偏瘫患者带来了新的希望。例如,霍德生物的 iPSC 衍生异体通用型前脑神经前体细胞注射液 hNPC01,正在中国进行 I 期注册临床,已获 FDA 的注册临床默许,可针对脑卒中、颅脑损伤后遗症等重大未被满足的临床需求。全球目前脑卒中偏瘫患者人群约有 1 亿人,且每年新增约 1200 万人,临床需求迫切和巨大。IPSC 治疗偏瘫的兴起,为众多患者带来了新的曙光,也吸引了众多生物医药公司积极布局 IPSC 相关管线,涵盖多种适应症。各国政府与监管机构也在积极制定 IPSC 细胞疗法相关法规和政策,更好地支持 IPSC 细胞疗法的可持续发展。
霍德生物的突破
1、创新产品 hNPC01
hNPC01 注射液作为霍德生物的创新产品,具有诸多显著特点和优势。它是全球首个获得 FDA 注册临床默许的多能干细胞衍生前脑神经前体细胞治疗产品,也是中国首个获得 FDA 临床默许的原研多能干细胞衍生细胞治疗产品。hNPC01 由于是异体通用、现货型产品,可从细胞库多批次、稳定大批量生产、冻存和严格质控,在现有工艺基础上已实现非常低的生产成本。经商业化生产放大后,可以通过安全、稳定、有效和可负担的细胞新药满足巨大市场需求,打破细胞治疗药物和创新药物成本高居不下的困境。
2、临床成果显著
hNPC01 在湘雅医院的临床应用取得了令人瞩目的成果。湘雅医院作为主要研究单位进行了 hNPC01 的 I 期注册临床试验,这是国际上第一个进入注册临床的 iPSC 多能干细胞衍生前脑神经前体细胞产品,也是国内首个获 IND 批准和完成首例注册临床给药的多能干细胞衍生的神经类细胞产品。临床试验主要通过把干细胞打到脑梗塞的部位,替代一部分梗死的细胞,来改善患者的肢体活动。目前,临床试验首例受试者给药已经顺利完成。受试者给药后 3 周情况良好,整体状态平稳,且患者自觉偏瘫侧手的握力稍有改善,初步显示有肌力改善的趋势。之后将持续监测受试者治疗后情况。
3、全球布局与未来展望
霍德生物在全球进行了积极的临床布局。hNPC01 在 30 天默许期内提前收到 FDA 通知可以开展针对缺血性脑卒中偏瘫后遗症的 1/2a 注册临床试验,无附加条件。霍德生物始终坚信 “患者第一和行稳致远”,也期待尽快将临床拓展到脑出血、癫痫等更多适应症,探索产品的更大价值和惠及更多患者。目前 hNPC01 正在中国湘雅医院进行的同适应症的注册临床 I 期初步结果支持其颅脑移植缺血性脑卒中 12 个月以上的患者,表现出良好的安全性和对中风后运动及语言功能障碍的持续改善作用。同时,hNPC01 在动物研究中也显现出了拓展脑瘫、癫痫等多个适应症的重要潜力。霍德生物将继续秉持创新精神,为全球患者带来更多的希望和福祉。
IPSC 治疗偏瘫的原理
1、细胞替代与修复机制
IPSC 具有强大的分化潜能,能够分化为多种神经细胞类型,包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞等。在偏瘫患者中,由于脑卒中、颅脑损伤等原因导致大量神经细胞受损或死亡,造成神经功能障碍。IPSC 衍生的神经前体细胞可以移植到患者的脑部,替代一部分梗死的细胞,促进神经环路的重塑。这些移植的细胞能够在损伤部位存活、分化,并与周围的神经组织建立连接,形成新的神经回路,从而改善患者的肢体活动。
