经过几十年的发展，干细胞技术广泛应用在再生修复、抗衰老、精准医疗、慢性病等多个领域，被誉为“人类医疗史上的第三次革命”。然而近十多年来，多项干细胞临床研究接连失利，干细胞产业该何去何从？
干细胞临床研究十年辛酸泪
干细胞（stem cell，SC）的“干”，译自英文“stem”，意为“茎干”、“干”和“起源”。干细胞具有两项最主要的特性：自我更新和分化潜能。干细胞治疗就是将健康的干细胞移植到患者体内，达到组织再生修复的功能。
干细胞治疗可以分为自体移植和异体移植。异体移植是从健康人体内获取所需要的干细胞，体外进行扩增培养之后进行移植，但可能存在免疫排斥反应。自体移植则是直接从患者体内获取干细胞之后进行基因编辑修饰，转变为健康的干细胞之后进行移植。
【干细胞来源及存在的问题】
干细胞治疗的细胞来源主要包括以下几种：
干细胞来源
1、多能干细胞（Pluripotent stem cells）：
人类多能干细胞是一类可以分化为人体各种类型细胞的干细胞。目前主要有两种来源，一种是胚胎干细胞（embryonic stem cells，ESCs），来源于囊胚内细胞团，另一种是诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs），具有在体外无限增殖和分化为多种人体细胞类型的能力，包括三胚层。
1.1胚胎干细胞（Embryonic stem cells，ESCs）：
胚胎干细胞（Embryonic stem cell，ESCs，简称ES、EK或ESC细胞）是早期胚胎（原肠胚期之前）或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境，ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。胚胎干细胞的主要风险是移植后肿瘤形成[1]。由于胚胎干细胞的获取需要破坏早期胚胎，伦理上存在争议，因此胚胎干细胞的研究和应用受到限制。此外，使用胚胎干细胞还存在免疫排斥反应的风险，需要使用免疫抑制剂来避免排斥。
1.2诱导多能干细胞（Induced pluripotent stem cells，iPSCs）：
诱导性多功能干细胞（Induced pluripotent stem cells），是利用病毒载体将四个转录因子（Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc）组合转入分化的体细胞中，使其重编程为类似胚胎干细胞的一种细胞类型。它是由一些多能遗传基因导入皮肤等受体细胞中制造而成，然后进一步进行体外诱导分化，得到理想的细胞模型。iPSCs可以来源于患者自身的细胞，因此不具有免疫排斥反应，是一种有前途的细胞来源。iPSCs临床应用的主要障碍仍然是继发肿瘤形成[2]。
2、成体干细胞（Adult tissue stem cells）
2.1间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs)：
间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）， 30年前被正式命名，它代表了一类从人和哺乳动物骨髓、骨膜或脐带华氏胶中分离出来的间充质样细胞。MSCs临床应用未见有肿瘤形成风险，但主要问题是临床效果不佳。究其原因，主要有以下2点（笔者个人观点）：生产工艺和质量检测方法问题。
1）间充质干细胞的定义存争议
间充质干细胞，目前国内采用的质量检测的指标是国外用于间充质基质细胞的鉴定指标（CD90，CD105和CD73等，比例都在90%以上），而非干细胞的指标[3-5]。
因质量标准不确定，导致临床研究结论不一致。众多随机双盲对照临床研究显示，间充质（干）细胞治疗神经系统疾病无效[4]。
2）临床研究案例分析
<案例1> 异体骨髓多能干细胞（间充质干细胞）对脑卒中的临床研究
现就《柳叶刀》神经病学发表的一篇文章为例[6]，该临床研究题目为《多能成体祖细胞（MAPC）治疗急性缺血性卒中(MASTERS)的安全性和有效性:一项随机、双盲、安慰剂对照的Ⅱ期临床试验》。
提示：MAPC治疗急性缺血性卒中(MASTERS)90天内是无效的！
且所用干细胞剂量非常大！是国内间充质干细胞常规用量的40倍到120倍，提示：
1、他们的细胞扩增技术非常好。
2、MAPC是一种来自异体骨髓的间充质细胞，前期研究提示MAPC细胞疗效可能有问题！所以加大剂量进行临床研究。
3、研究是随机对照双盲临床试验研究，研究方案和数据很严谨！结果可靠！
<案例2> FDA拒绝了 NurOwn （间充质干细胞）对渐冻症的申请
2017年8月-2020年9月，BrainStorm公司在美国开展了干细胞治疗渐冻症的Ⅲ期临床试验，即BCT-002研究（NCT03280056），这是一项多中心、安慰剂对照、随机、双盲的Ⅲ期试验，用以评估NurOwn®对渐冻症患者的治疗。
