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【廣東科技報】費用不會是幹細胞治療的障礙
幹細胞,是一類具有自我更新和多向分化潛能的細胞,即幹細胞保持未定向分化狀態和具有增殖能力,在合適的條件或給予合適的信號,它可以分化成多種功能細胞或組織器官,醫學界稱其為“萬用細胞”,也有人通俗而形象地稱其為“幹什麼都行的細胞”。
“幹什麼都行的細胞”目前的必威体育世界杯官网下载 如何?它究竟有何神奇之處?記者特別采訪了中國科學院廣州生物醫院與健康研究院研究員潘光錦。
幹細胞美容需驗證
隨著經濟的發展,人民生活水平的提高,原先威脅人類健康的最大殺手——“傳染病”在逐漸減少,而由於細胞、組織及器官損傷、病變及老化而引起的疾病逐漸增多。潘光錦指出,這些疾病僅僅靠傳統的藥物和醫療手段是不能解決的,而幹細胞治療將有望成為治療這類疾病的主要手段。
有統計數據顯示,在美國,每年有數以百萬計的人發生各種組織器官的喪失或功能障礙,每年需要的手術修複,年耗資2736.8億人民幣。我國是世界上人口最多的國家,因為創傷、疾病、遺傳及衰老等造成的組織器官缺損或功能障礙的人數也位居世界之首。
不止如此,不僅麵對傷病和死亡的人們需要幹細胞,而且沒病沒痛的人也需要。如果我們在網絡上搜索“幹細胞”這個詞,最多出現的不是疾病,而是美容,其次才是股骨頭、神經、胰腺等。 幹細胞美容應該是羊胎素之後最時髦的美容治療了。但是潘光錦提示,目前為止關於如何用幹細胞進行美容的研究報道還不多,我們所謂的延緩衰老也是在衰老器官更替的前提下提出的概念,所以對於市麵上炒的火熱的所謂幹細胞美容有待嚴謹的科學驗證。
幹細胞研究催生了再生醫學
潘光錦指出,幹細胞的自我更新和分化多能性的特點使之成為疾病發病機製研究,藥物篩選以及細胞移植的理想對象和來源。幹細胞治療竟如此神奇,有望治療細胞、組織及器官損傷、病變及老化而引起的疾病。讓我們來認識一下這種神奇的細胞究竟為何物。
幹細胞是一類具有自我更新和多向分化潛能的細胞,包括三大類:胚胎幹細胞、成體幹細胞和誘導多能幹細胞。胚胎幹細胞指胚胎早期發育過程中囊胚期胚胎中的內細胞團,具有分化為個體內中外三胚層各種種類細胞的潛能;成體幹細胞指少量存在於成體特定組織內,對成體組織損傷具有一定修複功能的前體細胞或祖細胞,常見的成體如造血幹細胞,毛囊幹細胞,成骨幹細胞和間充質幹細胞等等;誘導多能幹細胞指通過細胞重編程技術將已經分化的體細胞轉變為類似胚胎幹細胞的多能性細胞。
隨著全球科學家對幹細胞研究的深化,以幹細胞研究為主體的再生生物學研究的興起催生了另一種全新的醫學治療手段:再生醫學。再生生物學和再生醫學旨在探尋再生的機製並應用於疾病操作後恢複組織結構和功能的治療策略,再生醫學包含了細胞移植,組織工程及參與組織的再生誘導。再生醫學對疾病的臨床治療和醫學研究理論的發展具有重要意義,作為再生醫學的代表,幹細胞研究尤其人多能性幹細胞的相關研究從出現就受到研究者的廣泛關注,幹細胞研究在問世短短幾十年的時間裏取得了長足進展,這些理論研究對於再生醫學的臨床治療的發展產生了重大影響。
而在國家的大力支持下,我國幹細胞與再生醫學研究領域快速發展,整體研究水平躋身國際先進行列,已經逐漸成為一支世界範圍內幹細胞研究的重要力量。在體細胞重編程及其調控機製取得重大研究進展,如發現維生素C具有極大促進重編程效率的作用並揭示其調控機理,首次證明iPS具有發育全能性,率先利用小分子實現體細胞重編程和轉分化,利用轉分化快速製備神經幹細胞和肝髒細胞等功能細胞等多種關鍵技術。
幹細胞治療始於骨髓移植
最早的幹細胞治療開始於骨髓移植,早在20世紀60年代就已經開始了實驗性治療,到70年代,異體骨髓移植已經在治療血液係統疾病中得到了廣泛應用。但是因為配型不易,骨髓資源稀缺,真正能夠得到救助的病人還是少數。20世紀80年代,開始出現了自體造血幹細胞移植的研究,就是先用化療藥物清除病人體內殘存的癌細胞,然後再將事先提取的病人自己的骨髓細胞分選出“好”的細胞,采用特殊的培養體係,選擇性地讓正常的造血細胞生長,重新移植回病人體內。這樣,雖然複發率較異體移植要高一點,但是不存在配型和骨髓來源的問題,所以得到了廣泛的應用。自體骨髓移植不僅可以用於治療白血病,還可以用於淋巴瘤和某些實體瘤的治療。
