「2024再生醫療論壇—iPSC誘導性多能幹細胞技術前沿」

臺日美專家解析iPSC、外泌體CDMO與臨床治療趨勢

撰文記者 吳培安
日期2025-01-15
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昱星生技於2024台灣醫療科技展期間,與義大醫院、成大醫學院共同舉辦「2024再生醫療論壇」,匯聚臺、日、美專家分享iPSC的尖端研究成果。(圖/昱星生技提供)

昱星生技專注於打造臺灣誘導性多潛能幹細胞(iPSC)產業鏈,2024年11月宣布其設址於臺北生技園區的iPSC自動化先導中心正式啟用;12月醫療科技展中,聯合堡達實業、SINFONIA、冷泉港生技等夥伴,打造iPSC自動化與解決方案展館,並與義大醫院、成大醫學院共同舉辦「2024再生醫療論壇」,匯聚臺、日、美專家分享iPSC的尖端研究成果。

撰文/ 吳培安、黃佳啟 


專注於打造臺灣誘導性多潛能幹細胞(iPSC)產業鏈的昱星生技,於2024年12月5日~8日舉辦的台灣醫療科技展期間,除打造iPSC自動化與解決方案概念館,亦於6日與義大醫院、成大醫學院共同主辦「2024再生醫療論壇」,聚焦於iPSC技術尖端發展。

論壇除了由昱星執行長張郁芬介紹最新進展,也邀請到中研院基因體研究中心研究員沈家寧、日本Cyto-Facto執行長川真田伸(Shin Kawamata)、美國Allele Biotechnology執行長王繼武、義大醫院院長杜元坤、成大醫學院院長沈延盛蒞臨,演講主題涵蓋從iPSC的創新研發、自動化製程與委託開發製造服務(CDMO)、臨床醫療到衍生外泌體的臨床應用等。

⊕    昱星張郁芬» 用iPSC替代動物實驗打造「培養皿中的臨床試驗」

張郁芬首先表示,iPSC能建立更貼近人體的疾病模型,減少動物實驗並提高準確性。目前,昱星正專注於心肌細胞毒性檢測,透過自行研發的平台重現動物實驗結果,驗證iPSC系統的可靠性,期望實現「培養皿中的臨床試驗(Clinical Trial In A Dish)」。

她指出,以往有95%的新藥在臨床一期試驗中,因為毒性檢測不合格而失敗,最終成功上市的僅0.1%。透過iPSC建立更接近人類的模型,有望在研發早期階段篩選出毒性較低的療法,降低失敗風險並加速新藥開發進程。

此外,昱星也投入阿茲海默症病理機轉研究。張郁芬提到,利用病患iPSC細胞與健康對照組的比較,可觀察細胞形態與活性,以及tau蛋白、β類澱粉蛋白活性差異,進而尋找有效藥物,此平台技術已獲國際藥廠認定。

在細胞治療領域,昱星也利用其建立的細胞功能性篩選平台檢測細胞活性,協助找出最好的分化製程技術。張郁芬表示,昱星iPSC製程平台可支持阿茲海默症、帕金森氏症、脊髓損傷等神經疾病的開發,並探索腎臟疾病等較少人關注的領域,將iPSC腎臟前驅細胞(iPSC-RPC),應用在急性腎損傷(AKI)或慢性腎臟病(CKD)的治療。

2024年11月,昱星位在臺北生技園區的人類iPSC自動化先導中心正式開幕,透過與松下(Panasonic)、堡達、美商分子儀器(Molecular Devices)等夥伴攜手合作,實現iPSC的自動化及標準化製程與量產,並提供iPSC一站式解決方案 (iPSC Total Solution)以期推動細胞治療、外泌體治療及體外模擬藥物篩選等多元應用。


昱星生技執行長張郁芬表示,iPSC能建立更貼近人體的疾病模型,減少動物實驗並提高準確性。(攝影/吳培安)

