研究人员目前正在尝试利用干细胞——可以发育成多种不同类型组织的祖细胞——来诱导少数人体内自我修复。迄今为止,一些最先进的临床试验涉及治疗充血性心力衰竭和再生在爆炸中受伤的士兵的肌肉。但新的进展如此迅速,以至于研究人员提出了一个新名称——再生医学——来描述这个新兴领域。
许多正在研究的干细胞被称为多能干细胞,这意味着它们可以产生体内任何细胞类型,但它们不能单独产生一个全新的身体。(只有最早的胚胎细胞,即受精后不久出现的细胞,才能自行产生另一个完整的生物体。)其他干细胞,例如在成人体内发现的干细胞,是多功能干细胞,这意味着它们可以发育成有限数量的不同组织类型。
正在研究的最常见的干细胞治疗方法之一是从人体内提取少量干细胞,并在实验室中大量培养它们——科学家称之为扩增干细胞的数量。一旦以这种方式产生了足够的数量,研究人员就会将它们注射回患者体内。
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骨髓是成人干细胞的丰富来源,包含产生各种类型血液的造血干细胞和所谓的间充质干细胞,间充质干细胞可以发育成骨骼、软骨和脂肪。间充质细胞存在于骨髓和体内其他各种部位,尽管是否所有间充质干细胞都真正可以互换,而与来源无关,目前尚不清楚。
《大众科学》采访了美国国立卫生研究院再生医学中心主任马亨德拉·拉奥,以了解未来五年左右再生医学可能出现的新进展。
[以下是采访的编辑稿。]
为什么人们对再生医学如此兴奋?
你可以说,到目前为止,医学一直都是关于替代疗法。如果你的心脏瓣膜不能正常工作,你就用另一个瓣膜来替换它,比如猪的瓣膜。而再生医学,你是治疗病因,并使用你自己的细胞来进行替换。希望通过再生组织,你可以促使修复生长,使其像正常组织一样。
而且再生医学的研究进展非常迅速。
是的,在过去几年中出现了很多新的突破。似乎事情正相对迅速地向真正的转化和临床实践迈进。你想想,通常需要 10 到 14 年才能将一种药物推向市场。好吧,整个多能干细胞领域才 14 或 15 年的历史。然而,在这 15 年里,已经有临床试验正在进行中。
如果算上非多能干细胞,那么在美国和其他国家已经有五六种产品。有 Provenge [用于前列腺癌],Appligraf [用于治疗糖尿病足溃疡],Carticel [用于替换膝盖软骨],Gintuit [用于促进牙龈手术后愈合] 和 Fibrocell 正在替换成纤维细胞。
当然,所有这些规模仍然很小。但它们表明原理是可行的——而且因为原理是可行的,所以可以解决更大的问题。
再生医学的下一步是什么?
在我看来,再生医学未来有四个[即将到来的]领域:所有与间充质干细胞相关的事物;神经细胞;眼睛;以及最后一个类别——三维构建,使用细胞和结构的混合物。
间充质细胞有什么特别之处?
它们可以大量扩增。它们在成人体内含量充足,因此你可以用患者自身的细胞进行治疗——并避免必须使用强效抗排斥药物。例如,间充质细胞可用于治疗心脏、血管和克罗恩病。
关于神经细胞令人兴奋的是,这是我们第一次能够获得来自中枢神经系统的细胞,其数量足以让我们考虑潜在的治疗方法。
至于眼睛,我们现在可以在眼睛方面做很多事情,这非常令人兴奋。已经有几家公司和临床试验在尝试不同的方法。
例如?
有几个人正在推进湿性和干性黄斑变性的治疗方法。这是一项可能具有颠覆性的新技术。
第四个类别呢?
第四个类别就像一个混合物。这里的兴奋点在于,我们一直可以尝试制造三维组织,但效果从来都不是很好。但是有人想到,如果我们将结构与细胞结合起来,细胞就会为我们构建三维组织。
有两件大事我没有放在这里:一件是心脏,另一件是糖尿病。两者都引起了极大的兴趣。我没有把它们放在列表靠前位置的唯一原因是它们更像是五年到七年后的事情。我刚才提到的四个类别不到五年就能实现。