由于脊髓受到損傷，中國數(shù)百萬人不得不一輩子坐在輪椅上。遺憾的是，脊髓損傷的治療依然是醫(yī)學(xué)難題中的一個堡壘，成為難以逾越的“世界屋脊”。
而近日一則傳遍各大媒體的消息似乎為跨越這座高峰帶來一線希望——日本政府批準了慶應(yīng)大學(xué)研究團隊用iPS細胞治療脊髓損傷患者的臨床試驗計劃。預(yù)計今年夏天啟動的這項計劃，這將是全球首例相關(guān)臨床研究。
iPS細胞療法的原理是什么?它能讓萬千脊髓損傷患者自由行走嗎?
給再生醫(yī)學(xué)帶來福音 可規(guī)避倫理爭議和免疫排斥風(fēng)險
iPS細胞概念的提出距今已有十多年。
2006年，來自日本京都大學(xué)的山中伸彌教授和學(xué)生高橋一俊利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將4種關(guān)鍵基因Oct-3/4 、Sox2 、c-Myc和KIf4轉(zhuǎn)入鼠成纖維細胞，從而使其成為人為誘導(dǎo)的多能干細胞，即誘導(dǎo)多能干細胞(iPS)。2007年，山中伸彌用人類細胞重復(fù)了這一實驗。
“iPS細胞的神奇之處在于它可以分化為神經(jīng)細胞或其他任何需要再生的細胞。”同濟大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授左為接受科技日報記者采訪時表示。
iPS細胞技術(shù)可將皮膚成纖維、外周血或者尿液細胞等體細胞誘導(dǎo)為多能干細胞，且具有無限增殖特性。如果用于醫(yī)療，從理論上講，iPS細胞可以治愈絕大多數(shù)疾病。凡是不好的組織都可先去除后，注入iPS細胞來促進正常組織再生長。
2009年，中國科學(xué)家首次利用iPS細胞通過四倍體囊胚注射技術(shù)獲得存活并具有繁殖能力的小鼠，在世界上首次證明了完全重編程的iPS細胞具有與胚胎干細胞同等的發(fā)育能力。
那么，既然早就有胚胎干細胞療法，為何還要iPS細胞療法呢?
“因為胚胎干細胞存在較大倫理爭議。”一位不愿具名的iPS細胞研究人員告訴記者，胚胎干細胞研究的反對者認為，胚胎是人尚未成形時在子宮的生命形式，進行胚胎干細胞研究就必須破壞胚胎，因此有悖倫理。
iPS細胞技術(shù)巧妙地避開了這一倫理問題，它是從患者的皮膚或血液中提取成熟的體細胞，將這些體細胞“初始化”，變成具有胚胎干細胞功能的“原始細胞”。
此外，iPS細胞還可以規(guī)避免疫排斥的風(fēng)險。同種異體胚胎干細胞及其分化組織細胞用于臨床可能會引起免疫排斥，因此基于胚胎干細胞的治療方案往往要求對患者進行長期免疫抑制劑的治療。“與胚胎干細胞相比，iPS細胞的一個有利之處是它可以采用患者自己的干細胞進行培養(yǎng)，再重新輸送回患者體內(nèi)，從而規(guī)避免疫排斥風(fēng)險。”左為解釋道。
與iPS細胞療法和胚胎干細胞療法一樣，成體干細胞療法也屬于再生醫(yī)學(xué)的范疇。但是成體干細胞通常只能向某幾種細胞類型分化，分化方向由其來源組織決定。
“成體干細胞分化的方向穩(wěn)定，不易‘跑偏’。”左為表示，成體干細胞療法、iPS細胞療法和胚胎干細胞療法各有優(yōu)劣，在臨床應(yīng)用中選擇哪種療法都需要根據(jù)適應(yīng)癥進行權(quán)衡。
已有成功臨床案例 給戰(zhàn)勝頑疾帶來“美好想象”
iPS細胞的應(yīng)用十分廣泛，主要包括研究功能機制、建立疾病模型、矯正基因、探究受體通路和進行細胞治療。
專家表示，iPS細胞技術(shù)的出現(xiàn)可以解決疾病研究過程中存在的各種障礙，如樣本數(shù)量不足或樣本難獲取等問題。“iPS細胞分化后得到的細胞能為研究者提供大量的疾病模型，如血液細胞模型、肝細胞模型、神經(jīng)細胞模型、心肌細胞模型等。”
2014年，日本理化研究所發(fā)育生物學(xué)中心的高橋雅代醫(yī)生帶領(lǐng)團隊利用iPS細胞培育出了視網(wǎng)膜色素上皮細胞層，并成功移植到了一名70歲女患者的右眼中，這是世界首例利用iPS細胞完成的移植手術(shù)。手術(shù)后，這名患者眼部的黃斑病變停止，并且重見光明。
