30余款干细胞产品上市背后：干细胞疗法的前景、机制与进展脉络（上）

描述：本文基于四川大学华西医院团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表的重磅综述，系统梳理干细胞疗法的分类体系、演化历史（1868-2024）、分化调控机制及三大核心治疗机制，为读者勾勒干细胞从实验室走向临床的基础图景。

信息说明

本文是基于四川大学华西医院陈爽等研究人员在国际知名期刊 《Signal Transduction and Targeted Therapy》 发表的题为“干细胞产品临床转化研究：前景与挑战”的综述框架整理而成，分上下两篇展开^[1]。

上篇聚焦于干细胞的基础分类、演化历史、分化调控及治疗机制；下篇将深入各类干细胞及衍生物的临床研究进展，盘点全球上市产品，并探讨大规模制备与质量控制等转化瓶颈。

引言：从“万用细胞”到临床现实

利用干细胞作为再生医学手段，是众多需要细胞移植的患者所急需的细胞疗法中最受追捧的技术之一。干细胞凭借其自我更新和多向分化的独特能力，被誉为“万用细胞”。

干细胞研究已成为一项国际前沿的战略性课题，全球大多数发达国家都集中力量于干细胞领域，并制定了国家计划及相关政策。这推动了干细胞研究的多项进展，涵盖基础科学、临床试验及产业化应用。

目前，全球已有37款干细胞产品作为药物在不同国家或地区获批上市，覆盖血液系统疾病、心血管疾病、神经系统疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、眼病等广泛领域。从1957年第一例异基因造血干细胞移植，到2025年中国首款干细胞新药获批，再到日本iPSC产品2026年正式纳入国民医保，干细胞科学正在实实在在地推动个体化医学和再生医学的进步。

本文分上下两篇展开：上篇聚焦干细胞的基础分类、演化历史、分化调控及治疗机制；下篇深入各类干细胞及衍生物的临床研究进展，盘点全球上市产品，探讨大规模制备与质量控制等转化瓶颈。

30余款干细胞产品上市背后：干细胞疗法的前景、机制与进展脉络（上）

一、干细胞概述：分类与来源

干细胞具有自我更新和分化能力，是研究胚胎发育、细胞分化及器官保存的重要工具。干细胞的增殖和分化潜能使其成为细胞疗法中极具前景的候选细胞。

1.1 按分化能力分类

类型	定义	代表
全能干细胞	可形成完整的生物体	受精卵
多能干细胞	可产生所有体细胞谱系，但缺乏胚外发育能力	胚胎干细胞、诱导多能干细胞
多能干细胞	胚层限制性祖细胞	部分成体干细胞
寡能干细胞	可产生≥2个谱系	造血干细胞
单能干细胞	单谱系分化	精原干细胞

1.2 按发育阶段分类

不同类型的干细胞来源于不同的组织（图1）：

类型	来源	主要特点
胚胎干细胞	受精后5-6天的囊胚内细胞团	已建立小鼠（1981年）和人（1998年）细胞系
间充质干细胞	骨髓、脐带血、脂肪组织、经血等	来源多样、易于扩增、免疫原性低
造血干细胞	骨髓、外周血、脐带血/胎盘血	首个被应用的干细胞，60多年前即用于恢复造血功能
诱导多能干细胞	体细胞重编程（皮肤成纤维细胞、外周血单核细胞等）	2006年由山中伸弥发明，解决了伦理和免疫排斥问题

1.3 干细胞治疗的两代演进

目前，干细胞治疗可分为两代：

第一代干细胞治疗：包括直接使用成体干细胞（ASCs），其中造血干细胞（HSCs）是首个被应用的，60多年前即用于恢复接受放疗和/或化疗患者的造血功能。间充质干细胞（MSCs）——包括来源于骨髓、脐带、脂肪、胎盘及牙髓组织的干细胞——因其来源多样且易于扩增，在临床转化方面取得了显著成功。

第二代干细胞治疗：包括使用多能干细胞（PSCs），以胚胎干细胞（ESCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）为代表，因其“无限”分化潜能而前景广阔。

