在位于廣州市科學(xué)城內的中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院里，一座新“細胞工廠(chǎng)”剛剛竣工。事實(shí)上，這個(gè)藍色調的實(shí)驗室全名是“臨床治療性干細胞制備平臺”，首期投入5000萬(wàn)元，是我國尤其是廣東省在干細胞與再生醫學(xué)研究領(lǐng)域的重要投入項目。

　　國內干細胞與再生醫學(xué)領(lǐng)航者之一、中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院院長(cháng)裴端卿，日前在接受記者采訪(fǎng)時(shí)回顧了中國干細胞研究的艱辛歷程和豐碩成果。在他的規劃里，整裝待發(fā)的“干細胞工廠(chǎng)”將生產(chǎn)神經(jīng)細胞并培育肝臟等器官，用于治療阿爾茨海默?。ɡ夏臧V呆癥）、終末期肝病等疾病，有望為中國和全球神經(jīng)損傷及神經(jīng)退行性疾病患者帶來(lái)光明前景。

　　“疑難雜癥”推動(dòng)干細胞研究 

　　干細胞是一類(lèi)具有自我復制能力的多潛能細胞，在一定條件下，它可以分化為不同的功能細胞，形成多種組織和器官，并以此為基礎來(lái)替代或者修復那些壞損的組織或器官，進(jìn)而治愈某些疾病。

　　由于在疾病治療和再生醫學(xué)領(lǐng)域具有廣闊應用前景，干細胞以及以干細胞為基礎的再生醫學(xué)研究被認為有可能成為繼藥物治療、手術(shù)治療后的第三代疾病治療途徑。世界各國的許多科學(xué)家們都紛紛踏上干細胞研究的漫漫征程，試圖解開(kāi)干細胞的秘密，找到解鎖生命體再生的鑰匙。

　　裴端卿為記者梳理了干細胞發(fā)現與研究的脈絡(luò )。1945年，日本廣島、長(cháng)崎遭受原子彈轟炸，　不計其數的人因核輻射引起造血系統嚴重衰竭，許多人因此喪生。當時(shí)的科學(xué)家從研究人體造血系統著(zhù)手，試圖治療這種可怕的疾病，其后發(fā)現了造血干細胞的存在。

　　這一重要的發(fā)現，使得人類(lèi)開(kāi)始通過(guò)骨髓移植即造血干細胞移植來(lái)重建造血與免疫系統，用以治療白血病等血液疾病。

　　1998年12月，美國科學(xué)家Thomson成功地在體外培養和擴增了人體胚胎干細胞，為利用干細胞治療疾病提供了細胞來(lái)源，也證實(shí)了胚胎干細胞可以在一定條件下分化形成各種組織的全能性特征。

　　1999年12月，美國科學(xué)家Goodell發(fā)現，小鼠肌肉組織干細胞可以“橫向分化”成血液細胞，進(jìn)一步研究發(fā)現多種人的成體干細胞同樣具有“橫向分化”的功能，而且具有相當的普遍性。這種“跨系或跨胚層分化”分子機制的發(fā)現讓科學(xué)家們開(kāi)始憧憬利用病人自身的健康組織干細胞，誘導分化成病損組織的功能細胞，從而治療各種組織壞損性疾病。

　　國內對于干細胞的研究起步于20世紀60年代末期，但在相當長(cháng)的一段時(shí)間內，都主要集中在對造血干細胞的研究上，直到21`世紀初，國內才開(kāi)始廣泛深入地研究各種干細胞的生物特性和分化機制，以及對干細胞在體外進(jìn)行改造和修飾，從而用來(lái)治療疾病。在國家“干細胞及轉化研究”重點(diǎn)研發(fā)計劃專(zhuān)家組組長(cháng)裴端卿看來(lái)，這種轉變與當前醫療需求變化密不可分。

　　裴端卿認為，全球有相當多的疾病治療面臨挑戰，例如老年癡呆，預計在相當長(cháng)的時(shí)間內難以研發(fā)出有效的小分子藥物。醫學(xué)界就在考慮，如果通過(guò)干細胞技術(shù)制造出新的神經(jīng)元，是否能夠修復損傷的腦組織，使之恢復正常的功能，達到治療的目的。

