科學網—成也幹細胞 敗也幹細胞

2021-01-07 科學網

 

如果沒有對幹細胞治療機理的全面了解，我們就不可能對療法進行改進。

圖片來源：得州心臟研究所

4月，英國心臟病學家Darrel Francis通過一篇論文駁斥了一份利用幹細胞修復心臟的研究報告，震動了整個學界。無論是醫生還是患者都對通過注入幹細胞的方法修復心臟抱有強烈期待，但Francis指出這種方法其實並不是那麼有效。 帝國理工學院的Francis專門研究治療心臟病，他還熱衷於揭露醫療實踐中存在的弊端，無論是已經被大量應用的實驗還是尚處在臨床試驗階段的研究。他對幹細胞治療研究的興趣要追溯到數年前，當時有一名患者去德國接受心肌細胞幹細胞療法治療。

Francis之後讀到了一篇論文，文中說可以將患者的骨髓取出，並注入到心臟中以修復心臟。雖然那篇論文認為實驗獲得了成功，但令Francis感到困惑的是，該實驗中對照組和接受治療的患者之間的差異。他認為，這種差異可以很容易地解釋為什麼患者的身體狀況看上去有所改觀。

研究過程

他和同事研讀了來自49個實驗項目的133份報告，特別是將患者自身骨髓細胞注入心臟的論文。Francis最終發現，在所有報告中，只有5份存在差異，其他論文要麼是表格存在問題，要麼則乾脆把已經死去的患者列為正在接受治療的患者。而對照組和接受治療患者的差異越明顯，則越能說明治療方法效果顯著。他最後給出結論：不管是故意還是無意的，一些心臟病學家會「調整」數據以證明自己的實驗獲得了成功。

Francis說：「在臨床實踐階段，我們應該不受偏見和一相情願的影響。如果一個人獲得了一種研究方法並且有效，他最終有可能獲得諾貝爾獎。但如果無效，他們會覺得自己能夠一走了之，但實際上並不能。」他認為，對於可能挽救生命的治療研究，沒有人會認為自己的所作所為是錯的。

自從13年前第一位患者接受臨床幹細胞治療之後，這種治療方法便一直備受爭議，現在這場爭論又被推到了一次高峰。總計有幾十個小組在爭分奪秒地研究利用幹細胞治療心臟病，每一位研究者不僅僅想為患者減輕痛苦，還想成為創造歷史的人。華盛頓大學心血管病理學家Charles Murry說：「每一個人都想第一個取得突破，永載史冊。」

正如其他許多科學實驗一樣，幹細胞修復心臟的起點來自老鼠實驗。2001年，哈佛大學的Piero Anversa和美國國立衛生研究院（NIH）的Donald Orlic領導的一個研究小組將骨髓細胞注入到患有心臟病的老鼠心臟內。之後他們發現，這些細胞在9天內成功轉化成為心肌。

Anversa還做了另外一項實驗，他檢查了那些因心臟病而死的患者的心臟，發現其中一些器官的肌肉是可以再生的。這一發現是對傳統理論的挑戰，因為後者認為在因心臟病失去心肌後，心臟是不能被修復的。美國心臟協會前主席在《紐約時報》的訪談中說：「這是一個突破性的發現。」

心臟病患者迫切等待著研究的最新進展。得益於最新治療手段，許多人能夠在嚴重心臟病面前多支撐數年。但他們的心臟由於缺氧，已經受到了永久性損傷。他們患有心力衰竭，許多人無法承受心臟移植手術，甚至等不到捐獻的器官。邁阿密大學心臟病學家Joshua Hare說：「他們既不能運動，也不能爬樓梯。」

Anversa的實驗表明，骨髓細胞可以轉化為心肌，且心臟本身具有強大的自我修復功能，正是以上這兩點牢牢抓住了患者和醫生的眼球。科學家很快就開始將骨髓細胞注入人類心臟中。

不確定性

隨著細胞療法從老鼠轉移到人類身上，諸多的不確定因素也相繼浮出水面，人們開始懷疑幹細胞是否有宣傳的那般神奇。2004年，有3個獨立研究小組報告稱他們無法複製Anversa和Orlic的老鼠實驗。

