文章來源：科技日報
顯微鏡下有一群發(fā)亮的細(xì)胞。那是從尿液中提取的上皮細(xì)胞，一模一樣的梭型，密密地黏靠在一起；它們中間的一團(tuán)小球，就是人們想獲得的干細(xì)胞。就好像在擁擠的青蛙群中，變出了一團(tuán)蝌蚪。這些“蝌蚪”就是再生醫(yī)學(xué)的起點。
中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院院長裴端卿用尿液細(xì)胞轉(zhuǎn)化的干細(xì)胞，成功發(fā)育成神經(jīng)組織和牙齒組織，被近期的國外學(xué)術(shù)刊物評論為“距離臨床最近的可移植細(xì)胞”。
“尿液干細(xì)胞”的成功，使得廣州所的名聲超出了專業(yè)領(lǐng)域。“媒體報道了‘再生牙’后，有很多病人找上門來，希望做臨床實驗志愿者。”中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院的一位工作人員說，“我們只能耐心解釋：這項研究還沒到臨床階段?！?/p>
干細(xì)胞好比種子，可以生長出器官甚至整個人體。如果人類掌握了干細(xì)胞再生器官的辦法，就可將它移植到體內(nèi)，克服許多頑疾。不過實現(xiàn)這一點絕非易事。首先，批量生產(chǎn)安全的干細(xì)胞就是一大挑戰(zhàn)。中國人離這個目標(biāo)只差一步。
離臨床最近的干細(xì)胞
11月，廣州生物醫(yī)藥與健康研究院的實驗樓里，年輕的科學(xué)家們，正在給他們的干細(xì)胞“施肥澆水”，好讓它們?nèi)找鏀U(kuò)增。
由裴端卿團(tuán)隊培育的干細(xì)胞分化成的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，移植給老鼠，能融合進(jìn)老鼠的大腦；不僅如此，這種干細(xì)胞還可以在老鼠的腎臟組織環(huán)境中生長出牙齒組織。
這種潛力十足的干細(xì)胞，來源很特殊：從尿液中得到上皮細(xì)胞，導(dǎo)入一些因子，通過特殊的誘導(dǎo)培養(yǎng)基，將它轉(zhuǎn)變成了神經(jīng)干細(xì)胞。
“這項實驗的基礎(chǔ)，是我們之前發(fā)表的一項成果?！迸岫饲湔f。2007年，他們用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，纖維細(xì)胞重編程變回干細(xì)胞的過程中，有一個細(xì)胞從分離孤立到互相黏連的階段。他們敏銳地聯(lián)想：它們或許先得變成上皮細(xì)胞，才能變成干細(xì)胞？
2010年，裴端卿團(tuán)隊證實，間質(zhì)—上皮轉(zhuǎn)化過程（MET）啟動了體細(xì)胞重編程為多能干細(xì)胞的過程，這也是當(dāng)年干細(xì)胞領(lǐng)域一大發(fā)現(xiàn)。由此，一條新道路顯現(xiàn)了：讓上皮細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞。
“上皮細(xì)胞只在很多組織的最表層。剝一片細(xì)胞很難的。我們試過在腦膜里提取，但質(zhì)量不如尿液細(xì)胞?！迸岫饲湔f，“我想不出除了尿液外，哪里還能取到那么純的上皮細(xì)胞?！?/p>
尿液中的上皮細(xì)胞來源還不太清楚（或許是腎臟），它們很健康，有活力，可以成功地轉(zhuǎn)化為神經(jīng)干細(xì)胞。盡管尿液干細(xì)胞變成牙齒組織，不等于可以臨床移植牙齒，但它意味著干細(xì)胞療法向臨床前進(jìn)了一大步。
建一個干細(xì)胞工廠
成人體內(nèi)普遍的干細(xì)胞，任務(wù)是修補人體的損傷，正因為有了它，傷口才能愈合。成體干細(xì)胞只能定向變化，沒有胚胎干細(xì)胞那么“全能”，但它更有希望應(yīng)用在治療中。
成體干細(xì)胞散居在血液、肌肉、皮膚、消化道、肝、肺、腦和脊髓里，但除了血液干細(xì)胞，其他種類難以搜集——醫(yī)生們不可能把器官切下一塊兒來，慢慢翻揀。何況干細(xì)胞與一般細(xì)胞模樣幾乎無區(qū)別。
裴端卿團(tuán)隊另辟蹊徑，使得一文不值的尿液，成了干細(xì)胞的寶庫。不僅如此，用尿液細(xì)胞轉(zhuǎn)化干細(xì)胞，也比傳統(tǒng)的重編程辦法安全。
諾獎得主山中伸彌開發(fā)的重編程技術(shù)，利用病毒將基因插入細(xì)胞染色組，因此改變了宿主的DNA，得到的干細(xì)胞有致癌風(fēng)險。而中國人將尿液細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞，用到的載體工具不是病毒，不會改變干細(xì)胞的基因。
“現(xiàn)在看起來，我們的辦法是最方便的。得到的神經(jīng)干細(xì)胞，生產(chǎn)質(zhì)量過關(guān)的話，就可以做臨床研究?！迸岫饲湔f，“我們正在建設(shè)GMP車間。這意味著，將來從我們這里生產(chǎn)出的干細(xì)胞，可以直接臨床使用?！?/p>