　　從干細胞研究起步，包括中國在內的研究者已經(jīng)在初步探討“再生醫學(xué)”理念。裴端卿說(shuō)，對于組織或器官病變引起的疾病，目前醫學(xué)界主要通過(guò)藥物治療和手術(shù)治療加以應對，但這兩種手段往往也會(huì )對身體造成新的損傷，如對癌癥患者的化療與放療也會(huì )殺死許多健康的細胞，借助干細胞等新領(lǐng)域的科研推進(jìn)，已經(jīng)有醫學(xué)界人士考慮“再生醫學(xué)”發(fā)展的可能——這意味著(zhù)讓已經(jīng)老化或者病變的組織器官再生到功能正常的狀態(tài)，“這也是干細胞研究可能帶來(lái)的醫療技術(shù)革命之一”。

　　中國從尿液里分離出珍貴干細胞 

　　“過(guò)去幾十年的研究使我們對細胞、干細胞的特性和分化規律有了深入的了解，只有認識了它的特性，才能進(jìn)行精準定義、成功培育甚至于大規模地生產(chǎn)。在這個(gè)領(lǐng)域，中國具備比國外更好、更快開(kāi)展研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的社會(huì )基礎?！被仡櫸覈杉毎芯?，裴端卿說(shuō)。

　　近年來(lái)，我國干細胞研究在基礎科學(xué)領(lǐng)域取得了較為顯著(zhù)的進(jìn)展。2010年，裴端卿團隊在研究細胞“返老還童”即細胞重編程課題時(shí)發(fā)現，細胞“逆轉”過(guò)程是由間充質(zhì)細胞狀態(tài)轉變到上皮細胞狀態(tài)來(lái)驅動(dòng)的，該過(guò)程被稱(chēng)為“MET”。

　　隨后，他們還發(fā)現在由間充質(zhì)轉變到上皮細胞狀態(tài)前還存在一個(gè)“上皮向間充質(zhì)細胞”狀態(tài)轉換過(guò)程（該過(guò)程被稱(chēng)為“EMT”），并證明這樣的多次轉換有利于提高重編程效率。

　　“我們推論，間充質(zhì)細胞狀態(tài)與上皮細胞狀態(tài)之間的多次相互轉換機理具有普適性，可能在人體200萬(wàn)億個(gè)細胞產(chǎn)生過(guò)程中也有重要作用?！彼f(shuō)。

　　在這些研究突破的基礎上，2011年，裴端卿團隊從人的尿液里分離出了健康的上皮細胞，初步猜測是從腎小管脫落的。團隊通過(guò)注入多能性因子使這個(gè)細胞“返老還童”，回到了受精卵發(fā)育5到6天的胚胎時(shí)期狀態(tài)。

　　這是一個(gè)重大的研究成果。人們發(fā)現，這個(gè)狀態(tài)的胚胎干細胞一身多能，具有很強的重塑能力，能發(fā)育成人體的各種器官?！斑@一發(fā)現可以說(shuō)打開(kāi)了利用多能干細胞進(jìn)行個(gè)性化治療的大門(mén)?！迸岫饲浠叵肫甬敃r(shí)的情景仍興奮不已。

　　其后，裴端卿團隊利用尿液里提取的上皮細胞誘導為多能干細胞，再將多能干細胞培育出的上皮細胞與小鼠胚胎的牙間質(zhì)細胞結合，并將其植入小鼠體內，三周后形成了一個(gè)具有人類(lèi)染色體的牙齒。

