近日，安斯泰来制药公司使用双臂机器人实现了iPS细胞(诱导多能干细胞)培养作业的自动化。公司已经向监管当局申请利用机器人制造医药产品，目标是在2026年之前提供用于临床试验的药物。

如果人工作业改由机械设备完成能够减少错误的发生率，那么iPS细胞培养的成功率将比现在提高6成以上。一旦实现商用，将有助于iPS细胞在更广泛领域的使用。

iPS细胞到底是什么？

作为胚胎干细胞的姐妹，IPS细胞具有类似的全能性，可以分化成人体200多种细胞，在临床细胞治疗领域有着巨大的应用潜力，同时避免了人们对使用胚胎干细胞的伦理争议。自2006年这项技术被报道以来，它像秋风扫落叶般席卷全球的实验室，吸引了全球科学家的热情参与。包括许多学术界大佬在内的科学家们纷纷转向IPS研究领域，其中甚至包括干细胞研究的开山鼻祖John Gurdon教授。

目前，这项技术不断取得突破，科学家们不断探索和应用，让干细胞领域的研究变得更加深入和全面。IPS技术已经成功地制造出神经元、神经胶质、心血管和原始生殖细胞等多种人体细胞，不仅可以诱导出正常的多能干细胞，还可以用于研究疾病机制和开发新药物。

2008年，哈佛大学的George Daley实验室利用IPS技术，将10种不同遗传背景的B患者皮肤细胞转化为IPS细胞。因为IPS细胞携带了患者原有的皮肤基因进行表达，这些细胞可以用于分析疾病机制和研究潜在的新方法，证明了IPS技术在建立疾病模型、药物筛选等方面的重要作用。同年，Melton教授团队报告了利用"转录因子组合"跳过多能干细胞，直接将小鼠胰腺内分泌细胞转化为外分泌细胞的成果。同时，我国的科学团队也在IPS技术领域取得了重要突破。

2009年，我国科学院动物研究所的周琪研究员和来自上海的曾凡一教授领导的研究组利用IPS技术培育出了一只名为"小小"的小鼠，他们利用3株IPS细胞系获得了共计27个活体小鼠，其中一些甚至繁殖了后代，从而在世界上第一次证明了IPS细胞的全能性。

在IPS技术方面，世界各地的研究机构和团队都取得了很多成果和进展，它们的研究和应用为干细胞领域的研究和应用提供了更多的思路和方向。

利用机器人培养iPS细胞

诱导多功能干细胞的培养结果通常会受到无法用数据量化的研究人员的个人直觉和技术所左右。因此，如何提高效率并确立标准化方法一直是领域内的课题。

安斯泰来使用的机器人“Maholo”，是由产业技术综合研究所创立的新兴企业、安川电机子公司机器人生物学研究所(简称RBI)研发。只见Maholo丝滑地移动两只手臂，使用移液管注入溶液，移动细胞培养板。据说比起独臂机器人，这种双臂机器人可以在更小的空间内重现人类的动作。

iPS细胞在培养增殖后，需要根据不同的治疗目的分化为神经细胞、血液细胞。这种工作离不开研究人员熟练的手上功夫，但也会存在误操作。因为温度等微妙的条件差异，存在分化后与目的用途不匹配的风险。即使是像手抖一下这种极其轻微的动作，Maholo也能够保持一定的角度和速度来正确操作工具，从而大大提高细胞培养的成功率。

如果使用可以24小时、365天满勤开工的机器人，将可以反复开展高精度实验，对比更多的实验室培养条件。再加上与人工智能的配合，有可能在相同时间段里完成百倍甚至千倍于以往实验规模的实验。一旦开始进行细胞培养，就必须为促进代谢创建适宜的环境，有时候需要连续工作数周甚至是数月，而且周六日也不能休息。然而引入机器人后，研究人员可以远程监控，从而减少通勤之劳。

安斯泰来早在2017年就开始引入机器人从事利用iPS细胞的新药研发。2023年，该公司开始就机器人参与制造药物的可行性进行验证。公司原料药研究所所长山口秀人说：“研发周期缩短数月，产品的上市时间将可以提前。”

细胞医疗是安斯泰来公司重点发展的领域之一。除进行老年人常见“年龄相关性黄斑变性”的细胞药物治疗试验外，还在自身免疫性疾病方面推进相关研究。

或打破细胞分化手工操作常态

由机器人制造的细胞药物走向临床还需获得监管当局的审批。据安斯泰来内部人士所说：“细胞分化通常是手工操作，几乎没有机器人自动化的例子。”为此，该公司将与美国食品和药物管理局、日本医药品医疗器械综合机构协商，计划2026年左右供应Maholo制造的用于临床试验使用的新药。

其他制药巨头也在加紧引进机器人。10月，中外制药在其位于横滨市的研究设施开启使用机器人的实证实验。通过与欧姆龙合作，力争实现细胞培养等环节的自动化。机器人会自动在研究室内巡视，并将实验用试剂等搬运到显微镜、离心分离机、冰箱等设备上。

细胞培养板的移动已经由机器人实验性地承担。此前，中外制药引进了将复制基因的工序自动化的系统，通过在夜间工作，将抗体基因的生成时间从过去的5天缩短到3天。

据说，药品研发通常需要十年以上，且成功率仅有三万分之一。德勤咨询公司熟悉药物研发现场数字技术应用，其执行董事根岸彰一表示：“机器人和人工智能的使用将提高药物研发的水平和效率。如果能够节省人力，则有望增加研究人员之间相互合作实现技术革新的可能性。”

文章来源： 参考消息 ，华仁微世界，中国生物技术网