二、干细胞研究与演化史

干细胞研究的历史，其实可以从1868年讲起。当时一位德国病理学家在研究伤口愈合的过程中，首次提出了“骨髓干细胞”的概念。不过真正成规模的研究，要到二十世纪下半叶才起步，而且最初集中在造血干细胞领域。

2.1 里程碑事件年表

年份	事件	意义
1868年	德国病理学家首次提出“骨髓干细胞”概念	干细胞概念的萌芽
1957年	E. Donnall Thomas完成第一例异基因造血干细胞移植	干细胞治疗正式登上医学舞台
1988年	首次将胎儿中脑黑质及肾上腺髓质移植到帕金森病患者脑内	干细胞治疗向神经系统疾病拓展
1995年	Caplan教授从恶性血液病患者骨髓中分离间充质干细胞并回输验证安全性	间充质干细胞从实验室走向临床应用
1995年	James Thomson建立人胚胎干细胞	开启胚胎干细胞研究，但面临伦理争议
2001年	美国总统布什发布政策限制联邦资金支持人胚胎干细胞研究	严重制约人胚胎干细胞治疗开发
2003年	日本率先将脂肪干细胞技术用于临床	干细胞实际应用开始加速
2006年	山中伸弥用Oct‑4、Sox2、Klf4和c‑Myc四个转录因子成功将小鼠胚胎成纤维细胞重编程为iPSC	解决人胚胎干细胞三大难题（来源、免疫排斥、伦理争议），获2012年诺贝尔奖
2007年	James Thomson独立完成对人成纤维细胞的重编程	独立验证iPSC技术
2008年	波士顿儿童医院完成20种疾病特异性iPSC系建立	可在培养皿中模拟疾病，研究发病机制
2009年	美国总统奥巴马解除限制；27国共同开放干细胞研究	政策松绑，国际合作明显升温
2010年	Geron公司开展首个多能干细胞疗法临床试验（治疗脊髓损伤）	里程碑式的人胚胎干细胞临床试验
2011年	日本iPSC培养技术在美国获得专利	技术全球化布局
2014年	高桥雅代教授开展首例自体iPSC来源视网膜色素上皮细胞移植治疗黄斑变性；日本出台双重监管体系	全球首例iPSC临床研究+首个专门针对再生医学的监管框架
2015年	国内首个随机双盲安慰剂对照的MSC临床试验结果发表，证明脐带MSC治疗急性心肌梗死安全有效	中国MSC临床研究水平接轨国际
2016年	Cynata公司的CYP-001进入临床试验——首个同种异体iPSC来源MSC产品	iPSC技术进入临床试验阶段
2017年	《新英格兰医学杂志》报道首例自体iPSC来源视网膜细胞治疗黄斑变性的临床研究结果	权威期刊验证iPSC临床可行性
2020年	《自然》报道全球首例iPSC技术治疗心力衰竭的1年临床随访病例（南京鼓楼医院+艾尔普再生医学）	中国在iPSC治疗心衰领域实现全球引领
2021年	首个iPSC来源CAR‑T细胞疗法（FT-819）完成首例患者给药	iPSC技术与免疫治疗融合
2022年	剑桥大学绘制人源iPSC突变图谱；邓宏魁团队报道使用化学小分子诱导产生人CiPSC	为更可控、更安全的细胞重编程开辟新路径
2023年	Heartseed与诺和诺德宣布HS-001治疗晚期心力衰竭的I/II期临床试验完成首例入组（NCT04945018）	iPSC治疗心衰全球推进
2024年	使用自体iPSC来源胰岛细胞治疗1型和2型糖尿病的临床研究取得重大突破	iPS细胞治疗糖尿病迈向临床

从1868年的一个概念，到如今在糖尿病、心力衰竭、黄斑变性、移植物抗宿主病、脊髓损伤乃至新冠肺炎等多个疾病领域展开临床探索，干细胞的发展正在实实在在地推动个体化医学和再生医学的进步。

三、干细胞的分化：从“种子”到“功能细胞”

