據(jù)國外媒體報道，從更換皮膚到置換整個器官，再生醫(yī)學(xué)終于擺脫了其早期丑聞的陰影，也擺脫了倫理爭議。某一天再生醫(yī)學(xué)能否為出生缺陷，失明和糖尿病患者提供有效的治療手段嗎？
圖示：大奧蒙德街的兒科外科醫(yī)生保羅德科皮（Paolo De Coppi）正在為嬰兒再造食管
兩年前，哈桑的父親沒有辦法去回答孩子的問題。“為什么我會有這種??？”他七歲的兒子問他，“為什么我要過這樣的生活？”
哈桑出生時就患有一種罕見的遺傳性皮膚病。這種名為大皰性表皮松解癥（epidermolysis bullosa）的遺傳病會導(dǎo)致皮膚脆弱并起泡。當(dāng)他僅僅有一周大的時候，皮膚上就出現(xiàn)第一個水泡，而在他的家人帶哈桑逃離敘利亞來到德國之后不久，情況變得更糟。到2015年6月，哈桑因病危被送進醫(yī)院，皮膚幾乎從他全身的表面脫落。他的父親回憶說：“除了他的臉，手和腳，他沒有任何皮膚。
他的醫(yī)生已經(jīng)用盡了各種治療方法，正準(zhǔn)備開始保守治療。但是，作為最后的手段，他們聯(lián)系了一位意大利科學(xué)家米歇爾·德盧卡（Michele de Luca），他曾經(jīng)進行過轉(zhuǎn)基因皮膚移植手術(shù)，但從來沒有實施過如此規(guī)模的手術(shù)。
這堪稱一個非凡的科學(xué)突破，德盧卡的研究團隊通過一種將干細胞技術(shù)與基因治療相結(jié)合的方法讓哈桑生長了出了完整的替代皮膚。這種方法利用哈桑身上的健康皮膚進行嫁接，在幾個月后哈桑的疾病被治愈。兩年過去了，他的皮膚不再起泡，不再需要藥物或藥膏，他可以踢足球。當(dāng)哈桑因為意外而出現(xiàn)傷口后，會和正常人一樣愈合。
“這感覺對我們來說就像一個夢，”男孩的父親說。
德盧卡表示目睹再生醫(yī)學(xué)的成功使其一生中最強烈的情緒之一......對于一個在這個領(lǐng)域工作的科學(xué)家來說，這些結(jié)果證明了整個事業(yè)是正確的。
這也標(biāo)志著再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域罕見的和期待已久的臨床成功。在多年的炒作之后，這種治療方法曾經(jīng)飽受業(yè)界非議。
1998年，科學(xué)家首次成功地培養(yǎng)出了人類胚胎干細胞。從捐贈的人類試管嬰兒胚胎中提取的細胞可以無限分裂和繁殖，并可以轉(zhuǎn)化為任何其他類型的細胞。這一進展有望讓科學(xué)家在實驗室用干細胞培養(yǎng)出血液，肝臟，皮膚細胞，也讓人們看到人造器官的無限可能性。但一年前所發(fā)布的背上長有耳朵的實驗老鼠圖像似乎暗示著科學(xué)家已經(jīng)處于這種能力的邊緣。事實上，老鼠背上的耳朵就是牛軟骨，也不涉及到人類細胞，但人造器官的期望種子已經(jīng)被種下。
圖示：九歲的哈桑身體健康，皮膚病已經(jīng)被完全治愈
德·盧卡說，從一開始人們對于再生醫(yī)學(xué)就有一種不切實際的幻想，而盲目追求速度也助長了該領(lǐng)域的瘋狂競爭，或者采取捷徑導(dǎo)致了更糟糕的結(jié)果。
