北京時間1月17日消息,用幹細胞治療糖尿病?每個人都知道這很難。帕金森病呢?同樣很困難。阿爾茲海默症可以嗎?可能也不行。但是與年齡相關性黃斑變性(AMD)應該是可以用幹細胞技術治療的疾病。
與年齡相關性黃斑變性的病因是眾所周知的,通過將幹細胞轉化為視網膜細胞的方法非常有效,而且眼睛是「免疫共溶的」,這意味著免疫細胞不會攻擊外來細胞,比如實驗室製造的視網膜細胞。然而在得到動物研究證實後的十多年來,以及視網膜細胞從胚胎幹細胞安全移植到9個病人的臨床試驗後的近八年,所有的案例都局限於實驗室環境。
這種情況可能很快就會改變。美國加利福尼亞的研究人員希望推出一個2期的幹細胞治療年齡相關性黃斑變性的臨床試驗。美國國立衛生研究院的團隊也不甘落後,其計劃在今年研究如何使用12年前被發現並贏得了2012年諾貝爾獎的誘導多能幹細胞。這些細胞(簡稱ipsc)是利用普通的成年人體細胞,藉助生物學技術使其像胚胎幹細胞一樣被製造出來。這樣做的好處是,這些細胞不會與倫理相違背。
美國國立衛生研究院國家眼科研究所的巴蒂(Kapil Bharti)表示:「這將是iPSCs在世界範圍內針對某一疾病適應症進行的首次此類研究。當iPSCs在2007年被發現的時候,有很多宣傳說我們可以很容易地將其轉化為治療方法。但是關於如何安全地製造可移植細胞,還有許多問題沒有答案,這些問題直到現在才得到解答。我希望此舉能重新點燃業界對這個領域的關注。」
他和美國國立衛生研究院的同事周三在《科學轉化醫學》雜誌上發表文章稱,他們使用了通過人類萬能幹細胞生成的視網膜細胞來治療黃斑變性大鼠和豬,結果令人驚喜,他們希望在未來幾周內開始招募黃斑變性患者進行臨床試驗。
這就造成了兩種幹細胞之間的對峙。要知道,美國南加州大學的科學家選擇從人類胚胎幹細胞入手關注黃斑變性。
南加州大學凱克醫學院(Keck School of Medicine)的馬克(Mark Humayun)指出:「你知道我們在賭一把,但總的來說,細胞替代療法是治療AMD的一個很有前途的方法。所以這兩種幹細胞都應該被研究。」
晚期「乾性」年齡相關性黃斑變性是50歲以上人群失明的主要原因,在美國約有1100萬人受其影響。目前尚無有效的治療方法。它是由視網膜色素上皮細胞死亡引起的,這些細胞在眼睛中形成營養和富氧層,使視杆細胞和視錐細胞得以存活。當視網膜色素上皮細胞細胞因年齡、高血壓、吸菸或其他原因死亡時,這些光感受器也會死亡,從而導致失明。
在NEI的研究中,巴蒂領導的科學家們從3名AMD患者的血液中分離出CD34+造血細胞,並將其轉化為iPSCs。他們添加了生長因子和其他生物化學物質來塑造細胞的結構:儘管萬能細胞可以成為人體中的任何一種細胞,但特定的生物化學物質組合只能產生一種細胞。巴蒂和他的團隊創造了視網膜色素上皮細胞,這種細胞會在黃斑變性早期死亡。每一批細胞生成大約需要11周。
巴蒂指出,這個療法的原理是替換死去和垂死的RPE細胞「能夠阻止這些光感受器死亡,從而阻止疾病惡化」。巴蒂和兩名共同作者是一項利用iPSCs生成視網膜細胞的專利申請的發明者。挽救RPE細胞不能使光感受器起死回生,也不能恢復失去的視力。但他和他的團隊已經在開發一種結合光感受器和RPE貼片的AMD療法。這實際上可以治癒AMD引起的失明。
2011年一項著名的研究是將胚胎幹細胞產生的視網膜細胞滴入9名AMD患者體內,而巴蒂的做法卻有所不同,他是在一個可生物降解的支架上用單層膜培養細胞。在患有黃斑變性的大鼠和豬的視網膜色素上皮細胞和光感受器之間小心地滑動,通過支架融化的方法,細胞(大鼠約2500個,豬約10萬個)在視網膜內的整合程度要好於通過注射液滴的細胞。然而,他們並沒有測試這些動物的視力。
東京製藥公司Astellas Pharma US再生醫學主管蘭扎(Robert Lanza)博士表示:「我認為這篇論文提供了非常有價值的見解。我完全同意有必要在臨床使用前對RPE細胞進行穩健的製造和功能評估(像NEI團隊所做的那樣)。」
然而,蘭扎並沒有熱衷於採取打補丁的方式。他認為:「我不相信他們的論點,即使用支架優於使用細胞懸浮液。臨床上,支架的移植是非常具有挑戰性的,而且與許多潛在的問題有關,這就是為什麼一些研究小組放棄了這種方法。」蘭扎指出,NEI團隊在注射更多RPE細胞時得到的結果與貼片的結果相當,這「表明它可能是一種更具微創性的治療方法」。
不過,其他研究人員在走打補丁路線。去年,倫敦和加利福尼亞的一個研究小組報告說,兩名AMD患者接受了視網膜色素上皮細胞單層貼片(來自人類胚胎細胞,而非成人細胞)後,沒有出現嚴重的副作用。幾周後,一名患者可以在標準的視力表上看到另外21個字母,另一名患者可以看到另外29個字母。
在南加州大學,馬克和他的同事們將視網膜色素上皮細胞覆蓋的支架移植到4名AMD患者身上,沒有出現任何關於安全性的危險信號,並且暗示它可能改善視力。馬克表示,南加州大學的研究小組計劃今年啟動一項二期臨床試驗。
誘導多能幹細胞產生的細胞令人擔憂的一點是,一些iPSCs可能不會在培養槽中成為特化細胞。多能幹細胞還可生長為腫瘤樣畸胎瘤。但是NEI小組提取了96%的幹細胞分化成RPE細胞,沒有發現這樣的問題。科學家們曾在2017年宣稱,他們沒有在誘導的多能幹細胞中發現致癌突變。
剩下的一個擔憂是,患者原有的黃斑變性的潛在原因可能也會導致移植細胞的死亡。巴蒂指出,由於疾病第一次出現是在幾十年後,所以在60或70歲時進行細胞治療很有可能需要持續一生。他說,如果臨床試驗取得了有希望的結果,NEI將尋找一個商業合作夥伴來推進這個治療方案。