但當研究團隊準備實施第二例手術(shù)時，意外發(fā)現(xiàn)了患者的iPS細胞和視網(wǎng)膜色素上皮細胞中存在兩個微小的基因突變。為了患者的安全，治療暫停。
不過，對iPS細胞的研究并未就此止步。
實際上，自2012年山中伸彌獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎以來，日本政府一直大力推進iPS的相關(guān)研究并給予政策上的支持。所以，人們認為此次慶應(yīng)大學(xué)的臨床試驗是繼針對眼睛、心臟、腦神經(jīng)、血小板后，用iPS細胞移植的再生醫(yī)療研究的擴大計劃。“日本在iPS細胞研究方面有非常雄厚的基礎(chǔ)，在這一領(lǐng)域加強推進是有道理的。”左為表示。
因為脊髓損傷是世界性難題，慶應(yīng)大學(xué)的計劃被醫(yī)學(xué)界和脊髓患者寄予厚望。“脊髓就像一個電纜，大腦的信號通過它傳到四肢，進而控制運動，四肢的感覺又通過它再回到大腦。但如果脊髓損傷了，那損傷以下的部位就什么感覺都沒有了，所有的運動功能都會喪失。”中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員戴建武曾提到，一個脊髓損傷病人帶來的負擔絕對不是一個家庭的問題，而是幾個家庭乃至一個社區(qū)、整個社會的問題。
壁虎切掉尾巴后，能長出一模一樣的來，那人呢?iPS細胞療法等再生醫(yī)學(xué)技術(shù)，給戰(zhàn)勝頑疾帶來了更多美好想象。
臨床研究存在安全風(fēng)險 可能“長”出不想要的細胞
不過，美好想象的背后或許藏著不可估量的安全隱憂。
iPS細胞擁有可以分化成任何細胞的能力。“這種神奇之處對于治療而言，是一柄雙刃劍。”左為說，iPS也可能變成我們不想要的細胞。
對此，左為解釋道：“當我們想要iPS細胞變成一個神經(jīng)細胞，它卻變成了牙齒和頭發(fā)的細胞，這會非常糟糕。更可怕的是，如果控制得不好，iPS細胞可能會變成一個腫瘤細胞。也就是說，iPS細胞的誘導(dǎo)率需要做到100%準確。如果能做到這一點，它將是十分美好的，但現(xiàn)實是掌控這一點相當困難。”
這好比，壁虎切掉尾巴后，iPS細胞分化的隨機性導(dǎo)致該長尾巴的地方意外長出了一條腿。
根據(jù)計劃，慶應(yīng)大學(xué)研究團隊將用京都大學(xué)iPS細胞研究所提供的iPS細胞，制成神經(jīng)細胞，再將制成的兩百萬個細胞注入患者的脊髓損傷部位，制造傳達腦部信號的組織。
“這意味著，研究人員必須對這200萬個細胞進行鑒定。只要其中有一個是腫瘤細胞，就會給患者帶來很大的健康風(fēng)險。”左為表示。
為了調(diào)查利用老鼠各種體細胞制造出的iPS細胞發(fā)育成癌細胞的風(fēng)險，日本慶應(yīng)義塾大學(xué)和京都大學(xué)研究人員將這些細胞移植到經(jīng)過特殊培養(yǎng)的老鼠腦部。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，利用老鼠胎兒皮膚細胞制造的iPS細胞在移植半年后也沒有發(fā)育成癌細胞，從而判斷這種iPS細胞是最安全的。
本次iPS細胞用于脊髓損傷的臨床研究將由慶應(yīng)大學(xué)的岡野榮之教授和中村雅也教授等人的團隊實施。此前他們在對猴子進行的移植試驗中，成功使猴子恢復(fù)了行走能力。
據(jù)悉，進行臨床研究的4名患者在進行iPS細胞移植后，還將接受復(fù)健，改善手腳運動功能。同時要服用免疫抑制藥物，以抑制排斥反應(yīng)。研究團隊會持續(xù)追蹤一年時間，確認安全性與效果。
除了安全隱憂，iPS細胞進入臨床研究前要接受充分的倫理審查，各國的審查標準存在差異。不過，通常需要確保三個大的方面，一是細胞的生產(chǎn)工藝、質(zhì)量符合規(guī)范;二是臨床前的數(shù)據(jù)安全有效;三是拿出可靠的臨床研究方案，比如精細設(shè)計的對照組和劑量標準。
“總而言之，臨床研究的安全性和有效性是核心考量。我們希望這次的臨床研究能夠成功。”左為表示。
