干細胞研究：追逐組織再生和器官修復的夢想

　　8月1日，F(xiàn)DA批準了美國Geron公司的胚胎干細胞產(chǎn)品GRNOPC1進入Ⅰ期人體臨床研究。

　　8月24日，美國麻省理工大學的科學家發(fā)明了利用合成基質(zhì)體外培養(yǎng)干細胞的方法。

　　8月26日，英國科學家利用iPS技術成功將人皮膚細胞轉(zhuǎn)化為肝細胞。

　　實現(xiàn)組織再生和器官修復是臨床醫(yī)學家和生物學家多年夢寐以求的事情。1996年，當英國科學家利用動物體細胞克隆技術制造出克隆羊“多莉”時，人們看到這一夢想實現(xiàn)的可能。但隨后由于“體細胞克隆技術”備受爭議，政策等因素的限制使人的體細胞克隆技術在近十余年進展緩慢。于是，科學家又將目光轉(zhuǎn)向基于干細胞的“細胞療法”。

　　干細胞不同于機體其他細胞之處在于其具有自我更新、高度增殖、多向分化的能力。它的這種多向分化能力，以及其在再生醫(yī)學上的應用潛力，使人們再次看到了實現(xiàn)組織再生、器官修復的曙光。在制藥行業(yè)，干細胞還可以作為新藥篩選的模型，進行毒理、藥效實驗。此外，研究干細胞的增殖以及細胞分化的調(diào)控，可以更深層次地理解癌癥發(fā)生的分子機制。這些研究價值與應用潛力，讓干細胞技術被人們寄予厚望。

　　備受爭議的“胚胎干細胞”

　　胚胎干細胞具備分化成人體200多種細胞的“全能性”。已有研究證實，胚胎干細胞在特定條件下可以分化為心肌細胞、胰島細胞、血管內(nèi)皮細胞、肝細胞等特異功能的細胞。而且，胚胎干細胞具有很強的增殖能力，它可以借助小鼠細胞飼養(yǎng)層連續(xù)培養(yǎng)數(shù)月。但是，胚胎干細胞目前主要來源于人工受精后早期發(fā)育的胚胎。雖然這些胚胎是輔助生殖的廢棄物，并通過自愿捐獻，但是，分離胚胎干細胞會毀滅胚胎的事實，使其研究備受倫理爭議。

　　以美國為例，早在1995年，美國政府就通過了迪基修正案（Dickey Amendment），明令禁止“任何創(chuàng)造或毀滅胚胎的科學研究”。此后，小布什總統(tǒng)在任期間，又規(guī)定聯(lián)邦政府資助的科學研究僅限于已有的干細胞系。雖然去年3月奧巴馬政府曾放松對干細胞研究的政策禁錮，取消了這項限制，但是，今年8月25日美國地方法院依據(jù)此前的迪基修正案又推翻了總統(tǒng)令。關于干細胞，尤其是胚胎干細胞的科學研究，再次引起了政界、民眾的廣泛爭議。

　　在胚胎干細胞研究備受爭議、相關政策并不明朗的情況下，今年8月1日，美國食品藥品管理局（FDA）批準了美國Geron公司的胚胎干細胞產(chǎn)品GRNOPC1進入Ⅰ期臨床研究。這在業(yè)內(nèi)被認為具有“里程碑”式的意義。

　　胚胎干細胞具有分化成機體所有細胞的“全能性”，而且增殖能力很強。與成人干細胞相比，其臨床應用前景更為廣闊。但是，胚胎干細胞的強大自我更新能力和全能分化能力，也會造成移植后的“致瘤性”。如何控制移植后的胚胎干細胞的增殖和分化，是保證臨床用藥安全的關鍵。其實，GRNOPC1早在去年就曾被FDA獲準進行人體試驗，但由于發(fā)現(xiàn)在早先的動物實驗中出現(xiàn)過注射部位發(fā)生囊腫，于是臨床試驗被緊急叫停。一年間，Geron公司重新設計了動物實驗，并提供了兩萬余頁的說明材料，證明了其產(chǎn)品的安全性。另外，GRNOPC1含有的干細胞是通過在小鼠滋養(yǎng)層培養(yǎng)擴增得到的，這些體外培養(yǎng)的干細胞移植體內(nèi)后，是否會引起免疫排斥還沒有定論。為此，在其Ⅰ期臨床試驗中，患者需要同時配合服用免疫抑制劑他克莫司。

