
《自然》 | 重塑医学的未来:干细胞疗法的兴起和突破
近年来,干细胞已从实验室研究走向临床应用,成为再生医学领域备受期待的明星。干细胞以其独特的分化和自我更新能力,为治疗各种复杂而棘手的疾病提供了新途径。
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从实验室到临床:干细胞治疗的曙光
回顾现代医学史,干细胞的发现堪称一场革命。这些独特的细胞具有自我更新和分化成各种细胞类型的能力,为研究人员提供了修复受损组织和再生健康器官的蓝图。然而,从最初的科学概念到临床应用,这一过程漫长而充满挑战。
1998年,科学家成功从人类胚胎中分离出人类胚胎干细胞(ES细胞),开启了再生医学的新篇章。这些细胞能够分化成几乎任何类型的人体组织,这让医学界兴奋不已。然而,胚胎组织的使用随即引发了广泛的伦理争议和政策限制,成为科学热点和社会争论的焦点。
2006年,日本科学家山中伸弥通过对成体细胞进行“重编程”,成功研发出诱导性多能干细胞(iPS细胞),这一突破不仅规避了胚胎干细胞的伦理问题,也为干细胞研究注入了新活力。
干细胞研究已取得重大实验室突破,并逐步进入临床试验阶段。截至 2024 年 12 月,全球已有 116 项干细胞治疗临床试验获批或完成,涵盖帕金森病、糖尿病、癫痫、心脏病和癌症等主要疾病。这些试验规模虽然较小,但标志着再生医学技术潜力的验证。
例如,瑞典研究人员成功将胚胎干细胞衍生的神经元移植到帕金森病患者的大脑中。希望这些细胞能够取代受损的组织并恢复多巴胺的正常分泌。干细胞技术的快速进步已显示出其在治疗复杂疾病方面的巨大潜力。
虽然目前的试验主要集中于安全性验证,但研究人员预测某些干细胞疗法可能在未来五到十年内成为常规医疗实践的一部分。
帕金森病:从无法治愈到一线希望
帕金森病是一种神经退行性疾病,主要特征是运动功能障碍,常影响中老年人。该病的发病通常很隐蔽,患者最初会出现轻微的手指震颤,但他们并不知道这可能是大脑中多巴胺神经元逐渐丧失的征兆。
帕金森病的核心病理机制是中脑黑质A9神经元退化,导致多巴胺生成量急剧下降,而多巴胺是调节运动和情绪的关键神经递质,当多巴胺不足时,就会出现震颤、僵硬、动作迟缓等典型症状。
传统治疗以药物补充多巴胺为主,如左旋多巴,短期内可有效缓解症状,但随着病情进展,药物疗效逐渐减弱,常引起无法控制的异常运动、冲动行为等严重副作用,只能延缓帕金森症状,无法从根本上解决问题。
干细胞疗法的出现为这一问题提供了突破性的解决方案。通过移植健康的多巴胺神经元,研究人员旨在替换受损细胞并恢复正常的大脑功能。2024 年,瑞典隆德大学的一个研究小组进行了一项开创性的临床试验,将源自人类胚胎干细胞 (ES 细胞) 的多巴胺神经元移植到帕金森病患者的大脑中。该试验主要关注安全性,但也提供了初步的疗效信号:接受高剂量细胞移植的患者在两年内表现出部分功能改善,并且没有发生常见的药物相关副作用。
干细胞疗法的优势不仅限于细胞替换。大脑独特的免疫环境也发挥着重要作用。在试验中,患者术后一年内仅需使用免疫抑制剂,大大降低了感染和其他副作用的风险。研究人员正在进一步完善这项技术,利用基因编辑使干细胞对免疫系统“隐形”,避免排斥,为更广泛地采用这种疗法铺平道路。
帕金森病的治疗从未像今天这样充满希望。尽管干细胞疗法仍处于早期阶段,但其潜力正在改变医学界对神经退行性疾病的认识。从被视为“无法治愈”到瞥见治愈的可能性,干细胞技术正在为无数患者照亮一条新的希望之路。
神经元修复:干细胞如何“重建”大脑
大脑是人体最复杂的器官,一旦受损,修复难度极大。传统医学往往无法治疗脑损伤或神经系统疾病。然而,干细胞技术的出现为“重建”大脑带来了前所未有的可能性。通过将健康的神经元移植到大脑的特定区域,干细胞可以修复损伤、恢复功能,并为治疗神经系统疾病开辟新途径。
除了帕金森病,干细胞在癫痫治疗中的应用也引起了广泛关注。癫痫是一种由神经网络异常放电引起的慢性疾病,传统药物通常难以控制严重的癫痫发作。
在一项开创性的临床试验中,美国 Neurona Therapeutics 团队将源自胚胎干细胞的抑制性神经元移植到耐药性癫痫患者的大脑中。这些神经元会释放抑制性神经递质,帮助调节过度活跃的神经网络,从而显著降低癫痫发作频率。
在试验中,前两名患者在一年内几乎完全停止了严重癫痫发作,而其他参与者的癫痫发作频率也大幅下降。这一显著进展表明干细胞疗法在治疗最棘手的神经系统疾病方面具有潜力,为全球患者带来了新希望。