細胞療法:一切皆有可能
來源:中國醫(yī)學(xué)論壇報
摘要: 2009年5月15-16日,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院與美國紐約科學(xué)會在北京聯(lián)合舉辦了國際再生醫(yī)學(xué)會議。再生醫(yī)學(xué)是一門新興學(xué)科,其中包含了干細胞、器官發(fā)生與移植、納米材料等多個學(xué)科和領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題。會議期間,基礎(chǔ)研究者與臨床專家用各種試驗告訴人們——細胞療法:一切皆有可能
2009年5月15-16日,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院與美國紐約科學(xué)會在北京聯(lián)合舉辦了國際再生醫(yī)學(xué)會議。再生醫(yī)學(xué)是一門新興學(xué)科,其中包含了干細胞、器官發(fā)生與移植、納米材料等多個學(xué)科和領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題。會議期間,基礎(chǔ)研究者與臨床專家用各種試驗告訴人們——細胞療法:一切皆有可能
胚胎干細胞一度被認為是“性能”最優(yōu)越的干細胞,相關(guān)研究卻因涉及生產(chǎn)和銷毀胚胎等倫理問題而發(fā)展受限。
1998年,有學(xué)者利用干細胞通過組織工程學(xué)技術(shù),首次在裸鼠(nude mouse)的背上克隆出了具有耳朵形態(tài)的軟骨。
2006年,美國研究者通過組織工程學(xué)技術(shù)“再造”了人體膀胱,可用于臨床治療。
用于治療心肌梗死
對急性心肌梗死(AMI)的患者,對閉塞冠狀動脈進行早期灌注是減少死亡率、改善患者預(yù)后的有效手段。但是這些患者往往易發(fā)生梗死后心衰。已有臨床試驗證實了細胞療法對AMI具有短期療效。
德國法蘭克福大學(xué)分子心臟病學(xué)部主任迪姆勒(Dimmeler)教授介紹,對204例AMI患者,在發(fā)病后3~6天隨機給其心肌植入骨髓祖細胞或安慰劑,隨訪4~6個月。通過血管造影觀察到兩組患者的左室射血分數(shù)分別增加5.5%和3.0%,收縮末期左心室容積(ESV)分別上升5.6 ml和下降0.6 ml。進一步研究發(fā)現(xiàn),骨髓祖細胞組患者的左室重建更加明顯。
雖然細胞療法的短期療效令人振奮,但Dimmeler教授指出,如何讓更多的祖細胞長期定植,如何誘導(dǎo)更多的祖細胞分化成為有活性和功能的心肌細胞,是有待改進的地方。Dimmeler教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊做了一些嘗試,比如用增強血管生成能力的因子(如AVE 9488)和增強細胞分化能力的遺傳因子對待移植的祖細胞進行預(yù)處理,以增強其定植(housing)和分化的能力;預(yù)處理靶器官或靶區(qū)域,增強其對祖細胞的招募能力。用一些小分子,如他汀、p38抑制劑或一氧化氮合酶(eNOS)增強劑等預(yù)處理祖細胞,都可以達到上述效果。
用于頜面創(chuàng)傷和顱骨修復(fù)
用骨髓干細胞加上多聚物“支架(scaffold)”,可以制造出有組織學(xué)特征和機械功能的軟骨,可用來修復(fù)耳畸形。來自上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院整形外科的曹誼林教授在開場白中,就通過一系列動物(小鼠、雞、羊、狗)試驗介紹了骨髓干細胞的“功用”。這些新生的軟骨在6周左右能顯示出組織學(xué)特征和機械功能,并可在體內(nèi)環(huán)境下維持4個月。用軟骨細胞(30%)+骨髓干細胞(70%)的組合進行移植,可以在動物體中“再造”出預(yù)設(shè)形態(tài)的耳。
在臨床上,這樣的技術(shù)同樣可用于修復(fù)頜面創(chuàng)傷和顱骨缺損。曹教授介紹,通過自體血清骨髓干細胞移植,頜面(牙槽骨)缺陷可以在術(shù)后3個月得到較好修復(fù),6個月時患者的外觀正常,12個月時效果仍持續(xù)。另外,用同樣的技術(shù)修復(fù)顱骨缺損,影像學(xué)圖片證實修復(fù)完全。手術(shù)后4年,患者仍獲得較好的臨床效果。
