黃斑變性、糖尿病、帕金森病、脊髓損傷、腎病、帕金森等疾病，既是困擾醫(yī)學界的難題，也給患者帶來了極大痛苦，能帶來突破性治療進展的，非干細胞治療莫屬。

20年來，人類一直在等待干細胞為解除患者病痛，提供各式人體“備件”。如今，在干細胞研究的賽道上，這些期待中的人體“零件”，哪些跑在了前面，誰又將第一個沖過終點呢？

20年前，科學家從人體胚胎中分離出了干細胞。與其他類型的干細胞不同，這些干細胞具有  “多能性”，意味著如果給予正確的信號，它們可以被誘導分化為機體幾乎所有的細胞類型。從那時起，科學家就期待有一天能夠借此制造出各類可替代人體組織的干細胞“零件”，以減輕病人痛苦，這無疑將給醫(yī)學帶來革命性變革。

盡管，在找到安全有效的方法之前，干細胞治療仍是一個應謹慎對待的領域，但20年來，科學家在開發(fā)干細胞潛力的探索之路上，已經(jīng)邁出了非常重要的一步。

目前，科學家們已經(jīng)在黃斑變性、糖尿病、帕金森病、皮膚病、脊髓損傷、腎臟疾病等治療領域取得了可喜進展。一批  “修補”肌體損傷的干細胞  “零件”，正沿著研究賽道朝我們快步而來……

 

黃斑變性

黃斑變性是與年齡相關視力喪失最常見的原因，一種可能的治療方法正在走向臨床實驗。

在澳大利亞，大約七分之一50歲以上的人患有黃斑變性疾病。具體而言，眼睛后部的那部分細胞（即黃斑）如有損傷，中心視力就會受到影響，導致患者視覺功能下降，從而影響閱讀、駕駛和人臉識別。

黃斑中真正有“視力”的細胞實際上可能完好無損，但一小塊區(qū)域的深色細胞受損就會導致視力喪失。這些細胞被稱為“視網(wǎng)膜色素上皮細胞”或“RPE細胞”，其功能是為視網(wǎng)膜高度活躍的細胞提供食物并清除廢物。

由于所需的RPE細胞數(shù)量實際上非常少，多能干細胞很容易發(fā)育成這種精確的組織，黃斑變性長期以來一直是干細胞領域最受歡迎的研究對象。目前，英國和日本等國正在進行臨床試驗，以確定用實驗室中人類胚胎干細胞或誘導多能干細胞制造的RPE細胞替換有缺陷的RPE細胞，是否對改善患者視力有所幫助。

在這個早期階段，安全是最關鍵的問題。細胞移植手術可能因技術原因導致視網(wǎng)膜脫落，致使患者視力的進一步喪失。一個好消息是：去年五月，英國兩名黃斑變性患者在參加了一項臨床試驗后，視力得到了改善，而且沒有表現(xiàn)出明顯的副作用。

 

皮膚病

長期以來，皮膚干細胞一直是治療嚴重燒傷植皮材料的來源。

2017年11月，一則報道成為頭條新聞。報道稱，一名七歲的敘利亞男孩哈桑因遺傳性皮膚疾病瀕臨死亡，后通過基因矯正治療移植皮膚干細胞而得救。

哈桑現(xiàn)在和家人住在德國，他所患的嚴重大皰性表皮松解癥（EB）被稱為“最嚴重的皮膚病”，影響著全球約50萬人。這種疾病可能由18種不同基因突變引起，從而破壞皮膚上層表皮與下層真皮的結合，結果，皮膚就像蝴蝶翅膀一樣容易撕裂，因此也叫“蝴蝶病”。

哈桑一出生，皮膚就開始起水泡。當他七歲時，細菌感染奪走了他80%的表層皮膚。為了挽救他的生命，給他治療的德國醫(yī)生聯(lián)系了意大利摩德納大學資深干細胞研究人員米歇爾·德盧卡和雷吉奧·艾米利亞。2006年，德盧卡曾用經(jīng)基因療法矯正的皮膚移植，治療了一名女性腿部的傷口，她患的是和哈桑一樣的皮膚病，是由一種叫作“LAMB3”的基因突變引起的。