裴端卿所說的GMP車間，是一個符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的臨床治療性干細(xì)胞制備平臺。如果說現(xiàn)在的實驗室是小作坊，未來則將有一個大工廠。標(biāo)準(zhǔn)化的干細(xì)胞產(chǎn)品，將大大便利臨床研究和應(yīng)用。這是因為中國人找到了一條新路徑。
修復(fù)人體器官，中國原創(chuàng)貢獻(xiàn)
2014年7月，中國的再生醫(yī)學(xué)研發(fā)邁出關(guān)鍵一步，初步實現(xiàn)組織器官再生的夢想：世界上第一例用再生材料修復(fù)子宮內(nèi)膜的媽媽，在南京產(chǎn)下了孩子。
中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的戴建武團(tuán)隊，從病人的骨髓中抽取干細(xì)胞，將其附著在一張膠原蛋白膜上，并移植到患者子宮內(nèi)壁，引導(dǎo)受損內(nèi)膜再生。3到5個月后就可修復(fù)成功。這種技術(shù)在2014年幫助5名患者懷孕和產(chǎn)子。
中國不孕患者中，有三分之一左右是由于子宮內(nèi)膜損傷。受損子宮內(nèi)膜出現(xiàn)明顯的瘢痕化供血不足，造成胚胎無法在子宮內(nèi)膜上著床。而戴建武團(tuán)隊在清除瘢痕后，用可降解的生物支架結(jié)合干細(xì)胞，用支架材料的孔隙和干細(xì)胞的分化功能，成功再生血管組織，治療了這一“絕癥”。
用類似的機(jī)理，戴建武團(tuán)隊今年初還做了5例脊髓修復(fù)手術(shù)，首次嘗試了用神經(jīng)再生膠原支架復(fù)合干細(xì)胞移植修復(fù)脊髓損傷的臨床研究。術(shù)中植入體內(nèi)的，也是以膠原蛋白為基質(zhì)的神經(jīng)再生膠原支架，支架內(nèi)注入了“間充質(zhì)干細(xì)胞”。這種細(xì)胞可自我更新和多向分化，獲取簡單，體外易培養(yǎng)，還能分泌大量神經(jīng)營養(yǎng)因子?？茖W(xué)家希望干細(xì)胞能發(fā)育成神經(jīng)并連接起來，恢復(fù)脊髓的功能。
脊髓修復(fù)實驗還在進(jìn)行中，戴建武團(tuán)隊為再生醫(yī)學(xué)指出了一個充滿希望的方向。這也是中國在干細(xì)胞治療領(lǐng)域的又一項原創(chuàng)貢獻(xiàn)。
干細(xì)胞治療方興未艾，中國將加力趕超
雖然多項基礎(chǔ)研究領(lǐng)先世界，但在代表干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)前沿的多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化應(yīng)用上，中國還較為欠缺；此外，中國與干細(xì)胞治療相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、倫理等研究相對滯后，特別是缺乏像廣州所這類從事干細(xì)胞質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)研究的隊伍。
本世紀(jì)初，干細(xì)胞就普遍被認(rèn)為將帶來人類醫(yī)學(xué)的革命。目前全球有超過700家公司正在開展干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)相關(guān)的研究。國際上也已有8種干細(xì)胞藥物或技術(shù)獲批上市并應(yīng)用于臨床，但距離真正意義上的細(xì)胞替代修復(fù)尚有距離，國內(nèi)從事中游干細(xì)胞治療研究和干細(xì)胞藥物研發(fā)的企業(yè)數(shù)量近年來劇增。迄今，已有一些研究者用神經(jīng)干細(xì)胞移植，治療腦缺血性疾病、腦出血性疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷、中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性退變性疾?。ㄅ两鹕?、亨廷頓病和阿爾茨海默病）以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤等疾病。
未來幾年，中國將研發(fā)并建立生產(chǎn)主要細(xì)胞類型、生物材料及生物人工器官的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)，建立干細(xì)胞及相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合系統(tǒng)的臨床前評估。另外，通過以上技術(shù)和方案獲得干細(xì)胞及再造器官并用于治療的安全性、有效性，也需要得到確認(rèn)。針對重大疾病的治療，中國將建立相應(yīng)的臨床研究和應(yīng)用規(guī)范，加快科研成果應(yīng)用，整體提升干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的實力。
聯(lián)系客服
