日本「iPS細胞發源地」點名臺灣半導體優勢

專訪京大CiRA:連袂陽明交大 迎擊iPS細胞臨床應用五大挑戰

撰文記者 吳培安
日期2022-05-20
在京都大學客座教授陳玠甫(右)牽線下,CiRA與陽明交大促成了臺日合作,共同研發iPS細胞的次世代自動化3D製備技術。今年4月,CiRA研發中心長塚原正義(中)、副中心長吉田信介(左)來臺訪問。

今年1月,陽明交大宣布與日本京都大學諾貝爾獎得主――山中伸彌成立的iPS細胞研究所(CiRA)簽訂合作協議,將以半導體晶片創新平台為基礎,共同研發iPS細胞的自動化3D製備技術。本刊獨家專訪CiRA研發中心長塚原正義、副中心長吉田信介,說明CiRA所設定的iPS臨床應用五大挑戰,以及陽明交大的跨領域研發成果如何贏得CiRA信賴,共創臺、日再生醫學的多贏局面。

撰文 / 吳培安、劉馨香 攝影 / 劉馨香


2006年,日本京都大學幹細胞科學家山中伸彌(Shinya Yamanaka),發現了將成熟細胞重編程(Reprogramming)、轉變成能夠分化成各種細胞的「誘導型多潛能幹細胞(iPS細胞)」的方法,這項發現不僅為他贏得了2012年的諾貝爾生理醫學獎,更讓日本憑藉這項獨特的技術「躍龍門」,成為全球公認的再生醫學翹楚國家。

為了實現將iPS細胞推向臨床應用的目標,山中伸彌親自坐鎮、2010年成立了京都大學iPS細胞研究所(Center for iPS Cell Research and Application, CiRA),將製作程序繁複、培養難度極高的臨床級iPS細胞,提供給全日本的大學和產業界使用,成為日本再生醫學發展最堅強的後援。

此外,為了讓每個人都有機會接受iPS細胞治療,CiRA提出了「iPS細胞庫計畫」(iPS Cell Stock Project),藉由採集符合人類白血球抗原同型合子(HLA Homozygous)捐贈者提供的血球細胞,將其製作成iPS細胞,再透過捐贈者配對提供給患者,以避免患者移植後出現免疫排斥(Immune Rejection)。

然而,CiRA估計藉由「iPS細胞庫計畫」產出的iPS細胞,可配對的患者只涵蓋了日本人口的40%,憑藉這些細胞還是無法滿足其餘60%的日本人,甚至海外其他患者的需求。

因此,2019年山中伸彌又提出了「MyiPS」計畫,目標是以更低的成本、提供最好的技術,使用患者本人的自體細胞製造iPS細胞,這將是最有效避免患者出現免疫排斥的方法。

CiRA研發中心長塚原正義(Masayoshi Tsukahara)表示,雖然為了降低iPS細胞的生產成本,日本已經有企業投入大量生產iPS細胞的技術研發,但「MyiPS計畫」的目標是個人化的治療,因此來到臺灣尋找合作夥伴。

CiRA研發中心長現身說法 iPS細胞生產仍面臨五大挑戰

塚原正義表示,即使像是CiRA這樣大量供應iPS細胞的研究機構,生產過程仍然是全憑人力操作完成;此外,還得加上一連串的品質檢驗程序,甚至是動用到全基因體定序(Whole Genome Sequencing),才能確保iPS細胞的安全性。

「從一位捐贈者製作iPS細胞,就需要4千萬日圓,將iPS細胞分化成其他種類的細胞,也需要1億日圓。因此,我們需要將iPS細胞的生產和品質檢驗自動化,同時以更低的成本,將iPS細胞分化成其他種類的細胞,否則以iPS細胞為基礎的細胞療法,可能就只有富人用得起。」塚原正義說。

為此,CiRA設定了五大項待克服的具體目標,分別是:為iPS細胞找到更好的基因編輯工具;開發全自動化培養設備;從2D平面進步到3D立體培養系統;開發自動化的品質確保(Quality Assurance, QA)系統;最後是實際運用在臨床。

「我們的目標在降低成本,但更希望iPS細胞療法能擴展到全世界,讓藥物無法治療的患者也能受惠,為此降低成本是必要的。總有一天,...