例如,在动物实验中,将 IPSC 来源的神经前体细胞移植到脑梗动物模型的脑部,结果显示这些细胞能够存活并分化为成熟的神经细胞,促进脑梗区域的神经再生和功能恢复。全球目前脑卒中偏瘫患者人群约有 1 亿人,且每年新增约 1200 万人,临床需求迫切和巨大。IPSC 的细胞替代与修复机制为这些患者带来了新的希望。
2、神经营养与功能整合
IPSC 来源的神经细胞可能释放神经营养因子,如 VEGF、IGF、BDNF 等,这些因子对干细胞有促进增殖、迁移、分化作用,同时也为周围细胞提供生长支持,整体提高了神经细胞的修复能力。此外,初步的动物研究表明,人神经前体细胞体内分化的神经元可以与啮齿动物神经元形成突触,电生理活跃并可整合到神经回路中。
人神经前体细胞在移植后还可能释放神经营养因子和其他有益因子,以稳定或促进局部神经功能和连接。与对照组相比,接受细胞移植的非人灵长类动物脑卒中模型有显著的功能改善。这表明 IPSC 来源的神经细胞通过释放神经营养因子和整合到神经回路中,发挥了重要的治疗作用。
IPSC 在偏瘫治疗中的应用案例
1、全球首例临床给药
湘雅医院功能神经外科主任杨治权教授团队进行了全球首例 iPSC 神经干细胞治疗脑梗塞临床受试者给药,并完成了 21 天的观察。患者脑部大面积梗塞 2 年,导致偏瘫,手脚无力,很多治疗方式都无法治愈。该临床试验是湘雅医院作为主要研究单位的 I 期注册临床试验,霍德生物为申办方。这是国际上第一个进入注册临床的 iPSC 多能干细胞衍生前脑神经前体细胞产品,也是国内首个获 IND 批准和完成首例注册临床给药的多能干细胞衍生的神经类细胞产品。临床试验主要通过把干细胞打到脑梗塞的部位,替代一部分梗死的细胞,来改善患者的肢体活动。受试者给药后 3 周情况良好,整体状态平稳,且患者自觉偏瘫侧手的握力稍有改善,初步显示有肌力改善的趋势。
2、动物模型的成功
以色列特拉维夫大学的一项研究中,科学家将人源多能干细胞衍生的新脊髓组织植入动物体内,使 12 只瘫痪的小鼠重新活动起来。研究人员给小鼠动了个手术,在第 10 胸髓节段把左半脊髓划拉一刀,模拟脊髓损伤,造成小鼠左后肢瘫痪。随后将 “3D 组织” 通过注射植入损伤部位进行治疗。治疗 12 周后,“3D 组织” 植入组小鼠表现出最佳的协调性和左下肢肌力,这都是神经重连与炎症减轻的结果。
在慢性脊髓损伤修复实验中,先给小鼠做个脊髓半切,造成左下肢残疾,放置 6 周后切除疤痕,再进行治疗。只有 “3D 组织” 植入组顺利完成了神经修复,神经纤维密集、联结、顺展、蔓延。再行运动能力测试,“3D 组织” 植入组小鼠下肢运动功能恢复效果显著。
江苏大学李遇梅团队在皮肤再生领域的研究中,借助免疫缺陷鼠的毛囊重构模型,证实 iPS 细胞由来的黑素干细胞和成熟黑素细胞可以分别整合至小鼠毛囊的隆凸部和毛球部,同时将黑素颗粒正常传递并生成黑色毛囊,其整合效率高于普通成熟黑素细胞。iPS 细胞由来黑素细胞在小鼠体内移植后的存活及功能维持可达 7 周以上,而在长达 2 个多月的观察期间,无致瘤性表现。
IPSC 技术的发展历程
2006 年,山中伸弥和他实验室的 Kazutoshi Takahashi 选择了 24 个因子,通过病毒感染的方法在小鼠成纤维细胞中同时过表达这些基因,发现小鼠成纤维细胞可以被诱导成 IPSC。此后,科学家们利用不同类型终端分化的细胞诱导成 IPSC,并且鉴定到了可以替代山中伸弥因子的基因组合。2013 年,中国的科学家邓宏魁通过小分子化合物体外诱导产生 IPSC,建立了更方便地诱导产生 IPSC 的方法。IPSC 治疗偏瘫的兴起
