脊髓損傷後只能坐輪椅? iPS細胞療法要讓患者站起來

2020-11-27 人民網

原標題:脊髓損傷後只能坐輪椅? iPS細胞療法要讓患者站起來

由於脊髓受到損傷,中國數百萬人不得不一輩子坐在輪椅上。遺憾的是,脊髓損傷的治療依然是醫學難題中的一個堡壘,成為難以逾越的「世界屋脊」。

而近日一則傳遍各大媒體的消息似乎為跨越這座高峰帶來一線希望——日本政府批准了慶應大學研究團隊用iPS細胞治療脊髓損傷患者的臨床試驗計劃。預計今年夏天啟動的這項計劃,這將是全球首例相關臨床研究。

iPS細胞療法的原理是什麼?它能讓萬千脊髓損傷患者自由行走嗎?

給再生醫學帶來福音 可規避倫理爭議和免疫排斥風險

iPS細胞概念的提出距今已有十多年。

2006年,來自日本京都大學的山中伸彌教授和學生高橋一俊利用逆轉錄病毒將4種關鍵基因Oct-3/4 、Sox2 、c-Myc和KIf4轉入鼠成纖維細胞,從而使其成為人為誘導的多能幹細胞,即誘導多能幹細胞(iPS)。2007年,山中伸彌用人類細胞重複了這一實驗。

「iPS細胞的神奇之處在於它可以分化為神經細胞或其他任何需要再生的細胞。」同濟大學醫學院教授左為接受科技日報記者採訪時表示。

iPS細胞技術可將皮膚成纖維、外周血或者尿液細胞等體細胞誘導為多能幹細胞,且具有無限增殖特性。如果用於醫療,從理論上講,iPS細胞可以治癒絕大多數疾病。凡是不好的組織都可先去除後,注入iPS細胞來促進正常組織再生長。

2009年,中國科學家首次利用iPS細胞通過四倍體囊胚注射技術獲得存活並具有繁殖能力的小鼠,在世界上首次證明了完全重編程的iPS細胞具有與胚胎幹細胞同等的發育能力。

那麼,既然早就有胚胎幹細胞療法,為何還要iPS細胞療法呢?

「因為胚胎幹細胞存在較大倫理爭議。」一位不願具名的iPS細胞研究人員告訴記者,胚胎幹細胞研究的反對者認為,胚胎是人尚未成形時在子宮的生命形式,進行胚胎幹細胞研究就必須破壞胚胎,因此有悖倫理。

iPS細胞技術巧妙地避開了這一倫理問題,它是從患者的皮膚或血液中提取成熟的體細胞,將這些體細胞「初始化」,變成具有胚胎幹細胞功能的「原始細胞」。

此外,iPS細胞還可以規避免疫排斥的風險。同種異體胚胎幹細胞及其分化組織細胞用於臨床可能會引起免疫排斥,因此基於胚胎幹細胞的治療方案往往要求對患者進行長期免疫抑制劑的治療。「與胚胎幹細胞相比,iPS細胞的一個有利之處是它可以採用患者自己的幹細胞進行培養,再重新輸送回患者體內,從而規避免疫排斥風險。」左為解釋道。

與iPS細胞療法和胚胎幹細胞療法一樣,成體幹細胞療法也屬於再生醫學的範疇。但是成體幹細胞通常只能向某幾種細胞類型分化,分化方向由其來源組織決定。

「成體幹細胞分化的方向穩定,不易『跑偏』。」左為表示,成體幹細胞療法、iPS細胞療法和胚胎幹細胞療法各有優劣,在臨床應用中選擇哪種療法都需要根據適應症進行權衡。

已有成功臨床案例 給戰勝頑疾帶來「美好想像」

iPS細胞的應用十分廣泛,主要包括研究功能機制、建立疾病模型、矯正基因、探究受體通路和進行細胞治療。

專家表示,iPS細胞技術的出現可以解決疾病研究過程中存在的各種障礙,如樣本數量不足或樣本難獲取等問題。「iPS細胞分化後得到的細胞能為研究者提供大量的疾病模型,如血液細胞模型、肝細胞模型、神經細胞模型、心肌細胞模型等。」

2014年,日本理化研究所發育生物學中心的高橋雅代醫生帶領團隊利用iPS細胞培育出了視網膜色素上皮細胞層,並成功移植到了一名70歲女患者的右眼中,這是世界首例利用iPS細胞完成的移植手術。手術後,這名患者眼部的黃斑病變停止,並且重見光明。

