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近年来，全球范围内细胞治疗技术和产业化快速发展，国家级主管部门出台多项扶持政策，干细胞产业迎来全面腾飞。随着干细胞临床应用的需求不断扩大，低效、复杂的干细胞扩增技术，限制了产业化应用的规模。一种创新性的解决方案——可溶性微载体，解决了干细胞扩增和收集的难题，翻开了干细胞产业化的新篇章。
干细胞在疾病治疗、组织修复、抗衰美容等多领域具有极大的发展潜力和临床应用价值，近年来已成为生命科学领域的重要方向之一，受到全球范围的广泛关注。
一、干细胞基础研究背景
干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。
图1 干细胞来源
根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞；根据干细胞的分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
图2 干细胞分类
干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，被医学界称为"万用细胞"。干细胞每一项重大研究进展都将给人类带来不可估量的收益 。美国《科学》杂志于1999年将干细胞研究列为世界十大科学成就的第一，排在人类基因组测序和克隆技术之前。2008年，诱导性多能干细胞研究分别被《自然》和《科学》杂志评为第一和第二位的重大科学进展。2007年和2012年的诺贝尔生理或医学奖都颁给了有可能让人类长生不老的干细胞研究。Vincent Giampapa博士也以干细胞领域的研究被提名2014年诺贝尔奖。
在人们健康意识逐渐强烈的时代背景下，随着关键技术的不断突破，干细胞的研究将为临床医学提供更为广阔的应用前景。
二、干细胞产业应用范围
干细胞技术最显著的作用就是能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官，用以治疗多种传统方法难以治愈的疾病。干细胞在疾病治疗、组织修复、抗衰美容等多方面极具发展潜力和临床应用价值，成为生命科学领域的重要方向之一。
图3 干细胞技术临床应用
干细胞治疗属于一种细胞生物疗法，对患者身体没有明显的影响。利用干细胞具有的自我复制和分化的能力来修复体内的受损细胞，从而达到机体功能重建的目的。目前应用最成熟的是利用造血干细胞移植进行造血和免疫系统的重建，同时随着干细胞基础技术的快速发展，其它干细胞应用如间充质干细胞、心肌干细胞、诱导性多能干细胞等细胞替代治疗的相关临床研究也在陆续开展，在部分领域已经取得了突破性进展。
三、干细胞产业技术难点
干细胞的产业化发展由上游的干细胞库、中游的干细胞增殖和研究以及下游的干细胞治疗三部分组成，形成一条很大的产业链。
图4 干细胞产业链
产业链上游是指干细胞的采集和存储业务，是目前最主要、最成熟的干细胞领域的产业化项目。该产业链环节所需的技术要求不高，所以准入门槛不高，发展较成熟。
产业链中游是干细胞增殖以及干细胞制剂的新药研发，是干细胞产业链中最重要的一环。干细胞原始数量都很有限，要达到临床应用的细胞数量级，就必须经过体外的扩增培养。因此，干细胞体外扩增培养技术是临床应用技术的关键。
产业链下游是干细胞治疗和应用。作为一种正在研究探索中的新治疗方法，干细胞治疗对于人体的安全性、有效性尚待进一步验证，还需要更多的基础研究工作来给予干细胞的临床治疗提供支持，在探索中掌握干细胞转化及产业化规范发展的客观规律并稳步推进。
从产业技术角度来看，干细胞中游研发是下游临床应用成功的关键，而其中干细胞体外增殖又是中游干细胞药物研发的关键环节之一。数据显示，一次成功的治疗大约需要109个细胞，这就要求分离出来的干细胞必须在短时间内经过有效的体外扩增获得大量高质量的干细胞，从而达到细胞治疗效果。因此，干细胞体外培养环境的选择至关重要。传统的二维平面扩增的干细胞较难在短时间内得到足够的细胞量，且过多传代次数会造成干细胞质量下降。三维微载体通过降低大规模生产中的固定成本（如场所、人力资源）和可变成本（如培养基消耗）实现了更高效的细胞生产。然而，大多数市售的微载体并不适用于细胞治疗产品，需要下游工艺将微载体与消化下来的细胞分离，增加了生产过程的复杂性和成本；此外，细胞扩增后贴壁很牢时，很难有效地从微载体上解离下来，降低了细胞总产量和功能。
康宁生命科学最近上市了一类新型的可溶性微载体，专门针对以收获细胞为目的的大规模培养而设计，解决了干细胞扩增和收集的难题。这种新型的可溶性微载体由多糖聚合物组成，可在细胞收获期间完全溶解，缩短细胞消化时间，减少消化酶对细胞的影响，且不需要物理分离细胞和微载体，提高细胞收获率，从而节约生产成本和人力成本，并更好地维持细胞健康和功能。研究表明，康宁可溶性微载体可支持人间充质干细胞（hMSC）、人诱导多能干细胞（hiPSC）等多种细胞类型的高效生产和收获，并能很好地维持干细胞特性。康宁可溶性微载体细胞培养技术为干细胞治疗药物的开发奠定了基础。
资料来源：康宁生命科学
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