这项研究在美国六个学术中心进行，189名患者参与，参与者年龄界于18-60岁。这些渐冻症患者随机分为给药组和安慰剂对照组，分别在第0周、第8周和第16周接受干细胞鞘内治疗，然后进行为期12周的观察。治疗周期总共为28周。患者接受每隔一个月总共三次干细胞药物NurOwn®（给药组）或安慰剂（对照组）椎管内注射。
临床试验进行到28周，主要和次要终点临床结果显示：33%的NurOwn®给药组患者和28%安慰剂组患者达到临床反应标准（P=0.45），临床试验没有达到主要终点。虽然，给药组基本达到35%的预设应答，但安慰剂组也有高应答，因此两组没有达到统计学意义的差异。
简单地说，NurOwn 未能达到主要终点指标和关键次要终点，其在减缓与 ALS 相关的功能衰退方面并不比安慰剂好，也就是说NurOwn®治疗渐冻人症的 Ⅲ期临床试验失败。
数据发布之后，Brainstorm 方面认为尽管试验失败，但已收集到足够多的积极数据证实该候选药获批。然而，这并不能使 FDA 信服。在更大规模的研究数据公布后不久，2021年3月，FDA 通过一份公开信拒绝了 NurOwn 的申请，并告诉该公司试验数据“根本没有统计意义”，不足以支持批准申请[7]。
<案例3> 干细胞在治疗膝关节骨关节炎的临床研究失败
干细胞疗法正处于临床实施的风口浪尖，对干细胞临床转化的安全性、有效性和研究证据质量进行彻底检查和审议对于提高膝关节骨关节炎（KOA）患者的益处和最小化风险至关重要。我们对50项临床研究和13项SR / MA的分析表明，不一致的有效性结果，潜在的安全风险和较差的证据质量阻碍了对KOA患者使用干细胞产品的任何建议。保持对创新干细胞疗法的批判性观点，并在立法、临床试验管理和处理方面建立标准，对于确保试验之间的可比性至关重要。因此，我们得出结论，干细胞疗法对KOA的临床转化缺乏足够的支持，在获得更有力的证据之前，应谨慎对待[8]。
2.2造血干细胞（Hematopoietic stem cells，HSCs）：
是一类存在于骨髓、胎盘和脐带血等组织中的多能干细胞，主要分化为红细胞、白细胞和血小板等多种血液细胞。它们具有自我更新和分化为多种血液细胞的能力，是维持血液系统正常功能所必需的细胞类型。
HSCs可以用于治疗多种血液系统疾病，如白血病、淋巴瘤等。在干细胞移植中，通过采集患者或供者的HSCs，经过处理后进行移植，可以替代患者自身的异常或损伤的血液系统细胞，从而实现恢复正常的血液系统功能。此外，HSCs还可以用于研究血液系统发育、造血机制等方面，有助于深入理解血液系统疾病的发生和发展机制，为疾病治疗提供新的思路和方法。
2.3组织干细胞（如神经、肝、皮肤和胃肠干细胞等）：
因组织干细胞主要来源于人类胚胎组织，因来源和伦理问题其临床应用没有可行性。
【干细胞简史】
1868年
著名的德国生物学家Ernst Haeckel首次使用“干细胞”一词来描述受精卵产生生物体所有细胞的特性。
1888年
可以说是干细胞疗法的历史元年，当时干细胞的定义首次由两位德国动物学家Theodor Heinrich Boveri和Valentin Haecker提出，他们着手确定胚胎中能够分化成更特化细胞的独特细胞群。
1902年
从事骨髓研究的组织学家Franz Ernst Christian Neumann和Alexander Alexandrowitsch Maximov的研究表明，存在共同祖细胞，这些祖细胞可以产生成熟的血细胞，这一过程也被称为造血。Maximov在此基础上提出了成纤维细胞的概念，随后Ernst Haeckel根据成纤维细胞的增殖和分化将其命名为干细胞。Maximov描述了骨髓中出现的造血细胞群。
1939年
首例报道了人类骨髓移植治疗再生障碍性贫血患者。
1957年
E. Donnall Thomas博士开创了第一个异基因造血干细胞移植 (HSCT)。 在这项初步研究中，所有6名患者都死亡，只有2名患者由于当时骨髓移植的数量和潜在危害未知而表现出短暂植入的证据。
1958年
法国肿瘤学家George Mathe进行了第一次干细胞移植，Mathe使用骨髓移植治疗了6名意外暴露于放射性物质的核研究人员。
1963年
George Mathe的另一项研究为科学界带来了曙光，他成功地对一名白血病患者进行了骨髓移植。
1969年
E. Donnall Thomas博士在美国进行了第一次骨髓移植。1990年，因“人体器官和细胞移植的研究”的贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖
骨髓移植之祖：E. Donnall Thomas博
1972年
发现环孢菌素（免疫抑制药物）的一年，据报道，异基因移植治疗再生障碍性贫血和急性髓细胞白血病的首次成功是在一名16岁的女孩身上。
1960s~1970s
