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 幹細胞研究已經成為科學研究熱點之一 |
 圖@視覺中國 |
自我更新、高度繁殖、多向分化……因種種“再生”特性被醫學界譽為“生命之源”的幹細胞，對心血管系統、神經系統、免疫系統等疾病具有不可預估的應用前景，已成為國內外生命科學研究的一大熱點。去年，全國規模最大的省級區域細胞製備中心正式落戶廣州，位於廣州國際生物島的賽萊拉幹細胞研究院獲批成為其試點單位。目前，全國共有102家通過備案的幹細胞臨床研究機構，廣東省以13家的數量位列全國第一，其中11家位於廣州。業內人士預測，隨著近年來國家政策的不斷推進，幹細胞行業將會迎來高速增長期，在未來5~10年間，身體組織和器官“再生”將會逐步成為現實，並像智能手機改變大眾生活方式一樣，在醫學界掀起一場創新浪潮。
文/廣州日報全媒體記者陳馨 圖/廣州日報全媒體記者邱偉榮（除署名外）
視頻拍攝、剪輯/廣州日報全媒體記者魏雄鋒
廣州團隊破技術瓶頸
致力“萬用細胞”培養製備
身著實驗服往來的科研人員，試管裡的各色製劑，煙霧繚繞的冷凍箱，多線交雜的化學儀器……這彷彿令人置身於科幻電影的場景，實際上是廣州賽萊拉研究院實驗室的日常場景。而貫穿整個實驗室流程的“主角”，就是當前國內外醫學熱點“幹細胞”。
“幹細胞是一類具有自我複製更新和多向分化潛能的原始細胞群體，一方面它能夠自我繁殖產生新的幹細胞，另一方面能夠分化成其他細胞，並對損傷的機體進行修復。其存在於機體中諸如胎盤、臍帶血、骨髓等各種組織器官中，所以有人將其比喻為‘生命之源’。”南方醫科大學附屬第三醫院副院長張群如此解釋這個有點“抽象”的名詞。
當前，幹細胞在國內醫學界雖只能算“一屆萌新”，但仍有一些技術已經步入了成熟階段。“在廣東乃至全國，利用間充質幹細胞治療疾病是目前發展得最為成熟的幹細胞技術之一。”中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員鄭輝向記者介紹。“間充質幹細胞”是一種專能幹細胞，來源於發育早期的中胚層和外胚層，在特定的誘導條件下幾乎能分化成為人體所有的組織細胞，被譽為人體的“萬用細胞”。但它也有弱點：由於成體中的間充質幹細胞的含量會隨年齡的增長而降低，其增殖和分化能力也會逐步下降，因此必須進行體外大規模擴增培養才能滿足臨床治療的需要。而成熟的間充質幹細胞大規模培養方法，曾經是一項難以突破的技術瓶頸。
如何突破這一瓶頸？記者從賽萊拉幹細胞研究院瞭解到，他們經過多次實驗，最終初步建立起間充質細胞的體外自動化、規模化培養體系。這一培養模式能實現5L的放大培養，克服幹細胞在體外進行擴增培養時對胎牛血清的依賴，促進細胞擴增效率。可以說，這項技術填補了我國在幹細胞自動化培養領域上的空白。
與此同時，賽萊拉幹細胞研究院在2013年就發力在間充質幹細胞的製備技術上。在當時缺少指導原則和管理方法的情況下，賽萊拉幹細胞研究院院長、中國科協委員陳海佳就試圖“冒險”對幹細胞製備進行一系列探索，組建起以美國斯坦福大學博士後葛嘯虎為項目負責人的科研團隊。在幹細胞製備的摸索中，葛嘯虎不惜抽取自身脂肪組織，用於幹細胞的分離、培養及檢測等實驗工作。同時，他和陳海佳多次往返京粵，與首都的專業人士共同討論並確定幹細胞的檢測方法和檢測標準，最終形成臨床級幹細胞檢定系統。“按照此檢定系統，我們當前已完成了5000多例樣本來源的篩選工作，其中有300多例樣本符合檢測標準，可用於製備200萬份以上的臨床級幹細胞製品。”研究院副院長、省幹細胞臨床研究專家委員會專家葛嘯虎表示。