随着 IPSC 技术的不断发展,其开始应用于偏瘫治疗。偏瘫通常是由脑卒中、颅脑损伤等原因引起的,传统药物或器械难以针对性治疗因大量神经细胞急性损伤、退行性死亡或发育不良导致的功能症状。而 IPSC 衍生的细胞治疗产品为偏瘫患者带来了新的希望。例如,霍德生物的 iPSC 衍生异体通用型前脑神经前体细胞注射液 hNPC01,正在中国进行 I 期注册临床,已获 FDA 的注册临床默许,可针对脑卒中、颅脑损伤后遗症等重大未被满足的临床需求。全球目前脑卒中偏瘫患者人群约有 1 亿人,且每年新增约 1200 万人,临床需求迫切和巨大。IPSC 治疗偏瘫的兴起,为众多患者带来了新的曙光,也吸引了众多生物医药公司积极布局 IPSC 相关管线,涵盖多种适应症。各国政府与监管机构也在积极制定 IPSC 细胞疗法相关法规和政策,更好地支持 IPSC 细胞疗法的可持续发展。
霍德生物的突破
1、创新产品 hNPC01
hNPC01 注射液作为霍德生物的创新产品,具有诸多显著特点和优势。它是全球首个获得 FDA 注册临床默许的多能干细胞衍生前脑神经前体细胞治疗产品,也是中国首个获得 FDA 临床默许的原研多能干细胞衍生细胞治疗产品。hNPC01 由于是异体通用、现货型产品,可从细胞库多批次、稳定大批量生产、冻存和严格质控,在现有工艺基础上已实现非常低的生产成本。经商业化生产放大后,可以通过安全、稳定、有效和可负担的细胞新药满足巨大市场需求,打破细胞治疗药物和创新药物成本高居不下的困境。
2、临床成果显著
hNPC01 在湘雅医院的临床应用取得了令人瞩目的成果。湘雅医院作为主要研究单位进行了 hNPC01 的 I 期注册临床试验,这是国际上第一个进入注册临床的 iPSC 多能干细胞衍生前脑神经前体细胞产品,也是国内首个获 IND 批准和完成首例注册临床给药的多能干细胞衍生的神经类细胞产品。临床试验主要通过把干细胞打到脑梗塞的部位,替代一部分梗死的细胞,来改善患者的肢体活动。目前,临床试验首例受试者给药已经顺利完成。受试者给药后 3 周情况良好,整体状态平稳,且患者自觉偏瘫侧手的握力稍有改善,初步显示有肌力改善的趋势。之后将持续监测受试者治疗后情况。
3、全球布局与未来展望
霍德生物在全球进行了积极的临床布局。hNPC01 在 30 天默许期内提前收到 FDA 通知可以开展针对缺血性脑卒中偏瘫后遗症的 1/2a 注册临床试验,无附加条件。霍德生物始终坚信 “患者第一和行稳致远”,也期待尽快将临床拓展到脑出血、癫痫等更多适应症,探索产品的更大价值和惠及更多患者。目前 hNPC01 正在中国湘雅医院进行的同适应症的注册临床 I 期初步结果支持其颅脑移植缺血性脑卒中 12 个月以上的患者,表现出良好的安全性和对中风后运动及语言功能障碍的持续改善作用。同时,hNPC01 在动物研究中也显现出了拓展脑瘫、癫痫等多个适应症的重要潜力。霍德生物将继续秉持创新精神,为全球患者带来更多的希望和福祉。
IPSC 治疗偏瘫的原理
1、细胞替代与修复机制