但當研究團隊準備實施第二例手術時,意外發現了患者的iPS細胞和視網膜色素上皮細胞中存在兩個微小的基因突變。為了患者的安全,治療暫停。

不過,對iPS細胞的研究並未就此止步。

實際上,自2012年山中伸彌獲得諾貝爾生理學或醫學獎以來,日本政府一直大力推進iPS的相關研究並給予政策上的支持。所以,人們認為此次慶應大學的臨床試驗是繼針對眼睛、心臟、腦神經、血小板後,用iPS細胞移植的再生醫療研究的擴大計劃。「日本在iPS細胞研究方面有非常雄厚的基礎,在這一領域加強推進是有道理的。」左為表示。

因為脊髓損傷是世界性難題,慶應大學的計劃被醫學界和脊髓患者寄予厚望。「脊髓就像一個電纜,大腦的信號通過它傳到四肢,進而控制運動,四肢的感覺又通過它再回到大腦。但如果脊髓損傷了,那損傷以下的部位就什麼感覺都沒有了,所有的運動功能都會喪失。」中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員戴建武曾提到,一個脊髓損傷病人帶來的負擔絕對不是一個家庭的問題,而是幾個家庭乃至一個社區、整個社會的問題。

壁虎切掉尾巴後,能長出一模一樣的來,那人呢?iPS細胞療法等再生醫學技術,給戰勝頑疾帶來了更多美好想像。

臨床研究存在安全風險 可能「長」出不想要的細胞

不過,美好想像的背後或許藏著不可估量的安全隱憂。

iPS細胞擁有可以分化成任何細胞的能力。「這種神奇之處對於治療而言,是一柄雙刃劍。」左為說,iPS也可能變成我們不想要的細胞。

對此,左為解釋道:「當我們想要iPS細胞變成一個神經細胞,它卻變成了牙齒和頭髮的細胞,這會非常糟糕。更可怕的是,如果控制得不好,iPS細胞可能會變成一個腫瘤細胞。也就是說,iPS細胞的誘導率需要做到100%準確。如果能做到這一點,它將是十分美好的,但現實是掌控這一點相當困難。」

這好比,壁虎切掉尾巴後,iPS細胞分化的隨機性導致該長尾巴的地方意外長出了一條腿。

根據計劃,慶應大學研究團隊將用京都大學iPS細胞研究所提供的iPS細胞,製成神經細胞,再將製成的兩百萬個細胞注入患者的脊髓損傷部位,製造傳達腦部信號的組織。

「這意味著,研究人員必須對這200萬個細胞進行鑑定。只要其中有一個是腫瘤細胞,就會給患者帶來很大的健康風險。」左為表示。

為了調查利用老鼠各種體細胞製造出的iPS細胞發育成癌細胞的風險,日本慶應義塾大學和京都大學研究人員將這些細胞移植到經過特殊培養的老鼠腦部。結果發現,利用老鼠胎兒皮膚細胞製造的iPS細胞在移植半年後也沒有發育成癌細胞,從而判斷這種iPS細胞是最安全的。

本次iPS細胞用於脊髓損傷的臨床研究將由慶應大學的岡野榮之教授和中村雅也教授等人的團隊實施。此前他們在對猴子進行的移植試驗中,成功使猴子恢復了行走能力。

據悉,進行臨床研究的4名患者在進行iPS細胞移植後,還將接受復健,改善手腳運動功能。同時要服用免疫抑制藥物,以抑制排斥反應。研究團隊會持續追蹤一年時間,確認安全性與效果。

除了安全隱憂,iPS細胞進入臨床研究前要接受充分的倫理審查,各國的審查標準存在差異。不過,通常需要確保三個大的方面,一是細胞的生產工藝、質量符合規範;二是臨床前的數據安全有效;三是拿出可靠的臨床研究方案,比如精細設計的對照組和劑量標準。

「總而言之,臨床研究的安全性和有效性是核心考量。我們希望這次的臨床研究能夠成功。」左為表示。

(責編:劉婧婷、熊旭)