　　除了GRNOPC1外，Geron公司的研發(fā)線上還有數(shù)個（治療心肌壞死的GRNCM1等）胚胎干細胞產(chǎn)品。此外，在美國還有治療糖尿病（Novocell公司）、治療黃斑變性失明（Advanced Cell Technology公司）的胚胎干細胞療法等有望在近期進入臨床研究階段。

　　相對成熟的“成體干細胞”

　　成體干細胞體外培養(yǎng)相對困難，只能從外周血、骨髓、脂肪中搜集。而且，由于具有的是“多能性”而“非全能性”，成體干細胞只能分化為特異組織細胞。這些因素限制了成體干細胞的臨床應用。但是，由于其來源不涉及到“胚胎”這一倫理學爭議的焦點，近年來成體干細胞卻較胚胎干細胞的研究更為迅速。

　　早在上世紀60年代，造血干細胞就應用于臨床，用于治療器官移植后的免疫修復等。造血干細胞也是目前為止研究最為透徹、臨床應用最為廣泛的干細胞療法。近年，Osiris公司來自骨髓的成體干細胞（Osteocel）、StemCyte公司來自臍帶血的成體干細胞，都已經(jīng)在臨床上得到應用。今年5月，美國FDA以孤兒藥方式核準Osiris公司的Prochymal用于1型糖尿病的治療。此外，該產(chǎn)品的其他適應證，如治療克羅恩氏病、修復梗死心臟組織、胰島細胞再生等也處于臨床研究階段。

　　另辟蹊徑的“誘導多能干細胞”

　　成體干細胞能否突破胚層發(fā)育限制，橫向分化為其他組織細胞？或是成體干細胞是否可以通過誘導回復為胚胎干細胞？這些問題一直是干細胞研究的熱點。

　　2006年，日本科學家通過導入四種轉(zhuǎn)錄因子，使小鼠的成纖維細胞具備胚胎干細胞的表型和功能；2007年，利用類似技術將人皮膚細胞誘導成類胚胎干細胞。由此，科學界提出“誘導多能干細胞”（iPS細胞）的概念，即通過細胞內(nèi)部重新編程，使成體干細胞具備胚胎干細胞的功能。今年8月26日，英國科學家利用iPS技術成功將人皮膚細胞轉(zhuǎn)化為肝細胞。

　　利用iPS技術，可以誘導成體干細胞分化成其他組織的功能細胞，這種“橫向分化”能力使其具有更為廣闊的應用前景。利用iPS細胞替代胚胎干細胞進行干細胞治療，這是干細胞研究與應用的另一條“蹊徑”。

　　雖然，干細胞藥物還存在諸多技術障礙尚待突破，干細胞研究尚有倫理學的爭議，甚至可能遭受政策禁錮。但是，干細胞治療領域已經(jīng)具備市場規(guī)模，形成了細胞治療、臍帶血庫和新藥篩選三大市場板塊，其研究幾乎涉及到生命科學和臨床醫(yī)學的所有領域，其應用幾乎涵蓋了目前臨床上的所有疑難病癥。近日——8月24日，美國麻省理工大學的科學家又發(fā)明了利用合成基質(zhì)體外培養(yǎng)干細胞的方法。這預示著大規(guī)模制備干細胞的技術瓶頸即將突破。隨著干細胞技術研究的不斷深入和干細胞治療產(chǎn)業(yè)化進程的推進，也許，人類關于組織再生、器官修復的夢想終會實現(xiàn)。

來源：藥品資訊網(wǎng)信息中心

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