目前，該團隊研製出的臨床級間充質幹細胞製備產品已取得了中國食品藥品檢定研究院合格檢測報告，可用於臨床治療系統性紅斑狼瘡、類風溼性關節炎等自身免疫性疾病及心臟疾病、神經系統疾病等。
幹細胞療法優勢明顯
或能攻克“慢病”
隨著世界範圍內人口結構老齡化進程加快，慢性疾病已成為一個全球性難題。心腦血管疾病、慢性呼吸系統疾病、糖尿病以及癌症被稱作全球致病率最高的“四大慢病”，在傳統醫學視域內基本與“痊癒”無緣。原因在於，慢性病往往由體內一些綜合性因素長期積累導致，僅靠解決某個器官或症狀的問題無法達到治癒目的，因此終身服藥成了患者延長生命長度、提高生命質量的唯一途徑。但隨著近年來幹細胞技術的不斷提升，一些被視作“終生攜帶”的疾病有了被治癒的可能性。
“如干細胞能分化成具有分泌胰島素功能的胰島細胞，而糖尿病是一種以高血糖為特徵的代謝性疾病，正是由胰島素分泌缺陷或者其他生物作用受損引起的，因此以幹細胞治療糖尿病已成為國內外的研究熱點。”張群以最常見的一項慢性病種為例向記者進行解釋。
據美國臨床試驗數據庫統計，截至2018年3月，全球範圍內關於幹細胞治療糖尿病的臨床試驗已有167項，其中在中國範圍內展開的就有33項。據悉，賽萊拉也已在“進行時”，對臍帶間充質幹細胞治療糖尿病及其併發症的藥物正在進行研發中。所謂臍帶間充質幹細胞，即存在於新生兒臍帶華通氏膠和血管周圍組織中的一種間充質幹細胞，將其從臍帶中提取並進行體外分離、純化、擴增後輸入到患者胰腺組織中，可化增值為胰島細胞，替代受損的胰島β細胞分泌胰島素，促進受損胰島組織細胞的再生、修復。它除了能提高體內胰島素的分泌量，還能抑制血糖上升，增加細胞內運糖蛋白敏感性等，從而達到“根治”糖尿病的目的。
葛嘯虎認為，幹細胞療法比起傳統療法優勢明顯，“它安全性高，無毒副作用，具有較好的免疫調控作用，並且移植效果明顯，作用持久。可能五年之後，幹細胞對疾病的治療，尤其是重大難治性疾病的治療，會改變我們對醫藥的一些看法”。據介紹，該研究院還有不少“攻克慢病”的研究項目正在進行中，如自體脂肪間充質幹細胞治療退行性骨病變等，而首個抗腫瘤升白細胞藥物鹽酸千金藤鹼注射液研發已經進入臨床II期。葛嘯虎還透露，目前已經與鍾南山團隊開展了幹細胞治療呼吸系統疾病的臨床研究工作，包括臍帶間充質幹細胞治療肺移植後移植物抗宿主疾病等。
“人造器官”指日可待
未來機遇與風險同在
“目前我們已成功將自體關節軟骨組織在體外培養成為具有功能的軟骨組織，移植到骨關節下面進行損傷修復治療。因此我相信人造器官在未來的實驗中很快就會出現。”葛嘯虎對記者展開想象：“未來我們可能會結合3D打印、基因編輯等技術去開發人造器官或者新一代的靶向性的幹細胞製品，又或者是通過基因編輯對一些遺傳性疾病做基因消除，對先天性疾病做一些根治性治療。”
葛嘯虎以“智能手機”來比喻幹細胞在未來對人類社會的改變。在智能手機出現前，手機在人們概念中只是一個用以通話的電子設備，但如今能支付、拍照、閱讀、導航……智能手機徹底改變了人們的生活。同樣，未來幹細胞如果在預防疾病、抵抗衰老、治療難治性疾病等各個層面得到廣泛應用，對人類的平均年齡、工作年限等各方面都會有跨時代的改變。