⊕    中研院沈家寧» 從幹細胞編程到外泌體 iPSC重塑醫療格局

沈家寧於其演講中介紹了多種iPSC誘導方式,包括病毒運送特定基因、利用質體(plasmid)表現相關基因等,其中以RNA轉化的技術安全性與效率最佳。

不過,雖然iPSC誘導技術漸趨成熟,但將細胞轉化後的異質性仍是挑戰,需進一步篩選出分化良好的細胞、並維持它們的穩定狀態。他發現,透過不同細胞代謝化合物的能力差異,輔以生物標記判斷,可減少檢體個體差異的影響,提升準確性。

沈家寧表示,iPSC模型有助於解析致病機轉,進而制定應對治療策略。例如,對於肥胖患者,iPSC模型可模擬病情、幫助患者選擇最適合的治療方式,如輔助療法或中和治療。

沈家寧進一步表示,與iPSC相關的另一亮點為iPSC衍生的外泌體研究,有機會透過注射方式提供治療,同時避免細胞移植引發的腫瘤風險。然而,這種治療策略尚有治療效期短、萃取異質性大、缺乏靶向性等問題仍需克服。


中研院基因體研究中心研究員沈家寧,介紹多種iPSC誘導方式,包括病毒運送特定基因、利用質體表現相關基因等。(攝影/吳培安)

⊕    Cyto-Facto川真田伸» 從細胞庫源頭標準化!盼臺日攜手共創CGT新局

川真田伸表示,Cyto-Facto是日本唯一符合國際生產標準PIC/S GMP的細胞基因療法(CGT)商業化生產廠商。其目前提供的製造服務,包含了臨床級的間質幹細胞(MSC)、iPSC衍生自然殺手細胞(iPSC-NK)之CDMO,以及商品級的嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)之CMO;此外,也開發出以資訊科技(IT)及雲端為基礎的細胞製程管理系統「Cyto Factory 4.0」。

他強調,在將iPSC投入臨床應用之前,確保細胞品質是最重要的步驟,其中關鍵就是細胞庫的製程標準化。他提醒,在體外培養iPSC時必須注意諸多項目,例如:確保細胞株自我更新、降低細胞的異質性與分化、透過檢測避免致癌原性、注意細胞移植後是否產生不良反應等。

針對臺灣與日本的合作,川真田伸認為,臺灣在IT產業、生技創投及AI上具有優勢,日本則是在PIC/S GMP規範及製程富有經驗,期待未來雙方不只是合作iPSC產品,更能成為全球細胞與基因療法的CMO/CDMO合作夥伴。


日本Cyto-Facto執行長川真田伸強調,在將iPSC投入臨床應用之前,確保細胞品質是最重要的步驟。(攝影/黃佳啟)

⊕    Allele王繼武» mRNA重編程iPSC製作技術 比DNA基因工程更穩定

王繼武分享Allele的iPSC技術與全球擴展策略。他表示,Allele總部所在的加州聖地牙哥,本身就是匯聚iPSC研發的聚落,舉凡Shoreline、Aspen、Deerfield、Vertex、聖地牙哥加州大學(UCSD)等iPSC領域的先驅者皆座落於此,還有州政府支持的加州再生醫學研究院(CIRM)投入高額研究經費研發再生醫學。

Allele的技術核心為藉由mRNA重編程技術,將人類纖維母細胞轉變成iPSC細胞;此外在細胞品質上,不僅重視細胞的多潛能性和穩定性,還加入端粒酶和表觀遺傳學作為評估指標,證明以mRNA重編程製作iPSC比透過DNA基因工程製作更為穩定。

王繼武認為,全世界將iPSC用於困難疾病的研究正陸續獲得顯著成果,建議趁著細胞變老之前先保存起來,未來將可望享受到iPSC的先進醫療成果;目前Allele在臺灣也透過成立惠揚生技(Allele Cypert),進一步拓展在臺灣的研發合作與建立細胞庫。