干细胞如何从一个未分化的“种子细胞”，变成具有特定功能的组织细胞，受多个层次、多条信号通路的复杂调控。

3.1 核心信号通路——四通八达的调控网络

干细胞的分化首先受到多个核心信号通路的精确调控，这些通路的作用往往具有背景依赖性（即在不同的细胞类型和发育阶段中，同一信号通路可能发挥截然相反的作用）：

信号通路	主要功能	作用的复杂性
Wnt信号	既能维持多能干细胞自我更新，又能促进中内胚层特化	作用方向取决于细胞背景
Notch信号	通过细胞接触依赖方式维持神经干细胞静止	参与肌肉再生
Hedgehog信号	抑制状态下平衡神经干细胞增殖与胰腺祖细胞分化	双向调节
BMP通路	协同LIF维持小鼠胚胎干细胞多能性；诱导MSC向成骨软骨谱系分化	双重功能，双向调节

这些通路之间相互影响（如Wnt与Notch在成骨过程中的协同），形成了一个复杂的信号网络，需要在时空上精确调控才能实现治疗性引导。

3.2 转录因子与表观遗传——命运决定的“开关”

转录因子与表观遗传机制构成了干细胞命运决定的分子框架。

核心多能性因子Oct4、Sox2和Nanog通过激活多能性相关基因并抑制分化程序，维持干细胞的未分化状态。这些因子发挥作用的前提是染色质处于允许性状态，包括低DNA甲基化、二价组蛋白修饰（同时存在激活性的H3K4me3和抑制性的H3K27me3）以及开放的染色质结构。

当干细胞启动分化时，DNA甲基转移酶介导的甲基化、组蛋白修饰的改变以及非编码RNA（如microRNA和RNA的m⁶A修饰）的调控，共同沉默多能性基因并激活谱系特异性程序，从而推动细胞沿着特定方向分化。

3.3 干细胞微环境——龛的引导作用

干细胞所处的微环境——即干细胞龛——整合了生物力学、生物化学和代谢信号，对分化方向产生重要影响：

• 生物力学：细胞外基质的硬度是一个关键因素。软基质（<1 kPa）倾向于引导神经元分化，而较硬的基质（25–40 kPa）通过整合素-YAP/TAZ机械转导途径促进成骨分化。
• 生物化学信号：龛中分泌的因子（如FGF、EGF及造血基质信号）提供精细的生化调控。
• 代谢状态：代谢从糖酵解向氧化磷酸化转变，低氧环境（1–5% O₂，通过HIF稳定化介导）将能量代谢与命运决定联系起来。

考虑到龛组分在生理和病理条件下是动态变化的，未来的临床转化需要采用个体化策略，充分考虑患者和损伤特异性微环境的差异，从而实现对干细胞分化方向的精准调控。

四、干细胞疗法的作用机制——三条路径通向修复

第一，细胞替代与分化机制是干细胞疗法的直接策略，但不同细胞类型的适用性差异显著。造血干细胞通过移植后在体内直接分化，已在临床上成功用于治疗血液系统恶性肿瘤，其机制明确、疗效确切。相比之下，间充质干细胞和人多能干细胞因体内分化能力差且存在致瘤风险，直接用于替代疗法时面临较大局限。更具前景的策略是将人多能干细胞在体外定向分化后再进行移植，但这种方式需要建立标准化的人类白细胞抗原（HLA）匹配细胞库，才能实现规模化、个性化的临床应用。

第二，分泌组效应——尤其是间充质干细胞的旁分泌作用——通过动态释放多种活性分子，发挥免疫调节和组织修复功能。干细胞分泌的低免疫原性有利于植入，而其释放的外泌体、细胞因子（如前列腺素E2、血管内皮生长因子、miR-146a等）能够调节T细胞、B细胞、自然杀伤细胞和巨噬细胞等免疫细胞的功能，促进血管生成，同时抑制纤维化和细胞凋亡。需要特别指出的是，这种分泌效应具有环境依赖性：干细胞会根据周围炎症微环境的变化，动态调整其分泌谱，从而实现精准的免疫和组织修复调节。

第三，干细胞来源的外泌体在分子水平上通过多条信号通路的协同串扰，实现综合修复效应。关键通路包括：通过PTEN/Akt和NF-κB通路调控炎症反应，通过TGF-β/Smad通路促进组织再生，以及通过HIF-1α/ERK通路介导血管和器官保护。这种多通路、多靶点的信号协同作用，构成了外泌体在神经退行性疾病、骨关节炎等多种疾病中治疗潜力的分子基础。因此，在临床应用中，优化时空特异性的通路调控，将是进一步提升干细胞疗法效果的关键方向。