其中最出名的是意大利外科醫(yī)生保羅·馬基亞里尼（Paolo Macchiarini），他在2011年聲稱自己曾經(jīng)成功地移植了世界上首例合成氣管，這是一種利用患者自身干細胞植入體內(nèi)的塑料支架。隨后發(fā)現(xiàn)，9名接受合成氣管的患者中有7名（現(xiàn)在是8名）已經(jīng)死亡，而去年馬基亞里尼因不當(dāng)行為被瑞典Karolinska研究所被解雇。
“馬基亞里尼事件是對整個學(xué)術(shù)領(lǐng)域都產(chǎn)生了消極的影響，但我們不應(yīng)該一概而論，”德盧卡說。“即便其是一個特殊領(lǐng)域，但我們不應(yīng)當(dāng)因為發(fā)生了什么不好的事而停止再生醫(yī)學(xué)的研究。我們應(yīng)該做好份內(nèi)之事?！?/p>
圖示：纖維蛋白培養(yǎng)的上皮組織
德盧卡的下一個項目是與倫敦Great Ormond Street兒童醫(yī)院的科學(xué)家合作，旨在利用豬器官創(chuàng)造一個功能正常的食道，在此過程中豬器官上所有的細胞和遺傳物質(zhì)都被清洗干凈，然后再從患者身上提取干細胞加以再生分裂填充。
生長皮膚需要科學(xué)的獨創(chuàng)性，但食道同樣也是一個重大的工程挑戰(zhàn)。這種器官包括被內(nèi)部皮膚覆蓋的平滑肌管或上皮。它必須足夠堅韌才能保持閉鎖狀態(tài)，但也要能夠在沒有血液供應(yīng)的情況下壓縮食物。
該項目由大奧蒙德街的兒科外科醫(yī)生保羅德科皮（Paolo De Coppi）主導(dǎo)，這位專家專門治療先天性畸形嬰兒。在我拜訪他的實驗室之前，三個互不相識的人都告訴我，德科皮“非常有魅力”，然后加上“但很明智”。
德科皮帶我參觀了他在倫敦大學(xué)學(xué)院所負責(zé)的研究部門。有一次，他打開了一個看起來像存放掃帚的櫥柜，我看見的是一個小型冰箱，里面擺滿了裝滿細小器官的支架?！斑@是細胞已經(jīng)被清除的老鼠肝臟，”他說著，拿起一個罐子，里面的物質(zhì)看起來像懸浮的半透明奶酪。他又給我介紹：“這是一個腸道。”他給我一一列舉了可用于再生器官的膀胱，腎臟，軟骨等等等等。
他向我描述了如何創(chuàng)建一個新的食道。去纖維化的支架被植入到稱之為mesoangioblasts的干細胞中，而這種mesoangioblasts細胞往往分布血管壁上。德科皮說：“正常情況下，當(dāng)我們受傷時，這些細胞會遷移并增殖，從而再生出新的肌肉纖維?！?/p>
當(dāng)被放置在一個生物反應(yīng)器中——一端泵送營養(yǎng)物質(zhì)，另一端吸出廢物的裝置——這些干細胞開始形成平滑肌管。然后將其置于患者胃部的皮下，就會自動開始在其周圍形成血管網(wǎng)。
同時在體外，從食道處獲取的第二組干細胞將被培養(yǎng)成薄片，然后纏繞在可溶聚合物支架上形成食管的上皮襯里。這也是德科皮的專長所在，因為生長的上皮細胞會有效地依靠類似的技術(shù)來長成外部皮膚。
圖示：意大利科學(xué)家米歇爾?德盧卡（Michele de Luca）
最后，將帶血管的肌肉管從胃里抽出，同時將襯里移入患者體內(nèi)并將移植物縫合，整個手術(shù)就完成了，盡管目前還沒有人接受治療。
該研究小組在兔子研究中取得了“有希望的”成果，相關(guān)研究成果預(yù)計將在未來幾個月發(fā)表。如果一切按計劃進行，科學(xué)家將在2019年開始臨床實驗。這主要用于治療一種稱為食管閉鎖的病癥，其中部分患者從出生時就缺失食管。
