神經(jīng)再生膠原支架有望修復(fù)脊髓損傷
摘要:無論是手術(shù)還是保守治療,目前常規(guī)的治療方法對修復(fù)脊髓損傷收效甚微。生命科學(xué)的發(fā)展,讓人們看到了治愈脊髓損傷的希望——能不能用“萬能”的干細(xì)胞,發(fā)育出神經(jīng)元細(xì)胞,修復(fù)受傷的神經(jīng)組織?
1月16日,4個多小時的世界第一例神經(jīng)再生膠原支架結(jié)合間充質(zhì)干細(xì)胞治療脊髓損傷手術(shù)結(jié)束了,中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員戴建武長出了一口氣。1月17日,中國武警醫(yī)院反饋,患者未出現(xiàn)重大副作用。一個團(tuán)隊十多年的心血,終于可以開始得到驗證。與旁人的興奮不同,戴建武依然保持著冷靜:“從動物實驗到臨床,這是重要進(jìn)展。但是患者能不能重新走路,還要看后續(xù)的恢復(fù)情況,接下來還有幾例手術(shù)要做。這批手術(shù)的目的是評價手術(shù)安全性,如果手術(shù)之后無重大副作用就是成功。后續(xù),我們將在首批手術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)治療方案。”
干細(xì)胞治療脊髓損傷是各國關(guān)注焦點
脊髓損傷是一種非常嚴(yán)重的疾病,目前的種種治療方法收效甚微。研究發(fā)現(xiàn),這是因為脊髓損傷后,由于損傷及其繼發(fā)一系列包括缺血缺氧、膠質(zhì)瘢痕生成以及機體免疫反應(yīng)等的病理生理反應(yīng),導(dǎo)致軸突和髓鞘分解,甚至神經(jīng)元胞體死亡,致使?jié)u進(jìn)性的神經(jīng)組織丟失,在損傷部位形成空洞或瘢痕。在脊髓損傷患者中,這種空洞或瘢痕經(jīng)常橫跨整個脊髓節(jié)段,阻斷脊髓神經(jīng)傳導(dǎo)通路,導(dǎo)致感覺運動功能喪失。
無論是手術(shù)還是保守治療,目前常規(guī)的治療方法對修復(fù)脊髓損傷收效甚微。生命科學(xué)的發(fā)展,讓人們看到了治愈脊髓損傷的希望——能不能用“萬能”的干細(xì)胞,發(fā)育出神經(jīng)元細(xì)胞,修復(fù)受傷的神經(jīng)組織?
進(jìn)入新千年,各國在干細(xì)胞治療上紛紛出招:2009年1月美國食品藥品管理局準(zhǔn)許用胚胎干細(xì)胞分化的少突膠質(zhì)細(xì)胞,進(jìn)行脊髓損傷而致癱瘓病人的治療;日本將于2016年開始進(jìn)行干細(xì)胞修復(fù)頸髓損傷的臨床實驗——從兩周內(nèi)受到脊髓損傷的患者體內(nèi)采集骨髓,從神經(jīng)等提取“間葉系干細(xì)胞”,大量培養(yǎng)之后再通過輸液的方式注入患者體內(nèi)。
神奇的生物材料:膠原蛋白支架
2011年,中國科學(xué)院開展“干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究”戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項,在細(xì)胞譜系的建立與發(fā)育調(diào)控、功能性細(xì)胞獲得的關(guān)鍵技術(shù)、人工組織器官構(gòu)建、干細(xì)胞應(yīng)用策略4個方面進(jìn)行綜合研究。戴建武是“人工組織器官構(gòu)建”項目的首席科學(xué)家,帶領(lǐng)團(tuán)隊致力于研發(fā)能否在臨床應(yīng)用的產(chǎn)品。
與美、日等國的研究方向不同,戴建武選擇了膠原蛋白支架。戴建武解釋說,膠原蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分,有很好的生物相容性和生物可降解性,被認(rèn)為是理想的組織損傷修復(fù)的支架材料之一。以膠原蛋白為基質(zhì)的生物支架材料產(chǎn)品已獲批用于凝血、燒傷、骨、肌腱、硬腦膜、外周神經(jīng)等組織損傷修復(fù)的臨床治療。
此次手術(shù)中植入患者體內(nèi)的,就是以膠原蛋白為基質(zhì)的神經(jīng)再生膠原支架,支架內(nèi)充滿著間充質(zhì)干細(xì)胞。戴建武解釋,間充質(zhì)干細(xì)胞最初在骨髓中發(fā)現(xiàn),隨后在包括
脂肪、滑膜、
骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等組織以及羊水、臍帶血中分離。這種細(xì)胞不僅具有較強的自我更新和多向分化能力,而且還有獲取方法簡單、體外培養(yǎng)容易、免疫調(diào)節(jié)作用等特點,同時還能分泌大量神經(jīng)營養(yǎng)因子。小鼠和大型犬的實驗都表明,這種支架能夠有效促進(jìn)脊髓損傷修復(fù)。2014年,戴建武團(tuán)隊已經(jīng)與中國食品藥品檢定研究院醫(yī)療器械檢定研究所合作,制訂了神經(jīng)再生膠原支架的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)并開展型式檢測。
在爭議中前行的干細(xì)胞研究
在干細(xì)胞的研究過程中,爭論一直如影隨形:胚胎干細(xì)胞的取得是否符合科學(xué)倫理?干細(xì)胞治療是否能達(dá)到預(yù)期效果?誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞是否能取代胚胎干細(xì)胞?
然而,這些都抵擋不住公眾的熱情。“人類胚胎干細(xì)胞和人類非胚胎干細(xì)胞研究有可能導(dǎo)致更好地理解和治療許多致殘疾病。”2009年,美國總統(tǒng)奧巴馬簽署的《關(guān)于廢止干細(xì)胞研究禁令》中這樣寫道。的確,
癌癥、脊髓損傷、器官衰竭……面對這些“絕癥”,有什么比干細(xì)胞再生更治本的方法?
科學(xué)家們相信,只要管理得當(dāng),干細(xì)胞研究就能造福人類。在十多年的研究中,戴建武帶領(lǐng)研究團(tuán)隊一直致力于再生膠原蛋白支架材料的研發(fā),制備了適合多種組織損傷再生的膠原生物材料。他的團(tuán)隊與南京鼓樓醫(yī)院合作,利用膠原生物材料結(jié)合自體骨髓干細(xì)胞修復(fù)
不孕患者瘢痕化的子宮壁,成功引導(dǎo)
子宮內(nèi)膜再生。2014年7月,世界上第一例在干細(xì)胞修復(fù)子宮內(nèi)膜技術(shù)下誕生的嬰兒在南京呱呱墜地。
從子宮內(nèi)膜的修復(fù)到脊髓神經(jīng)修復(fù),戴建武和他的團(tuán)隊從未放松。他對未來充滿希望:“在將來,通過技術(shù)的不斷進(jìn)步,只要有合適的微環(huán)境,人體組織都能夠進(jìn)行再生。”