原標題:組織修復與再生醫學:再造人類健康
隨著再生醫學研究的進展,組織修復與再生醫學將在傳統治療技術方法不斷完善的基礎上,展現分子、細胞、組織和器官不同層次生物高科技修復工程的劃時代醫療水準,造福無數需要幫助的病人。
韓忠朝
法國技術科學院院士、法國醫學科學院院士、中國國家幹細胞工程技術研究中心主任
時至今日,人類的健康問題越來越受到關注。一方面,人類的壽命在不斷延長;另一方面,因為種種意外因素,人類生病、受傷的機率越來越大,皮膚、器官、骨骼等人體組織都很容易受傷。
正因如此,關於組織修復與再生的醫學研究,目前是國內外生命科學界研究的熱點。但同時,國外並沒有對組織修復與再生這一新興的學科進行系統、全面的梳理與盤點。目前,隨著中華醫學會組織修復與再生分會的成立,中國的組織修復與再生醫學,迎來了全新的發展機遇。
典型的交叉學科
2014年6月25日,由付小兵院士擔任主任委員的中華醫學會組織修復與再生分會在京成立,這是中華醫學會下屬第88個分會。
該分會的成立,對於組織修復與再生醫學而言,無疑是一件具有重大意義的事件。
2015年6月18日,首屆全國組織修復與再生醫學大會暨國際組織修復與再生醫學學術研討會在北京舉行。這意味著,中華醫學會組織修復與再生分會的工作正在有條不紊地進行。那麼,組織修復與再生醫學能給人類健康帶來哪些變化?
首屆全國組織修復與再生醫學大會執行主席韓忠朝向《中國科學報》記者介紹說,組織修復與再生醫學是當今世界關注的焦點和研究的熱點,涉及幾乎所有人類損傷、疾病治療以及抗衰老等領域。
損傷組織的修復與再生是生物學和醫學領域的一個重大問題,涉及遺傳、發育、幹細胞組織工程、生物材料等諸多基礎學科和創傷、燒傷、骨科等臨床學科,其成果將為數以億計的傷病患者的治療和康復以及生活質量的改善提供直接服務,是目前國際上研究的熱點和難點。
韓忠朝介紹說,組織修復,一般是指局部組織、細胞因某種致病因素的作用遭受損傷或死亡後,由鄰近健康細胞的再生來修補,以恢復組織完整性的過程。修復過程的快慢及完整與否受許多因素影響,這些因素除受損傷的組織類型外,還有致損傷因子、營養、血液供應、感染、組織缺損多少等。
而組織再生,是指組織損傷後細胞分裂增生以完成修復的過程。例如,傷口的修復即通過血管、結締組織、上皮組織等組織的再生來完成。若再生後的組織在結構和功能上與原來組織完全相同,稱為完全性再生,如缺損的組織不能完全由結構及功能相同的組織修復,則稱為不完全性再生。
「應該說,組織修復與再生醫學,是一個典型的交叉學科,它包括醫學、生物學、材料學等多個學科,需要多學科的研究人員齊心協力,才能共同推進其發展。」韓忠朝說。
幹細胞的作用
對於組織修復與再生醫學而言,幹細胞、組織工程與生物材料的發展,對其發展起著至為重要的作用。隨著這三大技術的不斷實踐,人們已經看到組織修復和再生的創新理論、關鍵技術和方法開始應用於人類健康領域。
幹細胞具有自我更新能力、高度繁殖以及多向分化的潛能,被醫學界稱為「萬用細胞」,是再生醫學的核心成分。
幹細胞是人類組織器官的起源細胞,所有組織器官的這些細胞都來自幹細胞,是幹細胞在不斷地分裂、增殖,分化各種各樣的組織,最後構成人體的組織器官和整個人體。所以它是源泉的細胞。此外,人體需要新陳代謝,每天都會有好多的細胞死去,又不斷地有很多新的細胞產生,這些新的細胞都來自幹細胞。
現代醫學利用幹細胞的這種自我複製和多向分化功能來治療疾病。韓忠朝說,當人體組織器官出現損傷,就可以用相對應的幹細胞來進行修復,以達到治療疾病的目的。因此,幹細胞具有巨大的醫學和臨床應用價值。
