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“慢病”或能根治!未来身体组织和器官“再生”将逐步实现

2018-10-29 15:59 来源:大洋网

大洋网讯 自我更新、高度繁殖、多向分化……因种种“再生”特性被医学界誉为“生命之源”的干细胞,对心血管系统、神经系统、免疫系统等疾病具有不可预估的应用前景,已成为国内外生命科学研究的一大热点。

去年,全国规模最大的省级区域细胞制备中心正式落户广州,位于广州国际生物岛的赛莱拉干细胞研究院获批成为其试点单位。目前,全国共有102家通过备案的干细胞临床研究机构,广东省以13家的数量位列全国第一,其中11家位于广州。业内人士预测,随着近年来国家政策的不断推进,干细胞行业将会迎来高速增长期,在未来5~10年间,身体组织和器官“再生”将会逐步成为现实,并像智能手机改变大众生活方式一样,在医学界掀起一场创新浪潮。

广州团队破技术瓶颈

致力“万用细胞”培养制备

身着实验服往来的科研人员,试管里的各色制剂,烟雾缭绕的冷冻箱,多线交杂的化学仪器……这仿佛令人置身于科幻电影的场景,实际上是广州赛莱拉研究院实验室的日常场景。而贯穿整个实验室流程的“主角”,就是当前国内外医学热点“干细胞”。

视觉中国图

“干细胞是一类具有自我复制更新和多向分化潜能的原始细胞群体,一方面它能够自我繁殖产生新的干细胞,另一方面能够分化成其他细胞,并对损伤的机体进行修复。其存在于机体中诸如胎盘、脐带血、骨髓等各种组织器官中,所以有人将其比喻为‘生命之源’。”南方医科大学附属第三医院副院长张群如此解释这个有点“抽象”的名词。

当前,干细胞在国内医学界虽只能算“一届萌新”,但仍有一些技术已经步入了成熟阶段。“在广东乃至全国,利用间充质干细胞治疗疾病是目前发展得最为成熟的干细胞技术之一。”中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员郑辉向记者介绍。“间充质干细胞”是一种专能干细胞,来源于发育早期的中胚层和外胚层,在特定的诱导条件下几乎能分化成为人体所有的组织细胞,被誉为人体的“万用细胞”。但它也有弱点:由于成体中的间充质干细胞的含量会随年龄的增长而降低,其增殖和分化能力也会逐步下降,因此必须进行体外大规模扩增培养才能满足临床治疗的需要。而成熟的间充质干细胞大规模培养方法,曾经是一项难以突破的技术瓶颈。

干细胞研究已经成为科学研究热点之一

如何突破这一瓶颈?记者从赛莱拉干细胞研究院了解到,他们经过多次实验,最终初步建立起间充质细胞的体外自动化、规模化培养体系。这一培养模式能实现5L的放大培养,克服干细胞在体外进行扩增培养时对胎牛血清的依赖,促进细胞扩增效率。可以说,这项技术填补了我国在干细胞自动化培养领域上的空白。

与此同时,赛莱拉干细胞研究院在2013年就发力在间充质干细胞的制备技术上。在当时缺少指导原则和管理方法的情况下,赛莱拉干细胞研究院院长、中国科协委员陈海佳就试图“冒险”对干细胞制备进行一系列探索,组建起以美国斯坦福大学博士后葛啸虎为项目负责人的科研团队。在干细胞制备的摸索中,葛啸虎不惜抽取自身脂肪组织,用于干细胞的分离、培养及检测等实验工作。同时,他和陈海佳多次往返京粤,与首都的专业人士共同讨论并确定干细胞的检测方法和检测标准,最终形成临床级干细胞检定系统。“按照此检定系统,我们当前已完成了5000多例样本来源的筛选工作,其中有300多例样本符合检测标准,可用于制备200万份以上的临床级干细胞制品。”研究院副院长、省干细胞临床研究专家委员会专家葛啸虎表示。

