客觀日本

利用iPS細胞挑戰腎臟再生,減量人工透析患者

2022年03月02日 生物醫藥
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(左)石切山 俊博、ege Nephro公司代表董事社長,(中)長船 健二、董事最高科學顧問/京都大學iPS細胞研究所教授,(右)山口 勝久、董事兼CFO

【導讀】雖然醫學已經取得顯著進步,但腎臟的功能一旦惡化就很難冶癒和恢復,除了腎移植外尚無其他根治方法。因此,如果腎功能惡化,患者必須終身接受人工透析,這將不可避免地導致生活品質的大幅下降。對此,Rege Nephro公司(京都府京都市)開發了移植可以保存腎臟的腎祖細胞的細胞療法,並計劃推進實用化。爲減量人工透析患者,該公司將挑戰利用人類iPS細胞實施再生醫療。

模式小鼠驗證了效果
但製藥公司最終退出實用化

腎臟是活體內兩個約爲拳頭大小的器官,負責過濾血液並將廢棄物和多餘的鹽分以尿液的形式排出體外。如果腎功能受損,廢棄物就會在活體內堆積,威脅生命,但目前除腎移植外尚未確立有效的冶癒方法。腎移植的供體相對於患者數量來說少之甚少。因此,很多患者必須終身進行人工透析。目前日本大約有34萬名透析患者,而可能會隊形變換成透析患者的慢性腎病(CKD)患者預計達1300多萬人,佔成年人的七分之一。

爲改善這種現狀,京都大學iPS細胞研究所的長船健二教授正在研究防止CKD惡化的冶癒方法。長船說:「很多器官和組織都有自我再生能力,即使患病或受傷也能恢復到原來的狀態,但腎臟不具備這種能力。當我還是醫學院學生時就對此很感興趣。」長船的醫學科學生時代,再生醫療研究還不太活躍,受傷的腎臟被認爲是無法恢復的。

長船畢業後作爲腎内科醫學家積累了臨牀經驗後,於2000年進入東京大學研究生院理學系研究科讀博士,就是希望開發一種能夠救治更多患者的冶癒方法。他在調查小鼠胎兒期的腎臟形成程序時,於2006年全球首次發現了從腎臟血液中清除廢棄物的腎單位祖細胞(圖1)。由於腎臟結構比較複雜,即便是獲得了腎單位祖細胞,也很將其難培養能成可以爲患者移植的腎臟。

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圖1:腎臟中大量存在的腎單位負責從血液中清除廢棄物,產生尿液。長船發現了產生這種腎單位的祖細胞,目前正打算用於細胞療法。

2008年長船前往京都大學iPS細胞研究中心(當時名稱,現爲iPS細胞研究所)開始致力於向CKD患者的腎臟移植腎單位祖細胞的研究。當時他得知,業界正在推進移植組織幹細胞保存受傷器官的細胞療法。長船回憶說:「當時我們認爲,如果能參考該方法,利用iPS細胞培養腎單位祖細胞進行移植,就能做到可以保存腎臟。」

2015年實施了向腎病模式小鼠的腎套膜下移植腎單位祖細胞的實驗,發現與CKD患者使用的保存腎臟的藥物相比有望更好地抑制病徵的惡化。目前仍在調查詳細的機制,不過長船認爲,可能是腎單位祖細胞分泌的分子在保存腎臟的同時預防了腎纖維化,從而抑制了病徵惡化。

因此,爲了在需要透析冶癒之前抑制CKD患者的病徵惡化,長船與製藥公司推進了聯合研究,但未能實施實用化。但長船也非常感激地表示:「一般來說,必須優先考慮盈利的製藥公司如果不能在2~3年内實施實用化,就很難繼續操作推進研究了。雖然(製藥公司)最終退出了實用化研究,但因爲他們對腎單位祖細胞移植寄予了厚望,一直堅持參與了6年之久。」

被熱情所感動創業
來年起動臨牀試驗

之後長船依然一直堅信自己的研究能給CKD患者帶來福音,堅持探索實用化的道路。後經朋友介紹認識了石切山俊博代表董事。曾在國内外的製藥公司擔任過高管的石切山回憶當時說:「技術水平高自不必說,(長船)一心爲患者着想的熱情令我深受感動。之前一直把利潤放在第一位,但這次我想在這項研究上賭一把。」於是,石切山和長船於2019年9月成立了Rege Nephro公司。

爲了確立冶癒方法,必須研究其安全。據說iPS細胞如果殘留下一定的數量未分化就有發生腫瘤的風險,長船未使用會引起癌症的基因,用於導入基因的電腦病毒也開發了安全的類型。另外,還成功開發了能切實誘導iPS細胞分化爲腎單位祖細胞的獨特技術。由此確立了不會產生副作用的方法,預定2022年實施安全性試驗法,2023年針對患者實施臨牀試驗。

長船介紹說:「進行腎移植後,腎臟功能可能會迅速受損,因此最初打算以接受過腎移植的患者爲物件,應答移植腎單位祖細胞能否保存腎臟」(圖2)。腎移植患者爲抑制免疫排斥會服用免疫抑製劑,所以不容易對腎單位祖細胞發生排斥反應。另外,腎臟通常位於腰部深處,而移植腎植在腹股溝的淺部,因此移植腎單位祖細胞時可以減輕患者的負擔。

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圖2:利用他人的iPS細胞培養腎單位祖細胞,移植到慢性腎病患者的腎套膜下。目前正在驗證安全和效果以及開發向腎臟移植腎單位祖細胞的器具。

成果戰略性商業化
確保穩定收益

此前利用iPS細胞培養移植細胞的成本非常高,長船還開發出了大量培養腎單位祖細胞的技術。負責財務的山口勝久董事兼CFO介紹說:「把移植腎單位祖細胞的人均費用控制在了400萬日元左右。」每位患者每年進行人工透析的醫療費用約爲400萬日元,即使只能將患者開始透析的時間推遲1年也是非常值得的。

但不難想像,距離這種冶癒方法實施實用化還需要大量的資金和時間。Rege Nephro已經利用腎單位祖細胞成功培養出包含腎小球和腎小管的腎類器官,預定首先面向藥物開發和病理分析用途推進商業化。山口就公司戰略表示:「初創企業如何持續籌集資金很重要。我們的目標是,即使是處於研究階段的成果,也要發現其價值推進商業化,從而確保收益。」

全球大約有8.5億CKD患者,無論國内還是海外都有無數人在焦急地等候腎臟的有效冶癒方法。長船開發的iPS細胞源腎單位祖細胞治療法如果能成功,不僅可以減量人工透析患者,還能減量醫療費用。三人的堅實步伐即將改變世界。

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日語原文

文:JSTnews 2月號
中文:JST客觀日本編輯部