在前不久頒發的國家科技獎中,兩項干細胞研究成果——“哺乳動物多能性干細胞的建立與調控機制研究”和“成體干細胞救治放射損傷新技術的建立與應用”,分別榮獲國家自然科學二等獎和科技進步一等獎。這是我國的干細胞基礎研究與臨床應用研究首次同膺國家科技獎,再次點燃了人們對干細胞治療的熱切期盼。
糖尿病、心血管疾病、老年癡呆癥和癌癥等重大疾病難以治愈且發病率不斷增加,以化學藥物和手術治療為支柱的傳統醫學日漸“力不從心”,以干細胞技術為核心的再生醫學已是大勢所趨,具有超強分化、更新和修復能力的干細胞被寄予厚望。
那么,我國干細胞研究的整體進展如何?利用干細胞技術治療疾病的夢想離現實究竟還有多遠?
基礎研究躍居前列
10年間研究論文增長17倍,研究人員增長近16倍,專利排名世界第三
“進入新世紀以來,我國干細胞研究的進展的確令人矚目。”被譽為我國造血干細胞技術奠基人的中科院院士吳祖澤告訴記者,國家的支持力度明顯加大,干細胞研究成為許多研究機構和高等院校的熱門領域,無論是在成體干細胞還是在誘導多能干細胞(iPS細胞)研究方面,均表現不俗。
此次榮獲國家自然科學二等獎的“哺乳動物多能性干細胞的建立與調控機制研究”,就是我國在iPS細胞領域的標志性成果。2006年,日本的山中伸彌研究小組成功研發出iPS細胞,突破了胚胎干細胞在臨床應用中面臨的細胞來源和倫理障礙,在國際科學界引發極大轟動。
但是,各國科學家一直無法證明iPS 細胞能夠像胚胎干細胞一樣發育成完整健康的動物,其多能性一直被業界質疑。我國科學家周琪、曾凡一、高紹榮等,用漂亮的研究成果終結了這一爭議:完全用iPS細胞培育出健康的小鼠及后代,充分證明了iPS細胞具有與胚胎干細胞相似的發育全能性,為iPS理論的完善及其在再生醫學中的應用做出了突出貢獻。此外,他們還開發出獲得人類胚胎干細胞系的新方法,發現了能快速判斷干細胞發育能力的分子標記,受到國際同行的高度評價。
中科院廣州生物醫藥與健康研究院的研究進展同樣令人振奮:培育出世界首個iPS豬,破解了利用豬iPS細胞制作克隆豬的世界難題,為大動物人源化器官的培育和器官移植提供了新途徑;利用病人尿液細胞獲得可移植的神經干細胞,為老年癡呆癥等疾病的干細胞治療迎來曙光。
“從2004年至2013年,我國干細胞研究論文從234篇增加到3779篇,增長近17倍;發表文章的科研工作者從733名到12325名,增長近16倍。”據中科院院士、同濟大學校長裴鋼介紹,論文質量也有顯著提升,2013年科學引文索引(SCI)收錄刊物發表文章5939篇,其中在國際頂尖雜志《自然》《科學》《細胞》發表文章25篇,影響因子大于10的文章有137篇。同時,我國科學家申請干細胞專利1679項,世界排名第三位,其中PCT國際專利申請58項,排名第六位。
臨床研究值得點贊
間充質細胞藥物研發國際領先,造血干細胞移植手術完成2800余例
研發出干細胞藥物(制品)、形成規范的臨床救治方案,把干細胞研究成果應用于重大疾病治療,是科學家們的共同夢想。在這方面,我國科學家也取得了明顯的進展。
干細胞藥物研發在世界范圍內都是一個新課題,制定相關標準是第一步。在趙春華研究員牽頭下,中國醫學科學院組織工程研究中心與中國藥品生物制品檢定所于2003年制訂出我國第一個干細胞藥物制劑的制備、檢定標準——《間充質干細胞制造及檢定規程》。2004年12月,趙春華團隊研制的用于治療惡性血液病、心血管疾病等的“骨髓原始間充質干細胞”,拿到了新藥Ⅰ期臨床試驗批件,標志著我國成體干細胞新藥研究在當時處于國際領先地位。2006年4月,“骨髓原始間充質干細胞”獲得Ⅱ期臨床試驗批件,并在北京大學人民醫院等多個國家臨床藥理基地完成了安全性、有效性臨床試驗研究。
此次獲得國家科技進步一等獎的“成體干細胞救治放射損傷新技術的建立與應用”項目,在干細胞臨床治療上取得了多項突破。項目第一完成人、解放軍307醫院造血干細胞移植科主任陳虎告訴記者,他們建立了多種來源的造血干細胞移植技術體系,克服了傳統骨髓移植供者來源單一、依從性低、重建速度慢和并發癥多等“瓶頸”,成功解決了放射病所致不可逆骨髓衰竭的造血重建問題;首次采用造血干細胞與間充質干細胞聯合移植治療醫源性骨髓型放射病,促進了造血重建和放射所致多器官損傷的修復,并降低了移植排斥,開創了放射損傷救治的新途徑。據介紹,他們已累計開展造血干細胞移植2800余例。
在利用干細胞開展脊髓損傷修復方面,我國科學家也邁出了第一步。中科院遺傳與發育生物學研究所戴建武再生醫學研究團隊研制的基于膠原蛋白的神經再生支架,結合間充質干細胞植入病人脊髓后,能夠引導脊髓再生。截至今年1月底,已順利開展了4例臨床研究手術,患者術后情況均比較穩定。此前,戴建武團隊利用膠原生物材料結合自體骨髓干細胞修復不孕患者瘢痕化的子宮壁,成功引導子宮內膜再生,首批9例不孕受試患者已有3例嬰兒順利出生。
國外研究如火如荼
去年,科學家相繼培養出胃、腎臟等組織器官,批準的干細胞臨床試驗研究超過4000項
干細胞研究一直是國際熱點。據專家介紹,近年來發達國家在干細胞基礎研究與臨床試驗上不遺余力,堪稱“如火如荼、突飛猛進”。
在基礎研究方面,國外科學家在利用干細胞培養人體組織器官方面取得了長足進展。僅2014年就亮點頻現——
英國劍橋大學研究人員用皮膚細胞制造出原始人工精卵,有望為不孕癥治療開辟新途徑;
日本研究人員在成年試驗鼠中,首次在試管內用成體干細胞培養出立體管狀的腎臟組織;
美國科學家用人類的胚胎干細胞iPS細胞,培養出微小的“類胃”器官。這塊芝麻大小的活組織有著和人胃一樣的腺體結構,甚至還能容納腸道菌。
在臨床試驗方面,美、日、韓等國家的科學家在青少年失明、老年黃斑變性、心肌梗塞等方面開展了眾多臨床試驗。據不完全統計,僅去年一年國外批準的干細胞臨床試驗研究就有4000多項,其中采用間充質干細胞的有400多項。
專家指出,作為一項革命性的全新技術,干細胞的研究和臨床試驗不會一帆風順,但從國內外已取得的進展看,用干細胞解除人類重大疾病的大門已經敞開,前景可期。