国际组织工程的产业化进程,目前整体处于由应用基础研究向产业化发展的关键过渡时期。目前已通过FDA审批的组织工程产品主要集中于皮肤替代物,共有三种产品用于治疗皮肤病理性慢性创面及烧伤创面的覆盖。
回顾中国组织工程发展之初,研究方向为选择以组织构建为重点突破、直接在大动物体内进行组织修复这一研究策略。通过几年的研究,中国组织工程研究不但在总体上达到国际先进水平,在组织构建方面特别是在人有完全免疫功能的高等动物体内构建软骨、肌腱和皮肤并修复相应组织缺损的动物实验研究及初步临床应用处于国际领先水平。更重要的是中国组织工程研究选择了一条与国外注重体外研究截然不同的道路,以组织构建与体内组织修复为核心,具有中国特色与领先水平,同时又能满足国家经济和社会发展实际需求的组织工程研究道路。从学科构成与发展链的角度来讲,中国组织工程首先进行了“下游”的应用及应用基础研究,而对“上游”基础研究则采取了“拿来主义”的策略,通过充分的消化、吸收,应用于组织构建研究中。
中国组织工程研究整体应坚持以组织构建为核心,主要理由如下:
首先,组织工程的科学目标是细胞水平和分子水平构建具有生命力的生物体,也即通过组织工程化的组织构建形成组织与器官,在体内进行组织工程化组织构建与缺损修复,从结构与功能上完全再生损伤组织,为临床医学探索一条组织、器官损伤修复的新途径提供理论依据,是组织工程研究的最根本目标,这也是组织工程研究核心及具有重大应用价值的意义之所在。中国社会经济发展现状及临床治疗的巨大需求,为社会经济发展服务。
其次,由于中国组织工程研究在整体研究力量上还处于劣势,而美国等发达国家在相关基础生命科学领域具有雄厚的研究基础和优良的研究条件以及多年建立的研究系统与规则,使其能够全面开展基础领域的相关研究。在这种竞争态势下,短期内取得突破是十分困难的,即使有所突破也只能集中于个别研究点上,无法形成整体的优势。
第三,非常重要的是,中国组织工程研究已经在组织构建领域形成了自己的特色,掌握了大量第一手的组织构建及体内组织形成的实验数据,发现了很多国内外均未曾报道过后科学现象,形成了在组织构建领域的领先优势。
第四,美、欧、日等发达国家在组织工程领域的研究重点也逐渐转向组织构建领域,这是由组织工程的学科特点和学科发展规律决定的。
中国组织工程研究重点开展结构性组织的组织工程研究,在干细胞诱导分化、生物材料开发与应用、组织构建技术的完善,特别是组织工程的临床应用等方面取得了飞速发展,已成为国际组织工程研究的主要力量之一,产业化发展前景已经初现曙光。研究成果标志着中国组织构建领域已具备向临床应用及产业化发展的基础,推动了国际组织工程研究向临床应用方面迈出了重大一步。主要标志包括:①中国第一个组织工程产品,由陕西艾尔肤组织工程公司生物的组织工程皮肤通过国家药监局审核,开始进入临床试用阶段。②接近10家公司的组织工程产品,包括组织工程骨、组织工程软骨、组织工程神经等正式进入国家药监局申报程序。③组织工程国家工程研究中心在上海正式落成并交付使用,这一中心是目前国际上规模最大的组织工程与再生医学中心。④干细胞与组织工程863重大专项正式启动,这一专项是“十一五”863启动的第一个重大专项。⑤由国家药监局中检所奚廷斐教授领衔的课题组,完成了多项组织工程产品标准的制定工作,为组织工程产业发展提供了法律保障。
因此,中国组织工程专业性研究队伍已经初步建立,组织工程产业化开发体系初步形成。
中国政府对组织工程研究从基地建设、课题立项与产业化发展等方面给予了多年持续的重点资助,及大地推动了中国组织工程的发展。除上海组织工程国家工程研究中心人微言轻国家级研发基地外,北京、成都、西安等地相继成立了组织工程研究中心,申报多项具有自主知识产权的专利技术,并进行了组织工程临床应用的产品开发,目前已有几个项目正在进行临床前期实验,其中有些项目具有较强的产业竞争优势。以这些中心为主要的研发基地,通过向周围地区的辐射与合作研究,通过多学科的交叉与合作,尤其是与临床医学的合作,使中国组织工程产业化开发的体系初步形成,为形成大规模的组织工程生物科技产业奠定了基础。
但我们应该清醒地认识到,由于组织工程研究内容几乎覆盖整个生命科学领域,因此中国在基础研究层面上还存在一定的差距,尤其是缺乏深入与实际的学科交叉与合作,使中国组织工程研究在生物材料、生物反应器等交叉领域与国际先进水平相比还存在一定的差距。组织工程的发展将在使组织工程产品在一致安全性和有效性的规则下进行,包括细胞或组织来源、材料的特性和检测、质量保证和控制以及临床前和临床评价。组织工程产品工业化生产的关键挑战之一是对各种材料的质量控制。在中国,组织工程研究进入成果转化与产业化过程,必须道德解决法律及相关产品标准制定与产品安全性评价的问题,通过建立细胞培养、生物材料制备、组织构建与植入和治疗效果的评价等标准体系,最终完成组织工程的产业化准备与实施。中国目前相关规定与法律约束尚不健全,组织工程产业化的实际操作尚缺乏法律性保护与约束。
中国近几年在组织工程研究和产品开发方面取得了很大进展。如上海市第九人民医院组织工程研究中心、四川大学华西医院、军事医学科学院基础医学研究所、中科院大连化学物理研究所等单位。目前在组织工程基础研究领域的学术水平与国际水平的差距逐渐缩小。
目前,欧美国家在基础研究如干细胞的发现、鉴定等领域优先于中国,大部分研究局限在体外进行。在利用干细胞(如骨髓间质干细胞或胚胎干细胞)构建组织工程化组织体内研究方面,中国的水平高于欧美国家。在组织工程应用研究领域,如各种组织工程化组织构建的大型动物实验方面,明显领先于西方国家。作为组织工程化组织未来应用的重要环节-组织工程化组织的临床应用,中国也走在西方国家的前面,但组织工程产品的研究历史及种类不及西方国家。中国有些组织工程研究单位的规模和科研水平可以与西方国家媲美,但就国家总体水平和开展的广度而言,还落后于西方国家。