美國Allele Biotechnology執行長王繼武表示,Allele的技術核心為藉由mRNA重編程技術,將人類纖維母細胞轉變成iPSC細胞。(攝影/黃佳啟)

⊕    義大杜元坤» 從嗅鞘細胞到胞外囊泡 再生療法重新點燃神經損傷治癒希望

杜元坤分享了他將細胞治療及胞外囊泡(EV),運用於神經、軟骨修復的研究成果。他表示,過去受損脊髓神經的重建被視為是「不可能的任務」,但他發現鼻子裡面的嗅鞘細胞(OEC)具有開發成細胞療法的潛力。

杜元坤進一步找出能夠繼代培養OEC的技術,並在動物實驗中證實OEC能夠大幅恢復神經損傷大鼠的運動能力。不過,研究團隊也隨即發現,移植進去的細胞在4週後的存活率不到6%,這讓他開始思索是否有機會用OEC產生的EV治療病人,後來也成功萃取出OEC-EV,並發現OEC-EV能夠促進神經前驅細胞增生、避免凋亡。

神經損傷治療之外,杜元坤也在衛福部《特管辦法》開放細胞治療下,累積自體軟骨細胞層片治療膝關節炎的經驗,同時尋找是否有不用讓患者開兩次刀的治療方式。他發現,iPSC產生的EV能夠被軟骨細胞所吸收,進而改善軟骨再生、減緩細胞衰老、避免細胞凋亡,且在動物模型中降低膝關節炎的嚴重程度。

但杜元坤也表示,將EV開發為療法目前仍有許多挑戰,例如EV的專一性定義、量產臨床級EV、分離與純化步驟標準化、建立效價分析及品質管控標準,以及如何從GTP推到GMP規格,都還有待克服。


義大醫院院長杜元坤分享了他將細胞治療及胞外囊泡(EV),運用於神經、軟骨修復的研究成果。(攝影/黃佳啟)

⊕成大沈延盛» 低免疫原性iPSC成降低治療成本關鍵 衍生心肌療法明年進臨床

最後,沈延盛分享其研究團隊將低免疫原性iPSC投入各種以疾病為導向的通用型細胞療法開發成果。

沈延盛認為,目前自體細胞療法的價格仍居高不下,可近性仍不及藥物,因此,iPSC被視為實現標準化、現成即用、降低價格等目標的關鍵細胞。

不過,iPSC如果要做為異體移植使用,就必須克服免疫排斥的問題,讓患者在無需使用大量免疫抑制劑下接受治療。為此,沈延盛投入低免疫原性iPSC平台的開發,並發現HLA-E和HLA-G兩種人類白血球抗原(HLA)的高度表現與低免疫原性相關,若將其分化成各式衍生細胞,將具備多種疾病的治療潛力。

沈延盛同時帶領團隊投入建立人類低免疫原性iPSC細胞庫,也計畫未來導入半自動培養系統,為臨床應用及規模化生產做準備。目前他們已經發現,由其衍生的心肌細胞能夠有效改善受損的心臟功能,顯著減少了免疫抑制劑環孢素(Cyclosporine)的用量,預計在明年進入臨床試驗。

最後,昱星生技執行長張昱芬於閉幕致詞中表示,iPSC技術的發展為未來醫學開創無數機會,也期待未來昱星能夠成為臺灣、國際iPSC產業鏈的核心成員,推動細胞治療、外泌體治療及體外模擬藥物篩選等多元應用,與更多藥物開發、細胞CDMO業者攜手合作。


成大醫學院院長沈延盛分享其研究團隊將低免疫原性iPSC,投入各種以疾病為導向的通用型細胞療法開發成果。(攝影/黃佳啟)

昱星攜SINFONIA、堡達、冷泉港聯展 實現iPSC自動化製程解決方案

在2024年台灣醫療科技展中,昱星策畫iPSC自動化與解決方案展館,以昱星研發的iPSC創新技術與解決方案為核心,搭配由堡達實業代理的Panasonic全自動細胞培養設備、SINFONIA的CellQualia全封閉式幹細胞自動化培養設備,以及冷泉港生物科技代理的Exodus全自動外泌體提取系統等,展現出在iPSC自動化生產的整體綜效。