　　2012年，裴端卿團隊將尿液細胞進(jìn)一步培育為健康的功能完善的神經(jīng)干細胞。這一發(fā)現也為帕金森病、阿爾茨海默病的治療提供了理論依據。

　　兩次實(shí)驗的成功讓裴端卿開(kāi)始思考利用尿液細胞培育肝臟細胞。他認為，從人的尿液里分離出上皮細胞，再將其誘導為多能性干細胞，通過(guò)多能干細胞分化為肝臟細胞，然后將其植入基因改造豬的胚胎內，最后長(cháng)出來(lái)的肝臟仍然是人的肝臟，在有需要的時(shí)候，新長(cháng)出來(lái)的肝臟可以重新植回到人體。

　　裴端卿表示，希望肝臟能成為國內第一個(gè)通過(guò)干細胞技術(shù)再生的器官?！耙环矫媸且驗橹袊歉尾〈髧?，每年有大量的患者等待著(zhù)肝臟移植，如果肝臟再生能夠實(shí)現，那么患者就可以換上由自己干細胞培育出來(lái)的健康肝臟。另一方面，相較于心臟而言，肝臟的結構更為簡(jiǎn)單，同時(shí)正常肝臟的再生能力很強，即便割去了三分之二，也可以再生?！?/p>

　　2016年底，中科院廣州生物醫藥和健康研究院賴(lài)良學(xué)課題組在對小豬特定基因進(jìn)行精準的修飾后，讓該小豬和其子代、孫代出生的小豬都變成了能分泌人類(lèi)胰島素的“親人豬”。

　　“我們現在正在尋找合適的合作伙伴，要滿(mǎn)足醫學(xué)臨床試驗用途，還需要擴大繁殖這一種類(lèi)的豬群。畢竟一個(gè)I型糖尿病患者進(jìn)行的胰島移植，可能需要20頭左右的小豬來(lái)提供。下一步我們希望能夠用猴子這樣的靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物進(jìn)行試驗，然后再進(jìn)入臨床試驗和應用?！迸岫饲湔f(shuō)。

　　臨床應用仍需跨越“門(mén)檻” 

　　盡管目前國內對于干細胞的基礎理論研究已取得一系列突破，但臨床試驗領(lǐng)域仍然滯后，真正要將其應用到臨床治療還需要跨越多重“門(mén)檻”。

　　在裴端卿看來(lái)，人才短缺是國內干細胞研究面臨的最大瓶頸?！半m然國內不少醫學(xué)院校都設有干細胞的相關(guān)課程，但真正選擇將干細胞作為自己未來(lái)研究與職業(yè)方向的學(xué)生卻很少?！彼f(shuō)，希望國內未來(lái)能設立直接面向干細胞研究的新型學(xué)科甚至專(zhuān)業(yè)院校，來(lái)培養這方面的人才。

　　與此同時(shí)，形成具有中國自身特色的、符合中國傳統文化和社會(huì )倫理認知的醫學(xué)研究倫理體系也極為重要。裴端卿表示，包括中國在內的全球現行醫學(xué)倫理體系主要是西方理念主導形成的，如何切合中國社會(huì )文化傳統和法律法規要求還需要進(jìn)一步探討，“在現有體系下，中國等發(fā)展中國家進(jìn)行干細胞研究臨床試驗很容易受到西方國家一些人的干擾和打壓，這對全球醫學(xué)進(jìn)步并無(wú)益處，應當得到糾正?！?/p>

　　裴端卿透露，廣州生物醫藥與健康研究院所設立的“臨床治療性干細胞制備平臺”第一個(gè)任務(wù)就是生產(chǎn)神經(jīng)干細胞，用于治療帕金森病、阿爾茨海默病，“這將會(huì )是由基礎理論創(chuàng )新到真正運用于臨床治療的一次飛躍?！?/p>

　　然而裴端卿也坦承，從生產(chǎn)到動(dòng)物試驗，再到臨床試驗和臨床運用，干細胞的“飛躍”需要資金的投入與社會(huì )的支持，“我們希望在國家投入的同時(shí)，也能有企業(yè)參與臨床應用，畢竟科學(xué)家的本職工作是做好基礎理論研究，生產(chǎn)和應用的部分應該交給企業(yè)去做。只有這樣，醫療技術(shù)的源頭創(chuàng )新才能有效轉化為臨床應用?！?/p>