幹細胞有很多種。根據幹細胞所處的發育階段,大致可分為胚胎幹細胞和成體幹細胞,根據幹細胞的發育潛能分為三類:全能幹細胞、多能幹細胞和單能幹細胞。韓忠朝指出,成體幹細胞包括來自骨髓、脂肪等組織來源的幹細胞,也包括圍產期組織如胎盤、臍帶組織和臍血來源的造血幹細胞和間充質幹細胞等。「幹細胞的應用已有較長的歷史,如人體造血幹細胞,相關技術的應用已經有數十年,全世界已經有上百萬人通過這一技術得以治療。應該說,它已經很成熟了。」
組織工程作為一門以細胞生物學和材料科學相結合,進行體外或體內構建組織或器官的新興學科,其要素主要包括種子細胞、生物材料、細胞與生物材料的整合以及植入物與體內微環境的整合。據韓忠朝介紹,目前組織工程技術可應用於複製各種組織,如肌肉、骨骼、軟骨、腱、韌帶、人工血管和皮膚;生物人工器官的開發,如人工胰臟、肝臟、腎臟等。
生物材料則是用於人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料,即用於取代、修復活組織的天然或人造材料,其作用藥物不可替代。生物材料能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能,而不能恢復缺陷部位。
發展潛力可觀
組織修復與再生醫學的發展,未來將會極大地促進人類身體健康。
「應該說,在這一領域,幹細胞技術、生物材料等等都很重要,但相較而言,幹細胞技術還是要略微顯得作用更大一點。」韓忠朝指出,組織損傷與幹細胞有密切的關係。當組織有損傷時,誰來起作用?那就是幹細胞能夠不斷增殖,重構這個組織。除了細胞以外,還有細胞外的機制也很重要。相關的機制破壞後,依靠幹細胞技術就可以進行治療,就能實現組織的再生。但對於損傷太過嚴重的一些組織,有的就需要外用材料(生物材料)來配合幹細胞相關的技術,最終實現組織再生。
「目前,社會上有些人對於幹細胞有些誤解,這主要是他們對這一技術不夠了解。幹細胞有很多種,不同的幹細胞用途不太一樣。幹細胞研究至今,國際上已批准多款幹細胞產品作為藥品上市,這充分說明其科學性。尤為值得一提的是,目前,圍產期組織來源的幹細胞由於其易獲得性、較高的安全性,在產業化上走在其他種類幹細胞的前面。」韓忠朝說。
目前,國內外分析數據已經顯示,圍產期組織來源的幹細胞的應用將超過其他種類的成體幹細胞,成為再生醫學的主力軍。由於以韓忠朝為代表的中國科研人員的努力,目前中國在圍產期幹細胞的科研水平基本處於世界領先水平。
中國幹細胞的科研和臨床與國際差距並不大,但是中國幹細胞在法律法規上離歐美國家相差甚遠。目前,我國圍繞幹細胞的法律法規還是停留在上世紀90年代末,幹細胞領域發展已經經過了幾十年,但有關部門還是用幾十年前的法律法規在調控,非常滯後。
政策法規的滯後一方面造成了公眾對幹細胞的誤解,另一方面也嚴重阻礙了整個幹細胞行業的發展。目前,在幹細胞的儲存方面,美國已達到10%,日本和韓國將近15%,而我國僅僅是千分之幾。
「有關部門應當抓緊幹細胞相關政策法規的出臺,關鍵是要制定幹細胞技術的標準,促進這一產業的發展。政府部門應當多聽取幹細胞科研人員、醫療從業者、幹細胞研發企業的意見,不能一葉蔽目。」韓忠朝說。
預計未來10到20年,隨著再生醫學研究的進展,組織修復與再生醫學將在傳統治療技術方法不斷完善的基礎上,展現分子、細胞、組織和器官不同層次生物高科技修復工程的劃時代醫療水準,這將會造福無數需要幫助的病人,從而改變整個人類的健康水平和發展史。