干细胞技术平台建设与发展

潘兴华,蔡学敏,阮光萍,朱光旭,杨建勇,庞荣清

干细胞技术平台建设与发展

潘兴华,蔡学敏,阮光萍,朱光旭,杨建勇,庞荣清

针对临床治疗和军事医学需要，建成基础与临床紧密结合的干细胞技术平台，探讨了平台利用与发展模式，建立了一套可持续发展的运行机制，建成了国家、地方干细胞工程技术及转化医学重点实验室。针对干细胞治疗损伤和退变性疾病开展技术研究，获得国家和地方重大科技专项支持,取得了一批具备转化应用条件的成果，培养出了一个具有军地特色的省、市干细胞治疗技术创新团队。目标是创建再生医学研究与应用示范基地，实现干细胞技术在军事医学领域的转化应用。

干细胞；技术平台；建设；发展

干细胞（stem cell，SC）具有自我更新和多向分化潜能，是生命体发育生长、组织细胞更新和损伤修复的种子。SC的主要功能是在生理条件下更新衰老死亡细胞，维持组织器官的结构与功能，在病理性损伤的条件下参与和促进损伤修复[1]。在组织器官严重受损的情况下，内源性SC的修复作用受限，只有补充外源性SC才能使损伤得到完美修复。SC用于损伤、退变性疾病治疗的可行性已在一些人类疾病的动物模型治疗和临床试验研究中得到证实[2]。搭建SC技术平台，开展SC技术研究，推进SC治疗技术应用，符合重大疾病治疗和军事医学发展需要。

1 干细胞技术的发展

对于SC的认识已有上百年历史，但从基础到临床历经了一个漫长的发展过程[3]。在上世纪60年代，科学家曾采用造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）移植法对核武器伤导致的恶性血液病进行试验性治疗，但因移植排斥问题未取得成功。此后，随着强力免疫抑制剂的应用和分子生物技术用于移植配型，临床HSC移植治疗得到快速发展，目前已在大型综合医院广泛开展。关于HSC之外的SC，如胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESC）、间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）等的研究在最近十多年才取得重大进展。1997年，科学家利用体细胞核移植技术成功将皮肤成纤维细胞的发育时钟拨回零点，并成功培育出克隆羊“多利”，提示已经分化成熟的细胞可以“返老还童”。1998年，科学家从人类早期胚胎中成功建立ESC细胞系，这是人类SC研究的标志性成果和重大里程碑。1999年，科学家发现成体干细胞（adult stem cells，ASC）可以跨胚层分化，打破了骨髓、神经、肌肉等组织ASC分化的胚层限制理论。随后，SC的研究开始向临床应用转化研究聚焦，治疗各种损伤、退变性疾病的研究在全世界纷纷开展。涉及临床应用，ESC可塑性最强大，但存在伦理、安全和免疫排斥等问题；ASC存在来源不足和异体移植免疫排斥等问题。2007年以来，科学家利用转入SC相关基因和小分子化合物质、天然活性物诱导等方法，将成熟细胞转化为ESC样细胞，解决了ESC治疗的伦理和免疫排斥问题，拓展了SC的来源，并用于视神经损伤的临床治疗研究。2014年，科学家发现，将年轻鼠的血液或MSC输入老年鼠体内，可使老年鼠变年轻，显著改善神经、肾等功能，表明SC对衰老或老年性疾病治疗有积极意义。目前，国际有4700多个SC治疗临床研究方案正在进行中，其中加拿大、韩国等的MSC治疗已进入临床。预计SC技术在临床上的推广应用，将引发临床医疗模式变化，使疾病预防、预警和个性化治疗得到充分体现[4]。

SC技术涉及上游、中游、下游三个方面，其中上游主要是收集、制备和储存SC及相关材料，目前国内已建成了一批脐带HSC、MSC库，一些SC库的储量已超过10万人份。中游主要涉及细胞产品和应用技术研发，目前已在国家层面建立了干细胞研究指导协调委员会，负责顶层设计和协调、指导，设置了数十个相关重大专项，“十三五”将继续加大投入并实施干细胞技术转化医学研究，各省区也相继把SC研究列为战略性新兴产业发展重点，建设了一批干细胞工程实验室、重点实验室等，一些研究成果已具备临床转化的条件。下游主要是指SC在临床上的转化应用。除HSC外，其他SC治疗技术尚处于从基础走向临床的过渡期[5]。

