干細(xì)胞可以無限擴(kuò)增、千變?nèi)f化,被人稱為“萬能細(xì)胞”、“種子細(xì)胞”。目前,已有七批、共62個(gè)國家備案的干細(xì)胞臨床研究項(xiàng)目、120個(gè)“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”重點(diǎn)項(xiàng)目,涉及資金投入累計(jì)近24億元人民幣。
干細(xì)胞到底是什么?面對各種神乎其神的宣傳,人們該如何分辨真假?干細(xì)胞究竟能創(chuàng)造怎樣的生命奇跡?《中國經(jīng)濟(jì)大講堂》特邀干細(xì)胞研究領(lǐng)域的重量級嘉賓周琪,為您深度解讀。
嘉賓介紹
周琪,中國科學(xué)院院士,干細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)家,中國科學(xué)院“器官重建與制造”戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項(xiàng)首席科學(xué)家。
認(rèn)識神奇的干細(xì)胞
我們每一個(gè)人都是由受精卵發(fā)育而來,早期的胚胎發(fā)育、卵裂會形成各種各樣的組織、器官,這個(gè)發(fā)育的過程很神奇!由一個(gè)細(xì)胞,變成我們所有的人,也可以變成我們所有人的組織和器官,這類的細(xì)胞它是具有萬能性的,可以多潛能地分化,可以無窮無盡地復(fù)制,這就是干細(xì)胞的最基本的特征。
這樣的事情我們身體里每一天都在發(fā)生,我們習(xí)以為常這些現(xiàn)象,為什么人可以獻(xiàn)血?獻(xiàn)血以后為什么沒有影響健康?為什么我們的血液可以救其他的病人?因?yàn)楦杉?xì)胞的存在。我們的生長發(fā)育、新陳代謝,都是因?yàn)橛羞@些最基本的細(xì)胞存在。干細(xì)胞,第一可以無窮無盡地?cái)U(kuò)增、復(fù)制,第二可以分化成為它想成為的所有的細(xì)胞類型,這就是干細(xì)胞最核心的基本的概念。
如果把細(xì)胞來源簡單地分一下類的話,以出生為界,我們會接觸到三類不同的干細(xì)胞。第一類是來自于成體組織的干細(xì)胞,稱為成體干細(xì)胞。比如說長成皮膚的真皮干細(xì)胞,長成毛發(fā)的毛囊干細(xì)胞,這些都?xì)w到成體干細(xì)胞的范疇。第二類是可以長成所有組織和器官的這類干細(xì)胞,稱為人胚干細(xì)胞,或者胚干細(xì)胞。這一類的細(xì)胞具有更好的發(fā)育潛能,比如說可以長成所有的組織和器官。還有一類是胎兒發(fā)育期階段胎兒來源的干細(xì)胞,胎兒干細(xì)胞。隨著發(fā)育的過程,這三類干細(xì)胞的分化、發(fā)育的潛能會越來越低。成體干細(xì)胞獲得非常容易,人胚干細(xì)胞很艱難,在很多國家胎兒干細(xì)胞用于臨床和研究是非法的。
發(fā)育的時(shí)鐘可以逆轉(zhuǎn)
我們小時(shí)候讀了很多的獵奇小說,歲數(shù)大的重新長出頭發(fā)、長出牙齒,摔了一個(gè)跟頭、雷擊了一下、被閃電劈了一下,有一天突然發(fā)現(xiàn)年齡變小了,甚至還有更多的奇思妙想。正常情況下,發(fā)育的過程是單行線,但科學(xué)家總是想把那些奇思妙想,人們的所想變成一個(gè)現(xiàn)實(shí),最想干的一件事情,發(fā)育的時(shí)鐘是否可以逆轉(zhuǎn)?從一個(gè)已經(jīng)衰老的細(xì)胞變成一個(gè)年輕的細(xì)胞,從已經(jīng)發(fā)育的個(gè)體,變成一個(gè)可以重新再長一次的個(gè)體,這個(gè)過程有沒有可能呢?科學(xué)上是有可能的。這個(gè)技術(shù)叫誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。
所謂可以逆轉(zhuǎn)發(fā)育的時(shí)鐘,其實(shí)就是將已經(jīng)發(fā)育完成的細(xì)胞,通過一定的技術(shù)誘導(dǎo),讓它變成干細(xì)胞,重新開始發(fā)育。2009年,這一逆轉(zhuǎn)發(fā)育時(shí)鐘的科學(xué)幻想,在中國科學(xué)院動物研究所的實(shí)驗(yàn)室變成了現(xiàn)實(shí)。這只取名“小小”的黑色小鼠,就是利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù),用成體細(xì)胞培育出的小生命,它也是世界上第一只由皮膚細(xì)胞直接誘導(dǎo)“孕育”出的小鼠,并且有著正常的生殖和繁育能力。“小小”雖小,但是它的意義是巨大的,第一次證明,這類細(xì)胞也是具有發(fā)育多能性和全能性的。