德科皮說，對首例病患的治療仍然需要很大的信心。“如果你在這種情況下沒有感到恐懼，你不會是一個好醫(yī)生。唯一不能害怕的時刻就是在手術(shù)臺上。那時所有的決定已經(jīng)做出，你必須認(rèn)為這是最好的選擇。當(dāng)然在此之前，你可以有很多疑問。“
最終的目標(biāo)仍然是使用合成支架從頭開始制造合成器官，正如馬基亞里尼嘗試過，但失敗了。用豬的器官創(chuàng)造支架沒有太多風(fēng)險，但制造起來并不容易，很難量產(chǎn)。德科皮表示，人造合成支架要想比擬天然支架，可能還需要有20年的時間。他說：“盡管我們試圖在合成人體器官，但離大自然的作品還相差很遠?！?/p>
而他的同事Patrizia Ferretti教授則領(lǐng)導(dǎo)了一個實驗室軟骨研究小組。他們想為出生有缺陷的孩子創(chuàng)造新的耳朵。
研究小組已經(jīng)研究出如何將脂肪中發(fā)現(xiàn)的干細胞轉(zhuǎn)化為軟骨，并能夠發(fā)育成外觀和感覺都像天然耳朵的組織。但是，天然耳朵的軟骨太軟，不能從耳廓開始構(gòu)建一個新耳朵;當(dāng)放置在皮膚下時，疤痕組織在其周圍形成，慢慢地將其壓碎。接下來的問題就是打造硬度更強的組織，更像肋骨周圍的軟骨。
研究團隊正在試驗如何讓耳朵變得足夠大。一種選擇是使用3D打印機將細胞噴射成所需形狀的凝膠;或者長出大量的軟骨小顆粒，并將它們倒入模具中凝固起來，就像果凍一樣。
在初步實驗之后，研究人員會用大的哺乳動物進行試驗，比如可能將耳朵貼在豬臉上，檢查它是否具有合適特性。Ferretti希望在五年內(nèi)進入臨床實驗階段?！拔覀冃枰纯次覀兊难芯砍晒c合適的替代品相距多遠，”Ferretti指出，“我不認(rèn)為我們的差距很大?！?/p>
科學(xué)家根據(jù)“干性”的等級來分類干細胞。胚胎干細胞是終極干細胞——它們可以無限分裂，并根據(jù)正確的生化信號轉(zhuǎn)化為體內(nèi)任何細胞類型。在皮膚和骨髓等組織中發(fā)現(xiàn)的成體干細胞已經(jīng)開始分門別類，但仍然可以分裂，增殖和成熟?？茖W(xué)家們還找到了將成年細胞“倒帶”成更具可塑性的狀態(tài)的方法，即所謂的誘導(dǎo)多能干細胞（induced pluripotent stem，IPS）。
圖示：干細胞移植手術(shù)
再生醫(yī)學(xué)最有野心的目標(biāo)意味著找出人體組織從細胞如何發(fā)育成型的整個途徑。哈佛大學(xué)干細胞科學(xué)家頓格梅爾頓（Doug Melton）教授研究這個問題已經(jīng)超過二十年。自從他的兒子薩姆在六個月大時被確診為1型糖尿病時，他就開始了相關(guān)研究。他回憶起那時多么讓人震驚和感慨：“我的世界發(fā)生了什么？這不是我們想要的?！八呐畠喊敽髞淼玫搅送瑯拥牟?，到那時梅爾頓已經(jīng)放棄了他對青蛙卵的研究并開始積極尋求治療手段。
在糖尿病中，免疫系統(tǒng)會殺死所有體內(nèi)的胰腺β細胞，使其無法產(chǎn)生胰島素。在缺乏穩(wěn)定胰島素的情況下，身體的血糖水平波動很大，意味著患者需要時刻監(jiān)測體內(nèi)的葡萄糖含量，并且通常每天需要注射胰島素數(shù)次。梅爾頓說：“注射胰島素的治療方法已經(jīng)延續(xù)了將近100年，唯一真正的進步就是通過筆或者泵來提供胰島素?！?/p>