另外,人成體幹細胞的臨床應用已經展開,造血幹細胞的臨床移植是迄今為止最為成熟的幹細胞臨床應用,另外如間充質幹細胞臨床移植也對疾病治療有較好作用。 胚胎幹細胞和誘導幹細胞的臨床應用麵臨的一個主要問題是細胞的安全性。因為幹細胞具有超強的自我更新能力,疾病在體外進行人為誘導成特定方向的前體細胞,相對成體內的體細胞的發育階段也要早很多,所以細胞的增殖一旦脫離控製就有產生腫瘤的危險。但從目前世界範圍的幹細胞移植,包括動物模型和人體臨床移植結果來看,移植細胞的成瘤可能性極低。2014年,日本科學家獲批進行了世界第一例iPS治療人眼睛黃斑變性,中國第三軍醫大學殷正勤實驗組將人胚胎幹細胞分化來的視網膜上皮細胞移植到黃斑變性的病人體內並取得良好治療效果。
普通人也能承受幹細胞治療
幹細胞有如此廣泛的應用前景,在組織工程、藥物篩選及臨床幹細胞移植治療退行性神經疾病、糖尿病、血液等方麵均具有極大的應用價值,因此幹細胞研究在短短幾年之內迅速發展,成為世界各國和大型生物醫藥企業爭奪的生物醫學製高點。最新數據顯示,目前全球大約有600項臨床試驗均涉及幹細胞治療。美國FDA目前已批準多項幹細胞臨床應用研究計劃,涉及的疾病包括退行性神經病變、缺血性心髒病、小兒腦部損傷、急性移植物抗宿主排斥反應等。
在我國,國務院公布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》(2006-2020年)中,對幹細胞及其相關產品有如下描述:在前沿技術、生物技術專項中也別提出了“基於幹細胞的人體組織工程技術,幹細胞技術可在體外培養幹細胞,定向誘導分化為各種組織幹細胞供臨床所需,也可在體外構建出人體器官,用於替代與修複性治療。重點研究治療性克隆技術,幹細胞體外建係和定向誘導技術,人體結構組織體外構建與規模化生產化技術,人體多能幹細胞複雜結構組織構建與缺陷修複技術和生物製造技術。”潘光錦說道,在資源儲備、產業轉化方麵,我國在北京,上海,廣州等地建立了幹細胞庫,對基礎研究和臨床轉化所需的重要幹細胞資源進行儲備。另外,我國多個單位正在積極開展幹細胞臨床試驗,包括視網膜色素變性,脊髓損傷等,初步取得良好成績。
目前世界範圍的幹細胞研究中,幹細胞來的各個胚層各個方向的細胞分化方法均已產生,另外,幹細胞來源的微型器官逐漸問世;針對多種疾病的幹細胞體外模型建立;羅氏,諾華和GSK製藥公司利用iPS技術研究並驗證的藥物均有在臨床實驗階段研究,以及各種類型的幹細胞體內移植研究正如火如荼的進行中。潘光錦堅信,不久的將來,幹細胞會為我們的生活帶來越來越大的變化。“幹細胞研究中,如何縮短實驗周期,提高效率,減少成本同樣是我們關心並為之努力的方向,這是事物發展的普遍規律。可以預見幹細胞一旦正式應用於臨床,隨著技術發展革新,費用高昂將不會是普通人需要進行幹細胞治療的重要障礙。”
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幹細胞小曆史
1963年,加拿大科學家證明了骨髓造血幹細胞的存在,推廣運用拯救了無數生命時至今日,造血幹細胞依然是臨床應用最廣泛和成熟的幹細胞。上世紀八十到九十年代,胚胎分離的神經前體細胞已經應用於臨床嚐試治療神經退行性疾病。
1981年,Martin Evans和Gail Martin分別建立了小鼠胚胎幹細胞係,因該項成果Martin Evans和另外兩位科學家獲得了2007年的諾貝爾生理與醫學獎。
1998年,來自美國威斯康辛大學科學家湯姆森(Thomson JA)成功在體外培養出來自早期胚胎內細胞團(Inner cell mass,ICM)的人胚胎幹細胞係。
2006年,來自日本京都大學的教授山中伸彌(Shinya Yamanaka)等人在Cell雜誌上發表了通過人為導入四種多能性相關轉錄因子(Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc)將小鼠成纖維細胞誘導成具有胚胎幹細胞特點的多能性幹細胞,命名為誘導多能性幹細胞(iPSC),這是繼多利羊的誕生後又一次全新的細胞重編程技術的問世,誘導多能性幹細胞來源於個體體細胞,不涉及到任何卵細胞或胚胎幹細胞,通過人為導入外源因子達到控製細胞命運逆轉的效果。
2007年,山中伸彌和湯姆森實驗室同時間發表文章,宣布人誘導多能性幹細胞誘導建係成功,兩個實驗室分別用了兩組不同的多能性轉錄因子過表達在人皮膚成纖維細胞中,結合誘導培養條件,將人成纖維細胞重編程為類似胚胎時期的多能性幹細胞。
原文載於2017年1月13日廣東科技報文章鏈接