用于干預(yù)移植物抗宿主病
中國醫(yī)科院組織工程學(xué)中心趙春華教授介紹,在胚胎分化后,仍有一種干細胞,可在多個器官組織中找到。這種多能干細胞可在骨髓、心臟、肝臟、肌肉、肺、皮膚、腎臟中存在。趙教授等通過體外和動物試驗發(fā)現(xiàn),在這類干細胞中,F(xiàn)lk1+CD31-CD34-干細胞有抑制T淋巴細胞分化和延長移植皮膚生存期的功能。
在猴體內(nèi)進行的臨床前試驗證實,該細胞可顯著減少白血病模型猴接受HLA不匹配造血干細胞移植后的移植物抗宿主病(GVHD),增強造血功能重建,延長模型猴的生存期。
趙教授介紹,這樣的結(jié)果顯示,該干細胞可能可以減少臨床上HLA不匹配的造血干細胞移植后的GVHD,從而為更多的白血病患者拓寬治療資源。相關(guān)臨床試驗正在對該干細胞在此類患者中的作用進行為期2年的觀察,結(jié)果很快會公布。
用于膀胱組織再生
對于有膀胱高壓、接受醫(yī)學(xué)治療失敗的患者,膀胱重建不失為一個治療選擇。來自美國北卡羅萊納的再生醫(yī)學(xué)專家于(Yoo)教授驗證了重建后膀胱用于臨床治療的效果。
首先通過影像學(xué)手段對此類患者進行個性化膀胱“設(shè)計”。隨后對7例膀胱高壓、順應(yīng)性差的患者行膀胱成形術(shù)(cystoplasty)。在這些患者的膀胱中取尿路上皮和肌肉細胞進行體外培養(yǎng),再“播種”至膀胱形態(tài)的可降解生物支架中進行為期7周的組織工程學(xué)膀胱重建。隨后將重建的膀胱植入患者體內(nèi),經(jīng)平均超過7年的隨訪,這些患者的膀胱壓力、體積和順應(yīng)性良好。
Yoo教授同時提到,雖然干細胞已被用來再生許多器官組織,但是要想將此技術(shù)推廣到其他領(lǐng)域的臨床應(yīng)用仍需時日,因為有許多問題尚待解決,例如再造組織的血運問題、作為器官“支架”的生物材料有待發(fā)展、尋找可靠的干細胞來源和輸送途徑,以及再生組織如何有效發(fā)揮功能等。目前人們雖然已經(jīng)制造出膀胱這樣結(jié)構(gòu)比較簡單的器官,但是要想制造像腎這樣包含30種不同細胞類型的復(fù)雜器官,還需要更多的技術(shù)突破。
“制造”產(chǎn)胰島素的細胞
誘導(dǎo)性多能干細胞(iPS)是最近幾年干細胞研究領(lǐng)域的一個重要進展。2008年初,日本和美國的研究小組差不多同時報告,人體體細胞經(jīng)過4種轉(zhuǎn)錄因子的重編程,可以重返干細胞的狀態(tài)。這種干細胞就是iPS。北京大學(xué)生命科學(xué)院鄧宏魁教授報告,通過使用激活素(Activin)A和p53等特殊培養(yǎng)因子,可使iPS細胞和胚胎干(ES)細胞分化成能生產(chǎn)胰島素的細胞。將這些細胞注射入糖尿病模型小鼠,可使小鼠的生存率從20%提高到80%。
早在多年前,就有學(xué)者提出了全胰島移植用于治療糖尿病的策略。研究證實,這個方法可使80%的患者在移植后1年免用外源性胰島素,在移植后3年時,仍有70%的患者可以不使用外源性胰島素。鄧教授說,這個結(jié)果提示,可生產(chǎn)胰島素的細胞,將為治療糖尿病提供新的可能。
鄧教授還說,這些能產(chǎn)生胰島素的細胞與人體的胰島β細胞表達相同的特異性標(biāo)志物,將為進一步研究胰島細胞的分化和成熟提供更多的線索。
后記
雖然細胞療法大多還處于研究階段,卻已經(jīng)在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。作為再生醫(yī)學(xué)中的一個重要領(lǐng)域,細胞療法可以幫助人們找到組織、器官再生的方法,可以為研究和治療慢性病提供新的思路,還可能解決當(dāng)前困擾移植領(lǐng)域的排斥問題。未來生物材料領(lǐng)域的進展,將能帶來“性能”更優(yōu)越的支架,為再生器官提供更好的支撐。衛(wèi)生部部長陳竺在此次會議的開幕式中提到,這些相關(guān)學(xué)科的共同進步將使再生醫(yī)學(xué)能夠更廣泛地用于疾病治療,人們也應(yīng)努力使這些科研成果盡早從基礎(chǔ)向臨床轉(zhuǎn)化。