“傳統醫藥，無論是化藥、靶向還是當前最新的PD-1的抗體藥，都是一個小分子、一個抗體，進入人體後會影響到很多代謝的過程，對身體產生一些不可控的風險。但幹細胞是一個活性的個體，並不會在體內產生太多副作用，因此風險比常規藥物小很多。”葛嘯虎解釋道，“比如間充質幹細胞，其安全性在全世界範圍內已得到公認；再比如骨髓造血幹細胞移植治療白血病已有幾十年歷史，挽救了很多白血病小朋友的生命，這是臨床上幹細胞安全應用最好的例子。”
但葛嘯虎認為風險也同時存在，“例如胚胎幹細胞、IPS（誘導多能幹細胞）的安全性目前在全球範圍內還未得到認可，應用於人體仍具較大風險。”因此將幹細胞“一刀切”地貼上“安全性高”的標籤絕不可取。廣州生物院鄭輝也表示，“幹細胞作為一項發展中的技術，其作用機制目前仍存在很多不確定性，這種不確定對藥物有效性的評估會產生一定的影響。因此和所有的藥物一樣，安全性和有效性也是幹細胞發展的最關鍵的瓶頸。此外，當前國內做幹細胞的研究團隊、公司、高校很多，但大多仍處於一種摸著石頭過河的狀態，沒有統一標準。但隨著幹細胞技術的不斷髮展和完善，將來將逐漸統一出地方標準和國家標準。”
起步晚，發展快：
“中國技術”續寫幹細胞史
自1950年科學家發現骨髓細胞移植能挽救遭受致死劑量輻射的動物生命以來，人類研究幹細胞已有了近70年的歷史。其中中國科學家、科研機構的名字在這段歷史中活躍的年份雖然較遲，散佈也較為零星，但在近十年來已有了迎頭趕上之勢。張群表示，“我國幹細胞研究處於一個‘起步晚，發展快’的狀態。雖然目前我國幹細胞研究大部分仍處於臨床階段，但是在國家政策和經費的大力支持下，後續肯定會有一個長足的發展。”
記者從廣東省衛生和計劃生育委員會採訪瞭解到，2015年國家衛計生委、國家食品藥品監管總局聯合發佈我國首個針對幹細胞臨床研究進行管理的規範性文件《幹細胞臨床研究管理辦法（試行）》，2016年國家衛計委公示了30家首批通過備案的幹細胞臨床研究機構，2017年食藥監總局、國家衛計委聯合發佈第二批名單，72家三甲醫院入選。在共計102家的兩批備案機構名單中，廣東省以13家的數量位列全國第一，其中11家位於廣州。
日前，幹細胞研究被列入“十三五”國家重點科技研發計劃，來自國家的認可與支持對幹細胞領域無疑是重要的發展信號。
“事實上，在幹細胞論文發表及專利申請上，我們國家已達到全球領先水平。論文總量居世界第二，專利申請總量居世界第三。”陳海佳表示。2017年，根據包含全球範圍內106個國家/組織的專利數據庫智慧芽（patsnap）全球數據庫顯示，在幹細胞製備技術專利申請總量上，賽萊拉以253項的數量排名位居全球第一，成為全球前十強中唯一的中國申請人。那麼，我國數量領先於全球的種種專利何時能夠轉化為臨床普及的技術？張群的看法是，這是一個漫長、複雜並且非常嚴謹的過程，具體時間無人能夠預測。但以目前的發展勢頭來看，有些項目將“彎道超車”也未必不可能。
記者觀察：
研究表明，許多患上了心腦血管疾病、糖尿病等疾病的患者往往有抑鬱情緒相伴隨。“無法治癒”的心理壓力猶如一把達摩克利斯之劍高懸於患者頭頂。目前，幹細胞技術發展突飛猛進，雖仍需上下求索，但首先給患者帶來能夠“根治”的希望，在一定程度上能起到緩解心理壓力的效用。
以目前國家政策的力度與國內幹細胞發展狀況來看，能夠“逆轉”某些以往被認為是絕症的疾病將指日可待。同時，隨著3D打印、基因編輯等“黑科技”的不斷髮展與加入，未來幹細胞技術也許會徹底顛覆傳統的醫療觀念，給我們帶來超乎想象的“驚喜”。
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