IPSC 具有强大的分化潜能,能够分化为多种神经细胞类型,包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞等。在偏瘫患者中,由于脑卒中、颅脑损伤等原因导致大量神经细胞受损或死亡,造成神经功能障碍。IPSC 衍生的神经前体细胞可以移植到患者的脑部,替代一部分梗死的细胞,促进神经环路的重塑。这些移植的细胞能够在损伤部位存活、分化,并与周围的神经组织建立连接,形成新的神经回路,从而改善患者的肢体活动。
例如,在动物实验中,将 IPSC 来源的神经前体细胞移植到脑梗动物模型的脑部,结果显示这些细胞能够存活并分化为成熟的神经细胞,促进脑梗区域的神经再生和功能恢复。全球目前脑卒中偏瘫患者人群约有 1 亿人,且每年新增约 1200 万人,临床需求迫切和巨大。IPSC 的细胞替代与修复机制为这些患者带来了新的希望。
2、神经营养与功能整合
IPSC 来源的神经细胞可能释放神经营养因子,如 VEGF、IGF、BDNF 等,这些因子对干细胞有促进增殖、迁移、分化作用,同时也为周围细胞提供生长支持,整体提高了神经细胞的修复能力。此外,初步的动物研究表明,人神经前体细胞体内分化的神经元可以与啮齿动物神经元形成突触,电生理活跃并可整合到神经回路中。
人神经前体细胞在移植后还可能释放神经营养因子和其他有益因子,以稳定或促进局部神经功能和连接。与对照组相比,接受细胞移植的非人灵长类动物脑卒中模型有显著的功能改善。这表明 IPSC 来源的神经细胞通过释放神经营养因子和整合到神经回路中,发挥了重要的治疗作用。
IPSC 在偏瘫治疗中的应用案例
1、全球首例临床给药
湘雅医院功能神经外科主任杨治权教授团队进行了全球首例 iPSC 神经干细胞治疗脑梗塞临床受试者给药,并完成了 21 天的观察。患者脑部大面积梗塞 2 年,导致偏瘫,手脚无力,很多治疗方式都无法治愈。该临床试验是湘雅医院作为主要研究单位的 I 期注册临床试验,霍德生物为申办方。这是国际上第一个进入注册临床的 iPSC 多能干细胞衍生前脑神经前体细胞产品,也是国内首个获 IND 批准和完成首例注册临床给药的多能干细胞衍生的神经类细胞产品。临床试验主要通过把干细胞打到脑梗塞的部位,替代一部分梗死的细胞,来改善患者的肢体活动。受试者给药后 3 周情况良好,整体状态平稳,且患者自觉偏瘫侧手的握力稍有改善,初步显示有肌力改善的趋势。
2、动物模型的成功
以色列特拉维夫大学的一项研究中,科学家将人源多能干细胞衍生的新脊髓组织植入动物体内,使 12 只瘫痪的小鼠重新活动起来。研究人员给小鼠动了个手术,在第 10 胸髓节段把左半脊髓划拉一刀,模拟脊髓损伤,造成小鼠左后肢瘫痪。随后将 “3D 组织” 通过注射植入损伤部位进行治疗。治疗 12 周后,“3D 组织” 植入组小鼠表现出最佳的协调性和左下肢肌力,这都是神经重连与炎症减轻的结果。
在慢性脊髓损伤修复实验中,先给小鼠做个脊髓半切,造成左下肢残疾,放置 6 周后切除疤痕,再进行治疗。只有 “3D 组织” 植入组顺利完成了神经修复,神经纤维密集、联结、顺展、蔓延。再行运动能力测试,“3D 组织” 植入组小鼠下肢运动功能恢复效果显著。
江苏大学李遇梅团队在皮肤再生领域的研究中,借助免疫缺陷鼠的毛囊重构模型,证实 iPS 细胞由来的黑素干细胞和成熟黑素细胞可以分别整合至小鼠毛囊的隆凸部和毛球部,同时将黑素颗粒正常传递并生成黑色毛囊,其整合效率高于普通成熟黑素细胞。iPS 细胞由来黑素细胞在小鼠体内移植后的存活及功能维持可达 7 周以上,而在长达 2 个多月的观察期间,无致瘤性表现。