德盧卡的團隊從哈桑的腹股溝取了一小塊含有干細胞的皮膚，將LAMB3基因的一個拷貝剪接到一個良性病毒中，然后用攜帶LAMB3基因的病毒感染皮膚細胞，經(jīng)過基因改造的皮膚長成的薄片被移植到哈桑身上。第一次移植五個月后，哈桑出院了。一個月后，他回到了學校，并可以和同伴們一起踢足球。他身上經(jīng)基因修正干細胞移植的皮膚不再出現(xiàn)水泡或碎片。美國大皰性表皮松解癥研究協(xié)會執(zhí)行董事將哈桑的治療案例稱為“EB世界的一次巨變”。

 

腎臟疾病

治療腎臟疾病的干細胞研究一直被認為是一個不太可能實現(xiàn)的目標，但現(xiàn)在傳來了一些好消息。

腎臟是身體重要的清潔和平衡系統(tǒng)。它們將血液中的廢物和毒素過濾到尿液中，維持身體的水分平衡，還產(chǎn)生對調節(jié)血壓和紅細胞生成非常重要的一些激素。

導致慢性腎病的主要原因是糖尿病和高血壓，而腎病會破壞一種叫做腎元的過濾裝置。腎元一旦消失，是不能再生的。目前有近千名澳大利亞人在腎臟移植的名單上排隊等待，等待一個腎臟供體有時需要數(shù)年時間。

澳大利亞墨爾本默多克兒童研究所的梅麗莎·利特爾團隊是這項研究的先驅。2015年，他們成功培育出了微小的腎臟樣結構，并在《自然》雜志封面上展示了這一成果。雖然這個微型腎臟擁有成熟腎臟的許多功能，但要用于實際移植還有很長的路要走。

然而，這些微型腎臟已經(jīng)改變了我們對腎臟發(fā)育以及腎病發(fā)病機制的理解。例如，研究人員最近為患有可導致嚴重腎病的罕見基因病的兒童制造微型腎臟。他們首先用患兒的皮膚培育多能誘導干細胞（iPS細胞），在實驗室里能夠觀察到患兒細胞的結構異常。研究人員發(fā)現(xiàn)，當基因突變被糾正時，結構缺陷也被糾正了。這為我們了解遺傳性腎病提供了一個新視角，而以前我們對這些疾病的發(fā)展一直知之甚少。

 

糖尿病

另一種在干細胞“零件”競賽跑道上較早進入臨床實驗的病種，是Ⅰ型糖尿病——這是一種因免疫系統(tǒng)尋找并摧毀胰腺β細胞而導致的疾病。

胰腺β細胞的奇妙之處在于，它既能感知血糖水平的升高，又能釋放出將血糖水平降至正常所需確切數(shù)量的胰島素。如果這種細胞被破壞（通常發(fā)生在兒童期），人體就不再能自行控制血糖水平了。

超過12萬的澳大利亞人都需要通過定期注射胰島素來控制糖尿病，但這種治療控制手段并不能像β細胞那樣可以精確地調節(jié)血糖水平。如果控制不好，高血糖會損害心臟、眼睛和腎臟血管；而低血糖則可能致命。一些幸運患者接受了整個胰腺移植手術，或含有β細胞組織的移植手術。但目前遇到兩個問題：首先，移植供體供應不足；其次，捐獻組織很可能會遭到與本體組織同樣的命運——受到患者免疫系統(tǒng)的攻擊。

利用多能干細胞誘導分化出的β細胞，供應已不再是問題。經(jīng)過20年的努力，科學家們已經(jīng)能夠在實驗室中制造出大量功能齊全的β細胞。為了控制免疫系統(tǒng)，幾家初創(chuàng)公司提出了“茶包”方法，他們將β細胞包裹在多孔膠囊里，像網(wǎng)住茶葉的“茶包”一樣，將β細胞保護起來。