相關焦點

  • 日本批准誘導多能幹細胞治療脊髓損傷人體臨床計劃
    18日,日本厚生勞動省(日本政府醫療技術主管部門)的專門會議批准了慶應大學使用ips細胞(誘導多能幹細胞)治療脊髓損傷的臨床研究計劃。這將成為全球首例向患者移植使用ips細胞(誘導多能幹細胞)製成的神經幹細胞,改善運動機能的臨床研究。預計最早將於2019年夏季啟動。
  • 日媒:日本將用iPS細胞治療脊髓損傷
    新華社北京2月26日新媒體專電 日媒稱,日本厚生勞動省專家委員會近期批准了慶應義塾大學使用誘導性多能幹細胞(iPS細胞)治療脊髓損傷的臨床研究。研究人員希望通過移植使因事故等損傷的神經再生,恢復失去的運動機能和感覺。
  • 脊髓損傷康復有方法,不知道這幾點,這麼久算是白練了!
    脊髓損傷,嚴重危害患者健康甚至威脅患者生命!脊髓損傷一發生,臨床治療的同時還要及早進行康復幹預,預防併發症和減輕殘疾程度。所以,脊髓損傷的早期康復是非常重要的,其鍛鍊方法如下。1、自我照料c4及c4以上損傷,訓練環境控制系統的使用,即供在床上或輪椅上的全癱患者靠吹氣或下頜活動等開關電燈、電視、電話等;c6以下訓練進食,梳洗、穿衣;c8以下訓練進食、梳洗、穿衣、大、小便。
  • 日本正式確定利用iPS細胞治療脊髓損傷的研究計劃
    日本慶應大學岡野榮之教授領導的研究小組已經確定利用iPS細胞治療脊髓損傷的再生醫療臨床研究計劃。根據此計劃預計2016年IPS細胞脊椎損傷再生技術將正式應用於臨床治療。
  • 間充質幹細胞技術治療脊髓損傷再添新進展
    據悉,「昏迷的人得以甦醒、癱瘓的人得以重新站起來,除了一些說不清的運氣成分外,這背後可能有幹細胞的功勞。」中國科學院院士蘇國輝也曾表示:「我們主要治療脊髓損傷的方向第一就是想辦法改善微環境,第二是提高神經細胞的再生能力。」
  • 給大腦加「晶片」 讓坐輪椅的重新站起來
    給大腦加「晶片」 讓坐輪椅的重新站起來 2020/12/19 08:39 來源:溫州都市報 編輯:遊歷 瀏覽:722
  • 創傷性損傷患者如何改善,幹細胞療法研究最新進展
    中樞神經系統受損後的修復、再生是困難的,主要原因是:①神經元等神經細胞是高度分化的終末細胞,本身的再生能力較小;②神經營養因子分泌不足,局部微環境不利於受損神經系統修復;③損傷後,機體分泌炎症因子和多種細胞因子,抑制了突觸再生並加重缺血缺氧發生;④損傷部位疤痕的形成,對神經再生具有物理和化學屏障作用,增加了神經突觸延伸生長的難度。
  • 世界首例:日本批准使用 iPS 幹細胞治療脊髓損傷的試驗
    北京時間2月18日消息,在日本,每年大約有5000人遭受脊髓損傷,而患有某種脊髓相關損傷的人數估計超過10萬人。對此,日本厚生省批准世界首例使用iPS幹細胞治療脊髓損傷的試驗,使得這項研究有望於造福這些患者。
  • 自體富血小板血漿聯合骨髓濃縮物治療脊髓損傷
    細胞移植療法已在脊髓損傷後神經再生相關動物研究中顯示出希望;然而,越來越多的證據表明,單一細胞移植治療策略實現脊髓損傷後的功能恢復較為困難。與其他基於細胞的療法相比,骨髓濃縮物具有較低的免疫原性,廣泛的可利用性,無道德方面的問題,還可能是幹細胞(例如造血和間充質幹細胞)和其他祖細胞、白細胞、血小板和多種生長因子的豐富來源。
  • iPS細胞迎來新進展,治療膝關節軟骨損傷丨醫麥猛爆料
    如果軟骨組織的一部分由於損傷而受損,或者由於老化而變成纖維狀,關節就不能平穩運動。受損的膝關節軟骨無法自行修復。當前的移植使用從患者身體其他部位獲取的自體軟骨細胞,患者必須承受這種治療帶來的額外負擔,並且部分組織往往會變成纖維狀。關節軟骨通常由透明軟骨組成,但是當其受損時,其一部分將被纖維軟骨代替。
  • 前沿:幹細胞移植治療脊髓損傷前景廣闊!
    幹細胞是一類具有自我增殖和多向分化潛能的細胞。隨著再生醫學技術的發展,幹細胞被用於身體各種組織中的種子細胞,在再生修復中顯示出良好的應用前景。在過去的30年中,隨著幹細胞研究的不斷深入,目前,使用間充質幹細胞治療脊髓損傷已成為臨床研究的方向。
  • Cell Stem Cell:神經幹細胞移植物有望治療脊髓損傷