雖然胰島素注射有助于控制葡萄糖水平，但與人體的微調(diào)相比，該系統(tǒng)還是過于粗糙，缺乏天然的那種精妙控制，最終會導(dǎo)致出現(xiàn)失明以及四肢功能喪失等并發(fā)癥，一般情況下壽命會因此縮短十年左右的時間。
梅爾頓說：“出發(fā)點是你為什么不把胰腺β細胞放回去呢？你完全可以用一種自然的治療手段來替換胰島素針刺和注射劑?！?/p>
然而，大自然卻難以復(fù)制，而梅爾頓已經(jīng)為此工作了15年，他的實驗室可以將胚胎干細胞轉(zhuǎn)化為足夠多的胰腺β細胞來治療患者。
梅爾頓也坦言：“挑戰(zhàn)是如何掌控這個過程。這不是一個一次性的過程。這是一個分六個階段，持續(xù)30至40天的過程。“
胰腺是胃中的大腺體，含有數(shù)以百萬計的β細胞，它們合起來占據(jù)了體內(nèi)豌豆大小的體積。梅爾頓的實驗室每毫升培養(yǎng)液中可以產(chǎn)生約一百萬個細胞，這足以治療糖尿病患者。
在小鼠中，梅爾頓實驗室生成的細胞已經(jīng)在小鼠身上被證明能夠讓其痊愈數(shù)月，這種人造的胰腺β細胞能夠自動檢測體內(nèi)葡萄糖含量并根據(jù)需要分泌胰島素。移植前，細胞被放置進一個多孔的膠囊，而胰島素可以擴散出來，從而保護細胞免受身體免疫系統(tǒng)的攻擊。這也消除了對患者基因匹配的需要，梅爾頓希望有一天能夠?qū)崿F(xiàn)胰腺β細胞的量產(chǎn)。
梅爾頓說：“我想起啤酒廣告，人們站在巨大的不銹鋼大桶旁邊——“這將會發(fā)生，但未來幾年內(nèi)不會發(fā)生?！?/p>
梅爾頓成立了創(chuàng)業(yè)公司Semma（以他的孩子Sam和Emma命名）Therapeutics，目前正在進行最后階段的動物試驗。其希望到2020年開始他的第一個臨床試驗?；颊邔⒂幸粋€信用卡大小的細胞囊置于皮膚下面（或許是手臂或大腿內(nèi)側(cè)）。第一步是建立設(shè)備安全性并延長細胞的活躍時間——梅爾頓希望最初是一年或更長時間，甚至可以持續(xù)十年以上;但實驗小鼠的壽命不足以測試細胞的活躍時間。梅爾頓最近在家人的感恩節(jié)晚宴上，問他現(xiàn)年20多歲的孩子是否愿意參加臨床實驗。
他說：“這是他們第一次聽說臨床試驗將要到來。他們都在考慮這件事?！?/p>
梅爾頓開玩笑說，他的孩子們可能會想：“爸爸，這到底是怎么回事？”
在這樣一個有著如此驚人潛力的領(lǐng)域，拖延是難以忍受的。無止境的等待意味著先天性致命缺陷的嬰兒不能得到治療，糖尿病患者會繼續(xù)死亡，受損的心臟將無法治愈。
幾十年來，研究干細胞醫(yī)學(xué)潛能的科學(xué)家并沒有忘記這些宏偉的目標(biāo)?，F(xiàn)在許多人的研究已經(jīng)觸及到了成功的邊緣。年齡相關(guān)性黃斑變性（一種眼部疾?。┖推渌问绞鞯募毎煼ㄔ囼炚诋a(chǎn)生有希望的結(jié)果;今年，科學(xué)家們離人造血漿的目標(biāo)又近了一步；而對猴子的一項研究表明，植入來自干細胞的神經(jīng)元可以幫助治療帕金森病。
梅爾頓說：“我意識到，跟記者說話的時候，當(dāng)我說'多年過去'時，他們往往會認(rèn)為'我們的讀者并不關(guān)心這個'。但是當(dāng)你成功的時候，那療效會持續(xù)100年。”
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