可溶性因子包括胰島素、血液中的葡萄糖以及其他營養(yǎng)物質，可以很容易地通過“茶包”的濾網(wǎng)進出，但來自免疫細胞的攻擊則被擋在了濾網(wǎng)之外。

 

帕金森病

帕金森病是一種老年退行性疾病，60歲以上老年人群中約有1%的人患有這種疾病。

帕金森病是由釋放神經(jīng)遞質多巴胺的大腦神經(jīng)元死亡引起的。多巴胺可用以確保大腦不同部分同步運作，執(zhí)行日常動作。如果沒有多巴胺，病人很難控制自己的行走動作，他們的手和身體其他部位也會顫抖。那么，通過干細胞療法，用健康的多巴胺神經(jīng)元取代有缺陷的神經(jīng)元，能成功對抗帕金森病嗎？

20多年前，來自各國的研究小組就開始了嘗試。他們利用人類胎兒組織分離出產(chǎn)生多巴胺的細胞，通過手術將這些細胞植入病人的大腦，特別是植入一個叫作“紋狀體”的大腦區(qū)域中。

一些患者病情有所好轉，但另一些患者出現(xiàn)了明顯的副作用，尤其是無法控制的抽搐，即運動障礙。研究人員想要弄明白，轉移的細胞是否是正確類型的細胞，以及它們是否被轉移到了大腦的正確部位。由于副作用的出現(xiàn)，進一步實驗被暫停。研究人員開始思考一個關鍵問題，即多能干細胞能否以一種更精確、更可靠的方式“生產(chǎn)”多巴胺細胞。

去年，幾個研究小組在一系列帕金森病的臨床試驗中，對一些新類型的替代細胞進行了測試。多年研究表明，胚胎干細胞和iPS細胞可直接發(fā)育成正確的神經(jīng)元類型，并且能夠產(chǎn)生足夠多數(shù)量的神經(jīng)元。動物實驗證明，產(chǎn)生多巴胺的細胞糾正了運動障礙，而且沒有形成腫瘤。

目前，來自日本、瑞典、英國等國的科學家聯(lián)合起來組成了一個名為“G-Force PD”的聯(lián)盟，盡管各國研究小組在臨床試驗中使用的方法略有不同，但通過分享各自的研究結果和專業(yè)知識，他們希望能將基于干細胞的帕金森病療法推向臨床實踐。

 

脊髓損傷

脊髓損傷每年導致大約18萬例新病例。2010年，世界上進行了第一次用人類胚胎干細胞制成的細胞治療脊髓損傷的臨床試驗。

2010年，美國加利福尼亞杰龍（Geron）生物技術公司的研究人員成功引導胚胎干細胞發(fā)育成為“少突膠質細胞”前體，這些如章魚狀的細胞將其“觸手”纏繞在脊髓中的神經(jīng)元上提供營養(yǎng)因子，脊髓損傷者可能會失去這些重要的支持細胞。四名患者在受傷后不久被注射了干細胞來源的少突膠質細胞前體。

因出現(xiàn)爭議，杰龍公司于2011年停止了這項研究，阿斯圖里亞斯（Asterias）生物療法公司接過了接力棒。2017年，25名接受臨床試驗的患者在受傷三至六周內接受了少突膠質細胞前體注射后，沒有出現(xiàn)嚴重不良事件。其中四名患者恢復了一定程度的運動功能，這可能有助于提高他們獨立生活的能力。

其他一些臨床試驗也在測試不同類型的細胞，比如使用病人自己鼻腔后面的細胞誘導產(chǎn)生神經(jīng)元細胞，這些細胞在支持嗅覺神經(jīng)元的再生中起著重要作用。一些類型的移植細胞可以幫助受損的運動神經(jīng)元恢復，其他有些則可直接替代脊髓神經(jīng)元。