2 干细胞生物技术平台建设与发展

2.1 干细胞技术平台建设科研技术平台的内涵是实现条件、人才和项目的有机结合[6]。我院针对军事医学发展和临床疾病治疗需求，按照转化医学的理念建立了一个以细胞治疗技术研究为重点方向，包括基础实验室和临床基地的干细胞技术平台。在条件建设上，我们在已有公共科研服务平台的基础上，坚持实用、规范、精干、共管合用的原则和做精做强、创建特色的理念，通过对现有设施条件进行升级改造，整合现有条件和设备资源，补充关键设备,合理布局，建成了相对规范、合理的干细胞技术实验平台。基础实验室的总体布局按照干细胞制备、细胞质量检测与控制、细胞储存库、疾病模型治疗研究的流程和功能定位，设置了细胞工程、分子医学、动物实验、病理组织学和微创外科手术实验室，并配备了相应的设备。这些实验室的任务是制备、储存细胞，利用动物模型评价治疗效果和安全性，研究临床技术方案和干细胞治疗机制。在临床转化基地建设上，通过整合现有资源，优化组合和责任分工，组建成多学科协作的细胞生物治疗中心，负责开展临床研究。

2.2 干细胞技术平台的运行在干细胞技术平台的运行中，我们坚持以培育特色和优势技术为战略，以成果转化为目标。运行模式是以条件为支撑，项目实施为牵引，人才培养和创新能力提升为重点，以人才和成果带动条件建设和技术发展的思路开展工作。在平台条件利用上，把干细胞技术平台搭建成连接基础与临床的桥梁，对该技术平台的功能进行了重新定位，确定了科研服务、技术研究、人才培养、成果转化的阶段性实施方案。在研究方向上，确定了干细胞和免疫细胞治疗技术为重点，疾病模型创建、分子医学研究为辅助，把解决技术问题作为突破口，并逐步向军事医学聚集。在研究内容上，主动从临床疾病治疗需要中寻找研究靶点，认真组织联合攻关，解决临床疾病治疗涉及的关键技术问题。在实际操作中，坚持科研服务、人才培养和细胞治疗技术研究相结合，实验室功能定位和责任划分明确，实验室各司其职，实行流程化运行，具体工作协调统一、紧密配合。经过多年实践，逐步形成了以科研养服务、以成果保科研、以项目带动人才和技术发展的机制。这些做法盘活了有限的资源，解决了科研平台利用率不高、效益低下、人才流失、工作被动等问题。在培育特色技术中，重点发展原创性技术和采取灵活多样的模式，通过引进、孵化等方式培育技术品牌。我们把研发与服务有机结合，开展了多项临床辅助诊断、治疗服务，保障了平台的高效运转和功能发挥。

2.3 干细胞技术平台的发展在充分调研干细胞技术国内外发展趋势的基础上，分别制定了中长期发展目标和阶段性实施计划。科技创新平台发展依赖于高层次创新团队建设和项目实施，项目是学科发展和技术创新的基石。军队和地方的科技项目均不是“雪中送碳”，而是“锦上添花”，需要建立在良好的研究基础之上。我们利用近10年的时间，狠抓基础研究和协同攻关，使条件、队伍和技术方面均具备了解决重大科技问题的能力。扎实的工作基础和良好的愿望在“十二五”中期得到了集中体现，连续多年获得了省部级科技进步奖，连续获得16项国家、地方及军队科技项目支持，获得研发基金近2000万元，年均发表SCI收录论文4～6篇，多名骨干成为军地后备人才和研究生导师。通过项目的合理规划和有效实施，技术平台得到了高效利用，品牌和优势逐渐形成，特色和社会经济效益逐渐显现。在2014年，HSC移植术、免疫细胞治疗术获得了临床准入资质，初步实现了研究成果的转化应用。目前还有10余项细胞治疗技术具备转化应用条件，技术平台先后被批准为国家地方联合工程实验室、省级工程实验室、转化医学重点实验室、转化医学研究所联合实验室及市级实验室，目前正在努力创建国家级干细胞临床研究基地。

3 干细胞技术平台的创新能力建设

科研平台的创新能力建设是通过重大项目实施提高团队技术水平的过程，要求带头人要有远见卓识，既要把握方向，超前谋划，又要科学管理；要放眼世界看前沿，建立集成创新网络。学科的发展完全取决于团队成员的敬业精神和工作水平。培养人才不仅是使其掌握技术，更重要的是培养综合素质，特别是团队协作和奉献精神。在具体实践中，我们不仅注重培养人才的技术专长，更重要的是调动他们对干细胞技术研究的激情，培养技术是做加法，培养激情是做乘法。具体做法是通过请进来、送出去、岗位传帮带等模式提升层次。在人才使用上，扬长避短，为人才提供发挥才干的舞台和环境，积极帮助申报项目、成果和争取知识产权，建立激励机制激发工作热情，保障好政治和生活待遇，解决好个人困难和问题。通过创建学科文化、人文关怀、树立模范等方式，建立拴心环境。团队历经了组建、磨合、壮大、成长等阶段，聚集了一批基础与临床紧密结合的中青年技术专家，在地区有一定特色和影响，被同时认定为省、市级科技创新团队。