Friendenstein和他的同事对骨髓抽吸物进行的一系列工作证明了成骨分化与骨髓来源的少量细胞亚群之间的关系。这些细胞后来被证明可以与造血细胞群区分开来，并且能够作为组织培养容器中的贴壁细胞快速增殖。Friendenstein团队的另一个重要突破是发现，当骨髓作为悬浮培养物接种并分化为成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞时，这些细胞可以形成集落形成单位，这表明这些细胞具有增殖和分化成骨细胞的能力。（不同的细胞类型）。
1991年
结合人类胚胎干细胞(human embryonic stem cells, hESCs)的发现，“间充质干细胞”(mesenchymal stem cells，以前称为基质干细胞或“成骨”干细胞)这一术语首次在Caplan中被创造并广泛使用至今。干细胞治疗从60年前的骨髓移植开始，历经多年的发展，成为再生医学的新型治疗药物，用于治疗许多不可治愈的疾病。
2006年
2006年，山中伸弥等把4个转录因子通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞（iPScell）。于2012年获得诺贝尔生理或医学奖。
山中伸弥（Shinya Yamanaka），京都大学教授
【干细胞临床应用适应症】
截至去年，全球已经有18款干细胞产品获批上市，6265项干细胞临床试验正在进行中，涉及200种适应症，8大系统疾病，譬如在呼吸系统、神经系统、内分泌系统、运动系统、免疫系统、生殖系统、循环系统以及消化系统等多系统领域均有成功案例报道。
1.心血管疾病
干细胞治疗心血管疾病是目前研究较为广泛的领域之一。
通过注射干细胞，使其分化为心肌细胞、内皮细胞等心血管系统细胞，从而替代受损的细胞，促进心肌再生和修复，改善心肌功能、减少心肌梗死面积、提高运动耐受力等指标，对心肌梗死、心力衰竭、冠心病等心血管疾病有明显的治疗作用。
2.神经系统疾病
干细胞治疗神经系统疾病是近年来备受关注的研究领域，其中包括帕金森病、脑卒中、脊髓损伤等多种疾病。
通过注射干细胞，促进受损神经细胞的再生和修复。例如，对于帕金森病，利用干细胞促进多巴胺神经元的再生和修复，可用于帕金森病的治疗，改善运动障碍等症状；对于脑卒中，干细胞可以促进神经元的再生和修复，改善神经功能等指标；对于脊髓损伤，干细胞可以促进脊髓神经元的再生和修复，提高患者的神经功能等。
3.呼吸系统疾病
呼吸系统疾病包括肺纤维化、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病等，这些疾病都与肺组织的损伤和死亡有关。不同类型的干细胞可以分化为多种肺组织细胞，例如肺泡上皮细胞、肺泡巨噬细胞等，从而替代受损的细胞，促进肺组织的再生和修复。
多项研究表明，干细胞治疗可以促进肺组织的再生和修复，改善肺功能、减轻症状等指标，对改善呼吸系统疾病的预后具有一定的作用。可用于肺纤维化、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病多种呼吸系统疾病的治疗。
4.骨骼系统疾病
干细胞治疗已应用于多种骨骼系统疾病，例如骨折、骨质疏松等。多项研究表明，干细胞治疗可以促进骨组织的再生和修复，改善骨密度、增加骨量等指标，对改善骨骼系统疾病的预后具有一定的作用。
5.免疫系统疾病
不同类型的干细胞可以分化为多种免疫细胞，例如T细胞、B细胞、巨噬细胞等，从而调节免疫系统的功能，促进免疫系统的平衡和正常运作，可用于自身免疫性疾病、移植排斥等疾病的治疗。
6.代谢性疾病
代谢性疾病包括糖尿病、肥胖症等，这些疾病都与代谢平衡失调有关。不同类型的干细胞可以分化为多种细胞，例如胰岛素分泌细胞、脂肪细胞等，从而促进代谢平衡，改善代谢性疾病的症状和预后。
在临床实践中，干细胞治疗已经被应用于多种代谢性疾病的治疗中，例如糖尿病、肥胖症等。
7.视网膜疾病
视网膜疾病包括黄斑变性、视网膜色素变性等，这些疾病都与视网膜细胞损伤和死亡有关。通过注射干细胞（胚胎干细胞、间充质干细胞或iPSCs皆有涉及），可以促进视网膜细胞的再生和修复，实现治疗视网膜疾病的目的。
在临床实践中，干细胞治疗已经被应用于多种视网膜疾病的治疗中，例如黄斑变性、视网膜色素变性等。多项研究表明，干细胞治疗可以促进视网膜细胞的再生和修复，改善视力、减轻症状等指标，对改善视网膜疾病的预后具有一定的作用。
【干细胞治疗IND申请】
截止今年7月，递交IND申请的干细胞疗法共有19个（以受理号记），如图：
目前，申报的干细胞新药主要还是间充质干细胞，其中最多的是人脐带间充质干细胞，另有少数多能干细胞（iPSCs），适应症涉及呼吸、骨骼、神经、免疫等多个方面的疾病。
【干细胞技术，应用前景无限】
干细胞是“生命的种子”，具有再生、替代、修复和分化能力。暂时的临床研究失败并不会阻断干细胞为人类服务的步伐，二十一世纪是再生医学的世纪，相信，通过科学家的不懈努力，技术上的突破，干细胞必将为人类的疾病治疗提供了新的方法和手段，在创伤修复、组织再生、重大疾病、抗衰美容等方面展现出巨大应用前景。
参考文献：
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