    2020年8月17日訊/生物谷BIOON/---利用幹細胞恢復因脊髓損傷(spinal cord injury)而喪失的功能一直是科學家和醫生的雄心壯志。美國每年有近1.8萬人患有脊髓損傷,另有29.4萬人存在著某種程度的永久性癱瘓或身體功能減弱,如膀胱控制或呼吸困難。
  • Cell Stem Cell:I期臨床試驗結果可喜 幹細胞療法或有望治療脊髓...
    2018年6月5日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一項刊登在國際雜誌Cell Stem Cell上的研究報告中,來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究報導了首個人類I期臨床試驗結果,即對四個受試者進行研究,將神經幹細胞移植入慢性脊髓損傷的患者中,其中三名受試者的疾病症狀都得到了顯著的改善,而且並沒有出現嚴重的副作用。
  • 太空人落下地球後,為什麼要第一時間坐輪椅?他們站不起來嗎?
    太空人落下地球後,為什麼要第一時間坐輪椅?他們站不起來嗎?隨著科技的不斷發展,宇宙中的面紗一點點的被我們揭開,越來越多的太空人登上了太空,也了解到了關於太空中的很多奧秘。不過我們經常在報導的時候看到,太空人在落下地球後。第一時間坐在輪椅上,這又是為什麼呢?之所以這樣做,就是因為太空人已經適應了太空中的生活,如果突然出現在地球上,由於環境的不同必然會給太空人的行動帶來困難。讓太空人坐在輪椅上,能夠讓剛剛回到地球的他們有一個緩衝的過程,能夠更好的調節自己的身體,適應地球上的生活。
  • 日本批准使用iPS幹細胞治療脊髓損傷的試驗
    北京時間2月18日消息,在日本,每年大約有5000人遭受脊髓損傷,而患有某種脊髓相關損傷的人數估計超過10萬人。對此,日本厚生省批准世界首例使用iPS幹細胞治療脊髓損傷的試驗,使得這項研究有望於造福這些患者。據報導,日本厚生省(衛生部)當地時間2月18日,批准了世界上通過人造幹細胞治療脊髓損傷病人的首例臨床試驗。日本慶應義塾大學的一組研究人員向日本厚生省提出了這項試驗的申請,他們將把從所謂的誘導多能幹細胞(iPS細胞)中產生的神經細胞注入四名在運動或交通事故中受傷的患者體內。
  • 又一好消息,神經幹細胞移植治療脊髓損傷的研發突破
    利用幹細胞恢復因脊髓損傷(spinal cord injury)而喪失的功能一直是科學家和醫生的雄心壯志。美國每年有近1.8萬人患有脊髓損傷,另有29.4萬人存在著某種程度的永久性癱瘓或身體功能減弱,如膀胱控制或呼吸困難。
  • 脊髓損傷後的免疫抑制研究進展
    由於免疫系統可由中樞神經系統通過下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)、交感神經系統(SNS)和副交感神經系統(PNS)進行調節,所以中樞神經系統的損傷可引起免疫相關的神經功能受損,進而引起免疫抑制,同時亦可造成內分泌功能障礙,間接引起免疫功能障礙。明確SCI導致機體防禦系統受損的相關機制及脊髓平面、損傷程度等相關因素對發生SCI後免疫功能的影響,對治療SCI、提高患者的生存質量至關重要。
  • 脊髓損傷後神經修復研究進展
    亞急性期為急性期後的繼發性組織損傷期。此時,大量巨噬細胞、T細胞、小膠質細胞及中性粒細胞浸潤,導致血-脊髓屏障受損,大量炎性因子釋放,引發一系列炎症瀑布效應,造成組織二次損傷。脊髓的二次損傷會進一步影響突觸重塑及神經環路再生,成為脊髓損傷修復的主要障礙之一。
  • 「黑盒子」神經幹細胞移植成功修復脊髓損傷
    近日,加州大學聖地牙哥分校的科學家成功將神經幹細胞移植入小鼠脊髓損傷處,並揭示了其中的機制。近年來,神經幹細胞研究成為治療神經退行性疾病和中樞神經系統損傷的熱點,而長期以來,利用幹細胞恢復患者因脊髓損傷(SCI)而喪失的功能,也一直是科學家和醫生的雄心壯志。
  • 創傷性脊髓損傷後脊髓微環境失衡的研究進展
    創傷性脊髓損傷(tSCI)主要由暴力,如車禍、高處墜落等造成的SCI,也存在無骨折脫位SCI的情況。非創傷性脊髓損傷主要指的是由腫瘤、感染或椎間盤退行性疾病等急慢性過程造成的損傷。由於病因學較大的異質性,目前的研究主要集中在tSCI。全球tSCI的發生率約為13/100000,每年新增患者約9.3萬例,致殘率約為130/100000。每年需花費數以百億美元用於患者的治療和康復。