五、上篇结语：从科学奇迹到临床现实的第一步

以上，我们系统梳理了干细胞疗法的分类体系、波澜壮阔的演化历程、精密的分化调控网络，以及细胞替代、旁分泌与外泌体信号三大核心治疗机制。

从1868年“骨髓干细胞”概念的萌芽，到2024年iPSC治疗糖尿病的重大突破，干细胞科学用一百五十多年的时间，向世人展示了其修复组织、替代受损细胞、调控免疫微环境的巨大潜力。全球已上市的30余种产品、在神经退行性疾病、心血管疾病、自身免疫病等领域取得的临床成功，无不预示着再生医学时代的曙光已然降临。

然而，从实验室走向病床，从个案成功迈向普适疗法，干细胞产品的临床转化之路绝非坦途。一篇综述的光明前景之下，往往暗藏着制约其规模化应用的深层挑战：例如，不同细胞类型的临床研究各自面临怎样的瓶颈？衍生物（如细胞外囊泡）能否承担“无细胞疗法”的重任？全球已上市的干细胞产品为我们提供了哪些经验？大规模制备与质量控制又如何实现？

六、敬请关注下篇

亲爱的读者，本篇为您揭示了干细胞疗法的宏大前景与理论基础。在接下来的 《干细胞产品临床转化研究：前景与挑战（下篇）》中，我们将聚焦于具体的临床转化实践，内容将涵盖：

• 各类干细胞产品的临床研究：包括造血干细胞、间充质干细胞、多能干细胞以及其他成体干细胞的最新临床进展与应用现状
• 干细胞衍生物的临床研究：重点介绍细胞外囊泡这一“无细胞”再生医学工具的研究热点与转化前景
• 全球已上市的干细胞产品：盘点上市产品的类型、适应症与市场表现
• 干细胞产品的临床前大规模制备与质量控制：直面规模化生产中的技术瓶颈与监管科学难题
• 结论与展望：综合评估干细胞产品临床转化的整体态势，并展望未来突破方向

七、常见问题解答（FAQ）

问1：什么是“干细胞”？为什么被称为“万用细胞”？

干细胞是具有自我更新和多向分化能力的细胞，能够在一定条件下分化为多种功能细胞。其独特性在于：既可不断复制自身（自我更新），又可“变身”为特定功能的细胞（分化），因此被誉为“万用细胞”。在再生医学中，干细胞可用于修复或替换受损的组织和器官。

问2：间充质干细胞（MSC）和诱导多能干细胞（iPSC）有什么区别？

维度	间充质干细胞	诱导多能干细胞
来源	骨髓、脐带、脂肪组织等成体组织	体细胞重编程（如皮肤、血液细胞）
分化潜能	多能（胚层限制）	多能（可分化所有体细胞类型）
伦理争议	无	解决了人胚胎干细胞的伦理问题
安全性	致瘤风险极低	需长期随访验证致瘤风险
代表应用	GvHD、骨关节炎、心肌梗死	帕金森病、心力衰竭、黄斑变性

问3：干细胞治疗的三大核心机制分别是什么？

1. 细胞替代与分化：干细胞在体内直接分化填补病灶（如造血干细胞移植治疗血液病）
2. 分泌组效应（旁分泌） ：通过释放外泌体、细胞因子等活性分子发挥免疫调节和组织修复作用
3. 外泌体信号协同：干细胞来源的外泌体携带多种生物活性分子，通过PTEN/Akt、TGF-β/Smad、HIF-1α/ERK等多条信号通路协同实现综合修复效应

问4：干细胞疗法安全吗？有没有致瘤风险？

不同细胞类型的安全性特征不同：

细胞类型	安全性特征
造血干细胞	60余年临床验证，安全性较高，但需处理免疫排斥和移植物抗宿主病
间充质干细胞	致瘤风险极低，免疫排斥小，被认为是目前较安全的干细胞类型
多能干细胞	存在理论致瘤风险，需体外定向分化后再移植。iPSC的致瘤风险需长期随访验证

