出品丨虎嗅科技組
作者丨石晗旭
題圖來自CBS
幹細胞(stem cell)的神奇之處很令人著迷。
高中生物課上,我們就了解過幹細胞可以無限自我更新、增殖分化成各類功能細胞及組織器官的強大能力。全能的胚胎幹細胞就是我們人體內所有細胞的起源,而經層層分化的細胞增殖能力將越來越弱,就只能各司其職,直到自然或意外死亡。
因此,相比於我們體內其他的細胞,幹細胞更像是一種「開源細胞」,可「按需定製」。
幹細胞的實力
通常,疾病的發生都伴隨著細胞或組織的變性和衰亡。比如阿爾茨海默病導致的腦功能破壞,就是因為神經細胞「遇害」死亡。
正因如此,科學家們對注射或移植幹細胞從而讓「重生」功能細胞寄予厚望。在重疾之外,幹細胞注射也讓很多愛美人士看到了抗衰修復的妙法。
還記得2018年「富豪赴烏克蘭注射幹細胞續命,一針60萬」的新聞刷屏時,眾人除了驚訝於這昂貴的價格,還對幹細胞的療效不敢置信。
但實際上,全球各醫療領域的幹細胞療法研究都已經取得了一定的臨床進展。據火石創造統計,目前,美國共有264個幹細胞臨床試驗項目,中國136個,英國40個,覆蓋了癌症、心臟病、代謝疾病、免疫系統疾病等領域。
日前,Nature的一篇報導提到,去年5月,中國已有兩名男性心臟病患者注射了誘導性多能幹細胞(iPS cells)中提取的心肌細胞。這是首個已知的將iPS細胞應用於心臟病臨床治療的案例。
提供這項技術的是南京艾爾普再生醫學科技有限公司。據其董事長王嘉顯介紹,公司將在今年內公布這兩名患者的臨床研究結果,並計劃在其他20名患者身上啟動臨床驗證。
不過,接受注射的兩名患者都同時接受了心臟搭橋手術。因此,該項臨床研究更像是一次對幹細胞技術安全性的考察。
誘導「重生」
一般來講,幹細胞療法是將體外培育的健康幹細胞通過注射等方式植入患者體內,從而達到修復、替換受損細胞及組織的目的。
理想很豐滿,但二十多年過去了,幹細胞療法的進展並不順利。以心臟病治療領域為例,幹細胞療法研究在此前數年間曾一度停滯不前。
早在2001年,美國心臟病學家Piero Anversa團隊就聲稱可以用骨髓幹細胞使心肌再生;2003年,該團隊發論文表示,成熟的心臟本身就有可以分化成心肌細胞的幹細胞。這兩個結論,Anversa團隊自稱都在小鼠身上得到了驗證。
但其他科學團隊試圖在動物試驗中也去利用骨髓幹細胞和心臟幹細胞去修復心肌時,卻發現根本沒有任何結果。也就是說,除了在Anversa的實驗室中,成體幹細胞根本無法特定地分化出心肌細胞。
到2012年開始,在個研究組的質疑下,Anversa的論文陸續被撤稿——這根本就是一個數據造假後得到的結論。
2006年,日本科學家山中伸彌首次對體細胞進行「重編程」,得到了一種類似於胚胎幹細胞的產物,並將之命名為iPS細胞。此後,多國科學家也發現了其它「重編程」製造iPS細胞的方法,中國也是其中之一。
經過驗證,科學家們發現iPS細胞在適當誘導條件下可以定向分化,這給幹細胞療法的研究帶來了新的希望。在小鼠和猴子身上的實驗結果顯示,將iPS細胞分化的心肌細胞植入心臟後確實可以使心肌組織再生,並使心臟的功能得以加強。
iPS細胞技術示意 / 圖源:News Medical
但關於到底採用注射還是移植的辦法將細胞引入心肌,學界仍存在分歧。
艾爾普在臨床應用中選擇了注射的方式。據王嘉顯介紹,團隊在兩名患者的心臟組織周圍注射了月1億個心肌細胞,這些細胞是由健康人士捐贈的細胞誘導而來。
其中一名55歲的患者對恢復情況十分滿意。治療前,他經常處於呼吸困難的狀態,而現在他已經可以正常爬樓梯了。
不過,根據Nature報導,兩名患者都同時接受了心臟搭橋手術和細胞注射。因此,他現在的良好恢復情況究竟是iPS衍生細胞所致,還是手術所致,尚不明確。
這也是意料之中的。相比於療效,艾爾普現階段更希望驗證的是這一療法的安全性。畢竟幹細胞注射,可能會導致嚴重的排異反應,甚至給人體帶來癌變風險。
與此同時,其它國家也正已開始籌備iPS細胞治療心臟病的研究計劃,包括美國、法國、德國、日本等。
其中,日本在技術上較為領先。比起注射的刺穿和隨機性可能帶來的危險,日本科學家們更希望找到將細胞片直接移植到心臟的方法,以更精準、安全、高效地發揮功效。
今年1月,大阪大學心臟外科醫生已經在一位患者身上實驗了心肌細胞移植的方法。但研究結果也仍需時間追蹤。
前途無限,但研究大多還在早期
幹細胞療法的進展遠不僅局限於心臟病。在糖尿病、神經系統疾病、白血病、腫瘤、免疫系統疾病等各個領域,我們都能看到幹細胞技術的推進。
有些臨床效果聽起來簡直像科幻電影。
2017年11月,從敘利亞戰場逃到歐洲的一個患有罕見遺傳病接合型表皮溶解水皰症(JEB)的7歲男孩正在忍受全身80%皮膚氣泡、潰爛的痛苦。醫院為其移植父親的皮膚,卻因排異反應宣告失敗。
面對這樣的重症,義大利科學家Michele De Luca最終通過幹細胞再生技術在體外培養了大面積的健康皮膚(細胞來自男孩,經過基因工程改造為正常的皮膚細胞),並經過多次移植對男孩全身的病膚完成替換。
這項「畫皮」的成果一時引起極大轟動。
而隨著全球科學家們對骨髓幹細胞、間充質幹細胞等各類幹細胞研究的深入,在重疾治療之外,幹細胞技術也開闢了新的天地。比如有錢人們會組隊打的抗衰幹細胞針,注射的就是間充質幹細胞。現在有研究發現,幹細胞技術也可以實現對卵巢的修復。
這些前景,同時也意味著幹細胞技術的「錢」途無量。
以注射幹細胞抗衰為例。目前,有部分中國人選擇到日本注射幹細胞,10幾萬元一針的花費不菲,但顯然不能打消消費者想要留住青春的強烈念頭。
據前瞻產業研究院統計,到2021年,全球幹細胞治療市場規模將突破1000億美元,我國幹細胞世行規模也有望達到千億人民幣水平。一方面,細胞治療費用本就不菲;另一方面,目前幹細胞療法所針對的疾病,患者基數也十分龐大。
圖源:前瞻產業研究院
不過需要注意的是,正是因為看到了「錢」景,我國的幹細胞市場也充斥著許多騙局。像一些醫美機構就借著幹細胞的噱頭推出一些所謂的抗衰醫美產品,騙得盆滿缽滿。還有醫院以注射幹細胞後癱瘓患者恢復行走能力的案例瘋狂違規宣傳。
要知道,全球大多幹細胞研究仍處於臨床早期,即便是國家批准的臨床試驗也很難保證百分之百的安全性和有效性。新興領域的嘗試,總歸還要謹慎一些。