日本iPS细胞研究报告(九)京都大学篇:申请血小板临床试验

据2018年8月20日日本媒体报道，京都大学iPS细胞研究所的江藤浩之教授(兼千叶大学教授)等已于当月19日前向厚生劳动省递交了基于iPS细胞(人工诱导多能干细胞)的血小板临床试验计划申请。该临床研究计划通过恶性血液病患者来源的iPS细胞，大量生产血液成分中具有止血功能的 “血小板”，然后再回输到患者自身体内以期达到治病救人的目的（图1）。

图1 iPS细胞制备的血小板输血临床研究示意图

基于iPS细胞的再生医疗近年来捷报频传，从2014年理化学研究所的PI高桥政代针对眼疾的临床试验正式拉开帷幕，到今年五月份大阪大学的团队展开心脏病临床研究，再到八月份京都大学的另一个团队向帕金森氏症宣战。此次目标疾病群体是 “再生障碍性贫血(aplastic anemia／aplastic anaemia, 又称再生不良性贫血，简称再障)” 者。该类患者脊髓中负责生成血液成分的细胞出现功能衰竭，不能正常产生血小板，导致体内出血倾向增高，发病以青中年为主。情形严重时，可能导致脑出血、眼底出血等高危险状况。输血用血小板的获得目前主要依赖于献血。由于不能冷冻保存，所以有效存储期仅有短短的4天左右，并且存在长期短缺的问题。

江藤浩之教授

除了本次临床申请以外，江藤浩之教授(图2)参与创建的——Megakaryon 株式会社(京都市)，正在研究利用京都大学培育存储的异体iPS细胞来制备输血用血小板，以缓解血小板供应不足问题。Megakaryon 株式会社是由三轮玄二郎等企业家于2011年新成立的初创公司(图3)，首席科学代表为东京大学医学研究所中内启光教授。江藤浩之教授作为项目负责人，承担开展了该公司的 “人类血小板生产的开发” 一课题。

图3 Megakaryon株式会社公开成熟巨核球

2018年7月13日日本媒体相继报道，京都大学iPS细胞研究所研究生兼Megakaryon 株式会社主任研究员伊东幸敬与中村壮助教、江藤浩之教授等一起，成功搭建出用人源iPS细胞大量生成输血用高品质血小板的技术平台(图4)。自治医科大学、滋贺医科大学、名古屋大学、庆应义塾大学、宫崎大学、佐竹化学机械工业株式会社等共同参与的该项研究，可以满足实际临床应用中单次输血必须1000亿个以上血小板的大量需求。

图4 血小板制备过程示意图

为了摸索巨核细胞生成血小板的最佳理想条件，研究团队仔细观察了小鼠体内反应，最终发现骨髓和血管中产生的湍流现象(Turbulent flow)会激活血小板的生成。同时，团队开发出能够体外再现体内湍流现象的竖式培养装置（图5）。该研究成果已在线发表于2018年7月13日的《Cell》上。

图5 体外湍流生成临床用级别血小板示意图

研究团队还发现，即使培养体积不同，血小板生成所需的湍流能量及剪切应力的最适条件亦保持不变。从而一举解决了扩大培养走向实际应用的最大障碍。研究团队目前采用的培养容器为8升，计划下步增大到50升，即可同时满足多名患者输血需要(图6)。血小板生产全程无菌操作降低了感染的风险，同时规模化稳定生产可以大大削减单位获取成本，从而打破对献血的绝对依赖。

图6 湍流再现竖式培养装置

本次临床试验计划招募患者1名，从患者血液中诱导出iPS细胞，然后分化出血小板的前身--巨核细胞(Megakaryocyte)(图7)。通过体外培养巨核细胞从而得到大量血小板。最后分数次回输到患者血中，来验证该疗法的安全性和有效性。此类患者属于免疫排斥敏感体质，通过自体细胞诱导的iPS细胞来生成血小板，理论上可以将排斥反应降到最小化。

图7 iPS细胞由来的血小板前身-巨核细胞

供稿 宋杰
编辑修改 客观日本编辑部