【日本iPS細胞研究報告(九)】京都大學篇:申請血小板臨床試驗

據2018年8月20日日本媒體報道，京都大學iPS細胞研究所的江藤浩之教授(兼千葉大學教授)等已於當月19日前向厚生勞動省遞交了基於iPS細胞(人工誘導多能幹細胞)的血小板臨床試驗計劃申請。該臨床研究計劃通過惡性血液病患者來源的iPS細胞，大量生產血液成分中具有止血功能的 「血小板」，然後再回輸到患者自身體內以期達到治病救人的目的（圖1）。

圖1 iPS細胞製備的血小板輸血臨床研究示意圖

基於iPS細胞的再生醫療近年來捷報頻傳，從2014年理化學研究所的PI高橋政代針對眼疾的臨床試驗正式拉開帷幕，到今年五月份大阪大學的團隊展開心臟病臨床研究，再到八月份京都大學的另一個團隊向帕金森氏症宣戰。此次目標疾病群體是 「再生障礙性貧血(aplastic anemia／aplastic anaemia, 又稱再生不良性貧血，簡稱再障)」 者。該類患者脊髓中負責生成血液成分的細胞出現功能衰竭，不能正常產生血小板，導致體內出血傾向增高，發病以青中年為主。情形嚴重時，可能導致腦出血、眼底出血等高危險狀況。輸血用血小板的獲得目前主要依賴於獻血。由於不能冷凍保存，所以有效存儲期僅有短短的4天左右，並且存在長期短缺的問題。

江藤浩之教授

除了本次臨床申請以外，江藤浩之教授(圖2)參與創建的——Megakaryon 株式會社(京都市)，正在研究利用京都大學培育存儲的異體iPS細胞來製備輸血用血小板，以緩解血小板供應不足問題。Megakaryon 株式會社是由三輪玄二郎等企業家於2011年新成立的初創公司(圖3)，首席科學代表為東京大學醫學研究所中內啟光教授。江藤浩之教授作為項目負責人，承擔開展了該公司的 「人類血小板生產的開發」 一課題。

圖3 Megakaryon株式會社公開成熟巨核球

2018年7月13日日本媒體相繼報道，京都大學iPS細胞研究所研究生兼Megakaryon 株式會社主任研究員伊東幸敬與中村壯助教、江藤浩之教授等一起，成功搭建出用人源iPS細胞大量生成輸血用高品質血小板的技術平台(圖4)。自治醫科大學、滋賀醫科大學、名古屋大學、慶應義塾大學、宮崎大學、佐竹化學機械工業株式會社等共同參與的該項研究，可以滿足實際臨床應用中單次輸血必須1000億個以上血小板的大量需求。

圖4 血小板製備過程示意圖

為了摸索巨核細胞生成血小板的最佳理想條件，研究團隊仔細觀察了小鼠體內反應，最終發現骨髓和血管中產生的湍流現象(Turbulent flow)會激活血小板的生成。同時，團隊開發出能夠體外再現體內湍流現象的豎式培養裝置（圖5）。該研究成果已在線發表於2018年7月13日的《Cell》上。

圖5 體外湍流生成臨床用級別血小板示意圖

研究團隊還發現，即使培養體積不同，血小板生成所需的湍流能量及剪切應力的最適條件亦保持不變。從而一舉解決了擴大培養走向實際應用的最大障礙。研究團隊目前採用的培養容器為8升，計划下步增大到50升，即可同時滿足多名患者輸血需要(圖6)。血小板生產全程無菌操作降低了感染的風險，同時規模化穩定生產可以大大削減單位獲取成本，從而打破對獻血的絕對依賴。

圖6 湍流再現豎式培養裝置

本次臨床試驗計劃招募患者1名，從患者血液中誘導出iPS細胞，然後分化出血小板的前身--巨核細胞(Megakaryocyte)(圖7)。通過體外培養巨核細胞從而得到大量血小板。最後分數次回輸到患者血中，來驗證該療法的安全性和有效性。此類患者屬於免疫排斥敏感體質，通過自體細胞誘導的iPS細胞來生成血小板，理論上可以將排斥反應降到最小化。

圖7 iPS細胞由來的血小板前身-巨核細胞

供稿 宋傑
編輯修改 客觀日本編輯部

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