昱星運用人類血液製成媲美幹細胞分化能力的iPSC,實現可量產、高度還原的疾病模型,提供藥廠合作夥伴作為快速篩選潛力藥物的有力工具,同時也能提供細胞治療產業臨床二期前的GTP等級細胞生產。

近期,昱星開發自動化系統的模組化iPSC製程AP-iPSC™,並在日本Panasonic、堡達實業合作下,將其導入Panasonic的自動化系統,特定製程也在SINFONIA系統進行驗證中,並與冷泉港生技攜手合作,加速iPSC從實驗室技術轉化為商業產品的腳步,並期待藉此補足國內細胞治療產業CDMO所缺少的iPSC製程能力。

昱星執行長張郁芬說明,此次展館中的一大亮點,是由堡達實業從日本引進臺灣的Panasonic全自動細胞培養設備,昱星正與松下Panasonic攜手建立標準化製程以及SINFONIA的CellQualia全封閉式幹細胞製程設備,展現製程與自動化結合帶來的綜效。堡達實業董事長陳家裕表示,這兩項系統將是克服細胞製程中人力挑戰痛點,實現細胞品質一致化、降低生產成本的關鍵。

Panasonic全自動細胞培養設備,整合了離心機、培養箱、照相系統、低溫儲存庫,透過參數自動化控制,為研發人員節省時間,避免人為干擾降低風險,提升品質控管的效率,適合複雜的細胞製備及分化製程。

目前堡達實業已經驗證,iPSC在此系統下可連續繼代培養20代、仍維持細胞活性,且可成功分化出心肌、角質、神經細胞,在與長庚大學合作下,也驗證其品質可媲美人工培養。

另一方面,SINFONIA的CellQualia幹細胞自動化培養設備,也在今年9月由堡達實業引進臺北生技園區裝機。此系統運用了SINFONIA在工業領域開發的系統工程技術,實現幹細胞自動化培養,降低細胞培養過程中對人力的依賴,進而建立一致化標準。

此外,系統搭載即時影像及參數監測、製程即時回報及數據管理系統,有助於生產高品質的細胞,幫助早期階段就導入的營運商。SINFONIA資訊儀器營業部細胞製造機器資深經理細谷昌樹也表示,他相當看好臺灣緊密的產學合作網絡,加上政府的支持及活躍的投資機構,非常期待透過與臺灣策略夥伴的合作,加深在臺灣細胞製程市場的耕耘。

最後,冷泉港也聚焦於幹細胞外泌體,在攤位上展出整合式解決方案。冷泉港生物科技董事長戴國銧表示,冷泉港也不只是引進儀器,也與國內學者合作外泌體研發,將外泌體純度從7成提高到9成以上、達到符合GMP等級所需的標準,目前已經與醫學單位及產學界多方合作,也與昱星生技成為合作夥伴。

此次在展會中,冷泉港展出了包括:MaxCyte高效流式電轉系統、LUNA FX7高通量細胞自動計數儀、外泌體應用技術、EXODUS全自動化外泌體純化系統、NanoFCM檢測技術,以及整體技術整合方案。

其中,EXODUS外泌體純化系統具有全自動化特性,只需12~15小時即可完成滿足GMP等級與21 CFR part 11要求的外泌體萃取,最大處理量達10公升,並確保品質符合國際標準。目前冷泉港提供三種不同的機型,滿足從科研級、臨床級、小批量生產到工業級的不同產能需求。


2024年台灣醫療科技展中,昱星打造iPSC自動化與解決方案概念館,並攜手日本SINFONIA、堡達實業、冷泉港生物科技,展出iPSC與外泌體的自動化製程及各式解決方案。(攝影/黃佳啟)

>>本文刊登自《環球生技月刊》Vol. 123