顛覆傳統(tǒng)生殖理論
2018年世界十大技術(shù)突破,排名第一位的是同性生殖技術(shù),這是人類第一次在歷史上,在兩個(gè)雄性(小鼠)個(gè)體之間,獲得了一個(gè)存活的后代。在這項(xiàng)工作之前,實(shí)際中國科學(xué)家已經(jīng)在兩個(gè)雌性個(gè)體之間獲得了健康的后代。雌性跟雌性,雄性跟雄性之間獲得后代,突破了傳統(tǒng)意義上生殖的這種屏障,它給我們提供了多少的信息和基礎(chǔ)。我們逐步地通過這些科學(xué)過程了解到我們生殖的限速步驟在哪里,生殖里的一些異常是怎么出現(xiàn)的,配子發(fā)生的過程里發(fā)生了什么,受精過程又意味著什么。所以科學(xué)是無止境的,當(dāng)科學(xué)走到這樣一個(gè)地步的時(shí)候,在某些時(shí)候或者某種程度上可以講,我們可以隨心所欲地創(chuàng)造一些新的物種。
2015年,發(fā)表在世界頂級學(xué)術(shù)刊物——《科學(xué)》雜志上的一篇論文指出,人體內(nèi)干細(xì)胞增長和衰減與人類健康有著密切的關(guān)系。體內(nèi)干細(xì)胞數(shù)量減少、功能降低會造成人體組織、器官的衰老和功能退化,疾病隨之發(fā)生。那么反之,有沒有這樣一種可能,把可以無窮無盡可擴(kuò)增的“種子細(xì)胞”,分化為各種功能細(xì)胞來補(bǔ)充人體的各種需要,治療疾病,延緩衰老,增進(jìn)身體機(jī)能呢?這其中孕育著怎樣的巨大應(yīng)用前景?同時(shí)又存在哪些需要控制的風(fēng)險(xiǎn)呢?
未來傷病可能不再是困擾
數(shù)據(jù)表示,截止到今年10月,全球開展的干細(xì)胞藥物研發(fā)大概有幾百種。美國、歐盟、日本、韓國等,也包括我國,在干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都投入了大量經(jīng)費(fèi)和人員。在各國的支持下,開展了大量的干細(xì)胞研究,進(jìn)行了干細(xì)胞走向臨床應(yīng)用的初步嘗試。在我國正式備案的干細(xì)胞臨床項(xiàng)目中,干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院有十項(xiàng),并囊括了全部基于人胚干細(xì)胞的項(xiàng)目。
干細(xì)胞治療要找準(zhǔn)適應(yīng)癥。比如說帕金森,這是步入老齡化社會后非常常見的一種疾病。因?yàn)榕两鹕l(fā)病幾率在65歲以上這個(gè)年齡段的人群中會不斷增高,很多老年人都會發(fā)生帕金森的癥狀。我們給一只有典型帕金森癥狀的猴子注射了人胚干細(xì)胞分化的多巴胺神經(jīng)元,大概7個(gè)月以后,它的癥狀開始得到恢復(fù),不僅可以運(yùn)動,還可以精細(xì)抓取。
細(xì)胞移植后的檢測已經(jīng)證明:第一,這些移植的細(xì)胞沒有影響到腦的正常結(jié)構(gòu),也沒有形成腫瘤;第二,移植以后腦部多巴胺的活性增強(qiáng),表明細(xì)胞在體內(nèi)不僅能存活,而且也成熟了。
一個(gè)試驗(yàn),一個(gè)真正負(fù)責(zé)的干細(xì)胞臨床試驗(yàn)需要時(shí)間來告訴我們它是否安全和有效。這是一個(gè)走過12年的項(xiàng)目。這12年,我們僅僅摸到了干細(xì)胞臨床的“門”。我們還可能需要更長的時(shí)間,來推動一個(gè)真正安全有效的干細(xì)胞臨床應(yīng)用?;仡欉@個(gè)歷程就會知道,真正的基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化工作,需要時(shí)間的累積和檢驗(yàn),需要匠人的態(tài)度,需要敢為人先的勇氣。創(chuàng)新型國家建設(shè)需要心存高遠(yuǎn),需要耐得住寂寞的基礎(chǔ)研究工作。12年是一個(gè)輪回,我們又站在了一個(gè)新的起點(diǎn)上,需要我們重新出發(fā)。
總結(jié)與展望
中國在干細(xì)胞研究領(lǐng)域是有國際地位的,也是有國際定力的。很多工作我們都與國際齊頭并進(jìn)對的,甚至是領(lǐng)先的。未來最重要的一件事,是要明確我們的目標(biāo),安心把工作做好。對于人民健康,既要熱切推動能夠提升健康的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,也要對健康負(fù)責(zé),如何保證一個(gè)普惠的、安全的、有效的干細(xì)胞療法走上臨床,惠及廣大人民群眾,這是每一個(gè)科學(xué)家、從業(yè)者、企業(yè)家、投資人的責(zé)任!