视觉中国图

目前,该团队研制出的临床级间充质干细胞制备产品已取得了中国食品药品检定研究院合格检测报告,可用于临床治疗系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等自身免疫性疾病及心脏疾病、神经系统疾病等。

干细胞疗法优势明显

或能攻克“慢病”

随着世界范围内人口结构老龄化进程加快,慢性疾病已成为一个全球性难题。心脑血管疾病、慢性呼吸系统疾病、糖尿病以及癌症被称作全球致病率最高的“四大慢病”,在传统医学视域内基本与“痊愈”无缘。原因在于,慢性病往往由体内一些综合性因素长期积累导致,仅靠解决某个器官或症状的问题无法达到治愈目的,因此终身服药成了患者延长生命长度、提高生命质量的唯一途径。但随着近年来干细胞技术的不断提升,一些被视作“终生携带”的疾病有了被治愈的可能性。

“如干细胞能分化成具有分泌胰岛素功能的胰岛细胞,而糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病,正是由胰岛素分泌缺陷或者其他生物作用受损引起的,因此以干细胞治疗糖尿病已成为国内外的研究热点。”张群以最常见的一项慢性病种为例向记者进行解释。

据美国临床试验数据库统计,截至2018年3月,全球范围内关于干细胞治疗糖尿病的临床试验已有167项,其中在中国范围内展开的就有33项。据悉,赛莱拉也已在“进行时”,对脐带间充质干细胞治疗糖尿病及其并发症的药物正在进行研发中。所谓脐带间充质干细胞,即存在于新生儿脐带华通氏胶和血管周围组织中的一种间充质干细胞,将其从脐带中提取并进行体外分离、纯化、扩增后输入到患者胰腺组织中,可化增值为胰岛细胞,替代受损的胰岛β细胞分泌胰岛素,促进受损胰岛组织细胞的再生、修复。它除了能提高体内胰岛素的分泌量,还能抑制血糖上升,增加细胞内运糖蛋白敏感性等,从而达到“根治”糖尿病的目的。

葛啸虎认为,干细胞疗法比起传统疗法优势明显,“它安全性高,无毒副作用,具有较好的免疫调控作用,并且移植效果明显,作用持久。可能五年之后,干细胞对疾病的治疗,尤其是重大难治性疾病的治疗,会改变我们对医药的一些看法”。据介绍,该研究院还有不少“攻克慢病”的研究项目正在进行中,如自体脂肪间充质干细胞治疗退行性骨病变等,而首个抗肿瘤升白细胞药物盐酸千金藤碱注射液研发已经进入临床II期。葛啸虎还透露,目前已经与钟南山团队开展了干细胞治疗呼吸系统疾病的临床研究工作,包括脐带间充质干细胞治疗肺移植后移植物抗宿主疾病等。

“人造器官”指日可待

未来机遇与风险同在

“目前我们已成功将自体关节软骨组织在体外培养成为具有功能的软骨组织,移植到骨关节下面进行损伤修复治疗。因此我相信人造器官在未来的实验中很快就会出现。”葛啸虎对记者展开想象:“未来我们可能会结合3D打印、基因编辑等技术去开发人造器官或者新一代的靶向性的干细胞制品,又或者是通过基因编辑对一些遗传性疾病做基因消除,对先天性疾病做一些根治性治疗。”

葛啸虎以“智能手机”来比喻干细胞在未来对人类社会的改变。在智能手机出现前,手机在人们概念中只是一个用以通话的电子设备,但如今能支付、拍照、阅读、导航……智能手机彻底改变了人们的生活。同样,未来干细胞如果在预防疾病、抵抗衰老、治疗难治性疾病等各个层面得到广泛应用,对人类的平均年龄、工作年限等各方面都会有跨时代的改变。

