干細胞技術將成為藥物開發行業重要工具
在很多人想象中,干細胞幾乎能治愈太陽底下的所有疾病。人們的注意力幾乎都放在了它們神話般的再生醫學功能上,熱切期望著它們盡快從天落地。而與此同時,干細胞卻在藥物開發領域不聲不響地站穩了腳跟。作為研究工具,干細胞技術在行業里變得越來越多元化。
“在該領域,目前的發展態勢很像DNA重組技術早期。上世紀70年代中期,人們并沒有意識到DNA重組會有現在這么廣泛的用途,而且人們也低估了其用于治療手段的困難程度。”威斯康辛州麥迪遜莫格里奇研究院再生生物學研究所主任詹姆斯·湯姆森說,“而現在,干細胞也處在相似位置。盡管直接用于治療最終可能帶來豐碩成果,但作為一種研究工具,人們也低估了它的使用范圍。”
從毒性測試到新藥開發
大約兩年前,一些藥物公司開始嘗試性地涉入干細胞領域。現在,制藥行業越來越多地用干細胞來測試藥物毒性,以發現潛在的新療法。
比如Cellular Dynamics公司出售人類心肌細胞,生產腦細胞和血管上皮細胞,還將推出一系列人類肝臟細胞。心肌細胞來自誘導多能干細胞(iPS細胞)。湯姆森說,“基本上所有的大型制藥公司”都買過一些。
此外還有總部在英國的醫療技術公司通用電氣醫療集團(GE Healthcare)。3年前,英國干細胞生物學家斯蒂芬·明格辭去學術工作,帶領通用電氣醫療集團進入干細胞領域。他們出售人類心臟細胞已經一年有余,這些細胞來自胚胎干細胞,他們很快也會賣肝臟細胞。
最關鍵的問題是,在許多藥物問題的案例中,只有那些藥得到了美國食品和藥物管理局(FDA)等機構的許可并進入市場后才能發現其中的問題。明格說:“這些藥只是通過了各種動物實驗,然后通過了制藥工業的I期、Ⅱ期、Ⅲ期臨床階段,獲得了FDA許可。”
“在這方面,許多動物模型并不得力。小鼠實驗雖然效率很高,但在臨床實驗后期卻不能在人類身上重復。因此多年前人們就開始使用試管模型,以此來代表人類疾病,這是一個巨大的進步。”位于加利福尼亞舊金山的生物制藥公司iPierian戰略與合作開發高級主管亞當·羅森塔爾說。
明格及其研究小組曾對心臟細胞進行盲評實驗,以檢驗這些細胞對各種不知名的藥物化合物的反應,看它們是否具有毒性。明格說,當藥物被打開時,他們發現細胞對那些已知有毒的化合物立刻起了反應。
使用干細胞測試能帶來明顯的健康利益,可以在藥物上市之前消除其危險的副作用,同時也能避免繼續投入開發成本,節約了數百萬資金。
除了測試藥物毒性,干細胞還是一種開發新藥的重要工具。Cellular Dynamics和通用電氣醫療集團兩家公司銷售的干細胞,都有這方面的功用。
iPierian公司并不向其他藥物公司出售其產品,而是用于內部開發。他們正在研究治療老年癡呆癥等神經退行性疾病的藥物。該公司不久前曾宣布,他們正在開發一種瞄準tau蛋白的單克隆抗體,這種蛋白在老年癡呆癥中起重要作用,此外還有其他與神經退行性疾病有關的蛋白質。公司表示,這些決策都是建立在干細胞研究的成果之上的。
未來之路影響深遠
這一新生領域也有著許多未知數。iPierian共同創始人、哈佛干細胞研究院轉化醫學部主任李·魯賓說,比如能夠將干細胞用于研究某種特殊類型的疾病還存在很多爭議,尤其是那些非遺傳性的或晚發型的紊亂,以及與多組織間相互作用有關的疾病等。
目前,魯賓在用干細胞作為一種脊椎肌肉萎縮疾病的模型,這是一類早發型遺傳紊亂。他指出,將干細胞用于藥物開發,有望成為發現特效藥物的更好途徑,但只有真正經過證明的技術,才稱得上是更好的方法體系。
“目前,人類胚胎干細胞和誘導多能干細胞所做的,只是提供一種途徑,讓人們能利用人體最基本的物質材料進行基礎研究。”湯姆森指出,干細胞還可能有更廣闊的用途,不止于藥物開發研究。有了這些細胞,我們能從更多細節層面理解人體。究竟要怎樣使用它們,還不能定論,但其必將對人類醫學產生深遠影響。