許多病理學家認為儘管生物研究非常重要，但治病救人也是刻不容緩的事情。第一項臨床實驗由美國和歐洲的研究者聯合展開，實驗結果顯示，當注入患者的骨髓細胞後，無論幹細胞是否成功增殖，心臟的機能都得到了一定程度的增強。

心臟病學家清楚幹細胞療法達不到患者所期待的神奇效果。費城天普大學心肌生物學家Steven Houser說：「我們希望告訴人們這些研究是意義重大的。志願參加臨床實驗的患者非常多，這是他們治癒的希望。」

心臟病學家Joseph Wu說：「在老鼠身上的實驗總是能取得很多進展，一旦將實驗對象換成大型動物，則只能獲得一些進展。當進入臨床實驗一期時會取得適量的進展，當進入臨床實驗二期、三期時，什麼進展都不會有了。這種事在生物學研究中不斷上演。」

有許多因素造成這一結果。實驗室中的老鼠通常「年輕力壯」，所以它們無法反映患者的真實情況。Murry說：「這就好像選出一群18歲的小夥子，然後讓他們患上心臟病，之後我們再據此推測一名70歲的患有糖尿病的老人心臟病發作時的情況。」此外，在研究者發表的論文中，絕大多數都是「報喜」，鮮少見「報憂」的，這會讓患者產生錯覺，覺得新療法非常神奇，而實際情況絕非如此。

心臟幹細胞治療領域有其自身的特點，這也解釋了為什麼會出現一些相互衝突的實驗結果。其中一個特點就是人體骨髓細胞具有自身獨有的特性，可能患者A需要注入的幹細胞量比患者B需要注入幹細胞的量多不少。西達斯西奈醫學中心心臟病學家Timothy Henry說：「幹細胞治療與藥劑不同，不存在一個可以應用到所有人的黃金比例，每一個人所需的劑量都是經過專門測算的。」

批判的聲音

隨著研究者雄心勃勃地推進實驗，批判性的評論也此起彼伏，其中，骨髓細胞能夠轉化成為心肌的想法已經基本上被否定。老鼠實驗對這一想法提供了一些支持，表明為心臟注入一定量的骨髓細胞之後能夠促進血管或心肌的生長，但是沒有證據證實人類也會產生如此效果。去年11月，華盛頓大學心臟病學家April Stempien-Otero在AHA的會議上展示了一份研究成果，他們發現為患者心臟注入患者自身的骨髓細胞之後，沒有任何新血管生長的跡象，他們後來只得為其進行器官移植手術。2011年，加州大學的Matthew Springer也開展了一項研究，研究結果在一定程度上解釋了為何人類和老鼠對幹細胞療法截然不同的反應。他們發現，如果為患有心臟病的老鼠注入來自年輕力壯老鼠的骨髓細胞，其效果要遠遠好於注入患有心臟病的老鼠自己身上提取的骨髓細胞。

現在，研究者的一大目標就是確定哪些種類的幹細胞最適合修復受損的心臟，這也是研究者爭論的焦點。Hare相信間充質幹細胞是最合適的選擇，這種幹細胞與結締組織區別明顯。他在早期臨床實驗中測試過間充質幹細胞的效果，並報告稱這種幹細胞能夠修復瘢痕組織，並促進新血管和心肌生長。不過，骨髓細胞中還蘊涵著其他多種幹細胞，這些幹細胞也各有所長，一些小型的臨床實驗已經開始測試從健康年輕人身上提取的這些細胞的實際效果。Wu和其他研究者認為，胚胎幹細胞和多能幹細胞也是值得研究的方向。

由於幹細胞療法具有極大不確定性，而且需要在不同身體狀況的人身上測試多種不同的幹細胞治療效果。Murry說：「如果沒有對幹細胞治療機理的全面了解，我們就不可能對療法進行改進。」心肌細胞治療的改進將惠及許多人。但他補充道，在那一天到來之前，研究者還有許多需要探究的地方。（段歆涔）

《中國科學報》 (2014-07-29 第3版 國際)

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