任何干细胞治疗均应在充分知情同意和长期随访框架下进行。

问5：目前全球有多少款干细胞产品获批上市？主要适应症是什么？

截至2025年底，全球已有37款干细胞产品作为药物获批上市，覆盖血液系统疾病、心血管疾病、神经系统疾病、自身免疫病、糖尿病、眼病等多个领域。重点关注产品包括：

产品	地区	适应症	获批年份
Hemacord	美国	造血干细胞移植	2011
Ryoncil	美国	儿童SR-aGvHD	2024
艾米迈托赛注射液	中国	急性移植物抗宿主病	2025
Amchepry	日本	帕金森病	2026

问6：全球干细胞研究的整体态势如何？

截至2024年11月，全球仅在美国临床试验注册网站（ClinicalTrials.gov）上，以“干细胞”为干预措施的注册研究就已超过8200项，覆盖血液系统疾病、心血管疾病、神经系统疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、眼病等广泛领域。从地域分布看，美国、中国、日本和韩国是全球干细胞研究的核心力量。

问7：中国在干细胞产品研发方面的进展如何？

根据国家药监局药品审评中心公开信息，截至2024年11月，中国已有超过130项干细胞药物临床试验申请被受理。2025年1月，铂生卓越生物科技的艾米迈托赛注射液（睿铂生）获NMPA附条件批准，成为中国首个上市的干细胞治疗药物，用于治疗14岁以上消化道受累为主的激素治疗失败的急性移植物抗宿主病。

问8：干细胞在疾病治疗中的核心价值是什么？

干细胞治疗的核心价值在于从病因层面修复组织、替代受损细胞、调控免疫微环境。与传统疗法（仅缓解症状）不同，干细胞疗法有望实现：

• 逆转疾病进程：如在帕金森病中补充多巴胺能神经元
• 重塑免疫稳态：如在移植物抗宿主病中调控T细胞过度激活
• 修复组织损伤：如在心衰中促进心肌修复

问9：干细胞疗法的临床研究覆盖哪些疾病领域？

目前，干细胞临床研究已覆盖超过20个疾病领域，包括但不限于：

• 血液系统疾病：白血病、淋巴瘤、再生障碍性贫血（造血干细胞已是金标准）
• 心血管疾病：心肌梗死、心力衰竭
• 神经系统疾病：帕金森病、脊髓损伤、脑卒中
• 自身免疫性疾病：移植物抗宿主病、克罗恩病、多发性硬化
• 代谢性疾病：糖尿病、肝纤维化
• 眼病：黄斑变性、视网膜色素变性
• 骨科疾病：骨关节炎、软骨缺损
• COVID-19并发症：急性呼吸窘迫综合征

问10：从实验室到临床应用，干细胞产品面临哪些主要挑战？

干细胞产品临床转化的核心瓶颈包括：

挑战	描述
大规模、标准化制备	干细胞是“活的药物”，批次间差异大，需建立统一的生产与质控体系
安全性评估	需长期随访验证致瘤风险、免疫原性等
移植后追踪	需建立可靠的细胞体内追踪方法
疗效评估	多靶点效应使得传统RCT设计面临挑战
个体化差异	患者年龄、病因、微环境差异影响治疗效果一致性

敬请关注下篇，我们将深入探讨这些挑战的解决方案和未来展望。

参考资料

[1]：Chen S, Zhang L, Ren Y, Bai X, Wei X, Chai M, Cui S, Zhao X, Deng H. Clinical translational research on stem cell products: prospects and challenges. Signal Transduct Target Ther. 2026 May 13;11(1):178. doi: 10.1038/s41392-026-02582-y. PMID: 42135300; PMCID: PMC13176351.

免责说明：本文仅用于传播科普知识，分享行业观点，不构成任何临床诊断建议。本文内容不能替代医生或药剂师的专业建议。所有治疗决策请咨询正规医疗机构专科医生。杭吉干细胞所发布的信息仅供参考。如有版权等疑问，请随时联系。

下篇预告：敬请期待 《干细胞产品临床转化研究：前景与挑战（下篇）》 ，深入解读各类干细胞产品的临床研究进展、全球上市产品盘点、大规模制备与质量控制等转化瓶颈及未来突破方向。