“传统医药,无论是化药、靶向还是当前最新的PD-1的抗体药,都是一个小分子、一个抗体,进入人体后会影响到很多代谢的过程,对身体产生一些不可控的风险。但干细胞是一个活性的个体,并不会在体内产生太多副作用,因此风险比常规药物小很多。”葛啸虎解释道,“比如间充质干细胞,其安全性在全世界范围内已得到公认;再比如骨髓造血干细胞移植治疗白血病已有几十年历史,挽救了很多白血病小朋友的生命,这是临床上干细胞安全应用最好的例子。”

但葛啸虎认为风险也同时存在,“例如胚胎干细胞、IPS(诱导多能干细胞)的安全性目前在全球范围内还未得到认可,应用于人体仍具较大风险。”因此将干细胞“一刀切”地贴上“安全性高”的标签绝不可取。广州生物院郑辉也表示,“干细胞作为一项发展中的技术,其作用机制目前仍存在很多不确定性,这种不确定对药物有效性的评估会产生一定的影响。因此和所有的药物一样,安全性和有效性也是干细胞发展的最关键的瓶颈。此外,当前国内做干细胞的研究团队、公司、高校很多,但大多仍处于一种摸着石头过河的状态,没有统一标准。但随着干细胞技术的不断发展和完善,将来将逐渐统一出地方标准和国家标准。”

起步晚,发展快:

“中国技术”续写干细胞史

自1950年科学家发现骨髓细胞移植能挽救遭受致死剂量辐射的动物生命以来,人类研究干细胞已有了近70年的历史。其中中国科学家、科研机构的名字在这段历史中活跃的年份虽然较迟,散布也较为零星,但在近十年来已有了迎头赶上之势。张群表示,“我国干细胞研究处于一个‘起步晚,发展快’的状态。虽然目前我国干细胞研究大部分仍处于临床阶段,但是在国家政策和经费的大力支持下,后续肯定会有一个长足的发展。”

记者从广东省卫生和计划生育委员会采访了解到,2015年国家卫计生委、国家食品药品监管总局联合发布我国首个针对干细胞临床研究进行管理的规范性文件《干细胞临床研究管理办法(试行)》,2016年国家卫计委公示了30家首批通过备案的干细胞临床研究机构,2017年食药监总局、国家卫计委联合发布第二批名单,72家三甲医院入选。在共计102家的两批备案机构名单中,广东省以13家的数量位列全国第一,其中11家位于广州。

日前,干细胞研究被列入“十三五”国家重点科技研发计划,来自国家的认可与支持对干细胞领域无疑是重要的发展信号。

“事实上,在干细胞论文发表及专利申请上,我们国家已达到全球领先水平。论文总量居世界第二,专利申请总量居世界第三。”陈海佳表示。2017年,根据包含全球范围内106个国家/组织的专利数据库智慧芽(patsnap)全球数据库显示,在干细胞制备技术专利申请总量上,赛莱拉以253项的数量排名位居全球第一,成为全球前十强中唯一的中国申请人。那么,我国数量领先于全球的种种专利何时能够转化为临床普及的技术?张群的看法是,这是一个漫长、复杂并且非常严谨的过程,具体时间无人能够预测。但以目前的发展势头来看,有些项目将“弯道超车”也未必不可能。

记者观察:

研究表明,许多患上了心脑血管疾病、糖尿病等疾病的患者往往有抑郁情绪相伴随。“无法治愈”的心理压力犹如一把达摩克利斯之剑高悬于患者头顶。目前,干细胞技术发展突飞猛进,虽仍需上下求索,但首先给患者带来能够“根治”的希望,在一定程度上能起到缓解心理压力的效用。

以目前国家政策的力度与国内干细胞发展状况来看,能够“逆转”某些以往被认为是绝症的疾病将指日可待。同时,随着3D打印、基因编辑等“黑科技”的不断发展与加入,未来干细胞技术也许会彻底颠覆传统的医疗观念,给我们带来超乎想象的“惊喜”。

文/广报全媒体记者陈馨 图/广报全媒体记者邱伟荣(除署名外)

[ 编辑: 郭夏凡 ]
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