我们遵循“不为我有，但为我用”，“走出去，请进来”的理念，积极挖掘和利用各种技术资源，解决了条件受限、人力匮乏的问题。建立了一个相对广泛的创新网络体系。先后与国内外干细胞研究专家建立协作关系，通过项目合作扩大了团队的国际知名度。通过建立院士工作站的方式，获得了顶尖级专家的指导和帮助，提升了技术水平；通过合作承担重大项目的方式，与同行建立了紧密合作关系，实现了地区资源共享；利用博士后和研究生培养平台，与国内高校建立了人才培养机制，不断提升团队的人才结构层次；通过坚持走“小规模，大联合”，“筑巢引凤，借鸡生蛋”的路子，建成了协同创新体系，促进了自身创新能力的提升。

4 干细胞技术在军事医学领域的应用展望

不论是传统的枪弹伤、爆震伤，还是现代核、化、激光、次声、微波、电磁武器伤，特征都是多因素、多途径、多处伤，从硬杀伤向软杀伤发展，共同的伤情特点是造成从分子、细胞、组织、器官到整体的多层次损伤[7-8]。SC的自我更新和分化特性正好与战伤修复治疗原理和要求不谋而合，是一种相对理想的战创伤治疗策略，对减少战伤致残和组织器官功能重建将会发挥重要作用[9]。在创伤救治的早期急救和中期修复治疗阶段，SC治疗可以有效抑制创伤诱导的多器官功能不全，提高机体的抗氧化应激能力，促进血管再生和促进损伤修复[10]。在战创伤的康复治疗阶段，SC主要以分泌细胞因子促进损伤组织的细胞生长为主，还可与生物材料复合制备成活性材料，这种材料移植到体内后，支架材料逐渐降解，而SC在特定的微环境中增殖和分化并修复组织器官的结构与功能，这是一种完美的组织残缺修复方案。随着SC技术的发展，SC在军事医学中的应用将受到重视，建设干细胞技术平台，积极探讨SC细胞治疗复合伤、新型武器伤将成为军事医学研究的热点之一。

[1]王东梅,郭子宽.新型干细胞治疗:科学和政策[J].组织工程与重建外科杂志,2011,2:61-64.

[2]袁宝珠.干细胞研究产业发展及监管科学现状[J].中国药事, 2014,12:1380-1384.

[3]涂雪松.人类疾病干细胞移植实验:基础研究现状及进展[J].中国组织工程研究,2014,45:7364-7369.

[4]王珊珊,王宏起,高翔.我国干细胞产业技术标准化模式与策略研究[J].中国科技论坛,2014,10:54-59.

[5]达瑞,刘永琦.干细胞治疗的临床应用及存在的问题[J].中外医疗,2011,2:190.

[6]王雪原,王宏起,高翔,等.我国战略性新兴产业布局方法与实证研究[J].科技进步与对策,2014,16:55-60.

[7]王松俊,雷二庆,张明华,等.军事医学的技术预见[J].军事医学, 2012,9:641-646.

[8]王正国.重视战伤救治研究[J].创伤与危重病医学,2013,1:1-5.

[9]Tamarat R,Lataillade JJ,Bey E,et al.Stem cell therapy:from bench to bedside[J].Radiat Prot Dosimetry,2012,151(4):633-639.

[10]Westey M Jackson,Leon J,Nestl I,et al.Concise review:clinical translation of wound healing therapies based on mesenchymal stem cells[J].Stem Cell Transplational Medicine,2012,1:44-50.

R 318.1

A

1004-0188（2015）08-0838-03

10.3969/j.issn.1004-0188.2015.08.009

2015-03-26）

国家科技支撑计划（2014BI01B0）；云南省战略性新兴产业专项（2013DA004）；云南省科技创新平台建设项目（2013DA004）

650032昆明,成都军区昆明总医院细胞生物治疗中心，干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室，云南省干细胞工程实验室，昆明市干细胞与再生医学研究重点实验室

庞荣清,E-mail:pangrq2000@aliyun.com