孙海翔团队在为方女士实施干细胞卵巢内移植术。 资料图片从新的数据可以看出，分子诊断市场影响力越来也大，产品占有率也相对的增多，未来很有潜力。
有序的胶原纤维 神经 神经体细胞▲ 神经再生胶原支架修复脊髓损伤的再生机理图。
数根神经再生胶原支架归拢为束状。记者 常 理摄
本文转载自“经济报”。
世界首项干细胞治疗卵巢早衰临床研究诞生首位健康婴儿——
美国生物学家、诺贝尔奖得主吉尔伯特曾预言：“用不了人类将能够培育出人体所有器官。”随着干细胞、组织工程等研究的不断深入“再生医学”这门新型学科开始引领一场影响深远的医学革命。
自回国以来中国科学院遗传与发育生物学研究所再生医学研究团队负责人戴建武研究员一直致力于再生医学研究取得了一系列具有重要意义的技术成果使我国再生医学技术达到世界先进水平。
干细胞——
器官“重生”的秘密所在
干细胞能分泌多种细胞因子可修复早衰的卵巢
上午九点半随着一声啼哭在南京鼓楼医院患有卵巢早衰多的方女士在康复后成功诞下一名男婴。这标志着我国在卵巢再生临床研究中取得了突破性进展也宣告再生医学技术在攻克生殖系统“不治之症”方面取得了阶段性胜利。
卵巢早衰pof是指女性岁之由于多种病因出现的卵巢功能衰竭导致发生促卵泡激素水平升高和雌激素水平降低等症状。卵巢早衰的女性很难实现受孕因为这类患者在经周期中没有优势卵泡活动无法取得卵子。因此卵巢早衰也被业内公认为无法治愈的顽疾。
“我国约有亿育龄女性其中卵巢早衰发病率超过。而且我国卵巢早衰患者由于卵巢功能评估意识较弱疾病普遍发现晚自然妊娠概率极小。”南京鼓楼医院生殖医学中心主任孙海翔告诉经济报记者通俗点说卵巢早衰就像一株鲜花从根茎枯萎卵巢早衰没有好种子卵子如何能结出甜美的果实胎儿？因此解决这部分患者不孕的关键就在于如何挽救卵巢功能获得优质卵子配成胚胎。
为解决这一世界性难题中科院遗传发育所再生医学研究团队负责人戴建武与南京鼓楼医院生殖医学中心合作于在国际上率先开展脐带间充质干细胞干预卵巢早衰合并不孕症临床研究。该临床研究在通过医院伦理审查、国家卫计委备案后成为我国实行干细胞临床研究备案制度后首批备案的个干细胞临床研究项目之一。
科学家们之所以看上了干细胞是因其属于细胞中原始的、未完全分化的一类。干细胞既可以自我更新也可以在适当条件下分化为特定的功能细胞也就是说具有再生的“本领”。
据戴建武介绍干细胞能分泌多种细胞因子如vegf、hgf、igf-i等通过一定途径参与调节颗粒细胞生长、凋亡以达到修复早衰卵巢的目的。
孙海翔临床团队为方女士实施了干细胞卵巢内移植术该脐带间充质干细胞由鼓楼医院gmp级临床干细胞室制备并经中国食品药品检定研究院三方检验。经术后复查孙海翔发现患者卵巢内血流有明显改善但未曾怀孕。方女士又进行了两次移植。方女士经检查确认大卵泡活动实现自然受孕。如今宝宝健康出生悬在方女士一家人心上的石头终于落地了。
在中国食品药品检定研究院细胞资源储藏及研究中心主任袁宝珠看来卵巢再生临床研究的突破性进展为高龄妇女卵巢功能低下及卵巢抗衰老提供了新的技术手段在严格监管的基础上干细胞技术将带来更多福祉。
生物材料——
给干细胞“安家”
智能型胶原支架犹如一个供干细胞生长发育的“温床”
干细胞和生长因子具有修复功能但因其体积仅为微米级在丰富血流的作用下很难作用于受损部位。因此如何将注入到体内的干细胞固定在需要它们的地方成为一大难题。
最终戴建武团队研制出一种可以注射的智能型胶原支架材料以水凝胶形式存在在与干细胞充分混合后注入患者卵巢内形成一个供干细胞生长发育的“温床”以保证其仅限于卵巢内“活动”解决了这一难题。
同时脐带间充质干细胞附着在胶原支架材料上通过支架帮助干细胞定植、分化修复早衰的卵巢使患者能够重获生育能力。并且胶原支架在完成“任务”之后通常持续数左右就会自然降解对人体无伤害。
据戴建武介绍胶原蛋白属于生物材料的一种具备四大特性：生物功能性、生物相容性、可加工性及化学稳定性。所谓生物功能性指生物材料需具有器官组织所需的功能性如人造关节需具有自体骨骼相应的强度；生物相容性指可以与自体组织和血液和平共处无毒不致癌、不排斥；可加工性指可以按照要求成型、可以消毒；化学稳定性指可以耐老化或被降解。
“生物材料作为支架可以促进干细胞的定植以及微环境的重建为缺损的组织器官如脊髓、心肌等再生修复提供可能的治疗策略。”戴建武说。
实际上这种神奇的生物支架已经多次应用到临床试验当中为解决人类的疑难杂症立下了汗马功劳。
一名岁因高空坠落受伤的男性接受了神经再生胶原支架治疗脊髓损伤手术取得成功。目这位急性胸段完全性脊髓损伤受试者经过康复运动能力已取得显著改善生活自理能力显著提高。
戴建武向记者展示这种白色的生物支架长约厘米每根直径不足毫米。在使用时医生将数根丝状支架归拢成直径至毫米的束状然后根据病人的脊髓空洞大小填入。神经可以在胶原支架这个“管道”的支撑和引导下有序生长瘢痕中再生抑制因子的沉积也会被抑制。
“相当于先搭个桥然后把间充质干细胞‘种’在这个胶原支架材料上以便让两侧的神经长过去。”戴建武打了个比方说。
器官——
或将实现体外“制造”
d生物打印为科学家们带来希望
“未来人类将培育出所有人体器官。”吉尔伯特所的预言能否成为现实？
戴建武认为这一切并不遥远。“几千来中枢神经系统一直被认为不能再生而再生医学带来了再生的希望使我们有理由相信人体所有的器官组织都可以再生。”戴建武说再生医学有利于引导组织再生以修复因老化、生病、受损造成的不健康组织或器官。如今再生医学正在为其他组织器官如心脏、肝脏等提供损伤修复方面的可行性治疗策略。不久的将来人们或许可以在体外完成器官“制造”用以替代人体缺损的组织器官。
对此国际上目认为可行的途径有两条：通过生物反应器进行器官组织的体外培养以及通过d生物打印来制造功能器官及组织。
一名岁的西班牙患者在相关医疗管理部门许可下接受了世界首例自体干细胞培育的人工气管移植手术短期内恢复状况良好。目这项研究仍在进行中虽然存在很多质疑但很多科学家认可和采用了这一思路——利用干细胞及支架材料在生物反应器中进行器官组织构建。然而要让体外制造的组织器官具有功能需要解决使干细胞在支架上定植并定向分化为适合的功能细胞等一系列非常棘手的问题。
随着d打印技术不断发展普及科学家开拓出了另一条更有希望进行体外器官构建的途径——d生物打印。
d生物打印的基本思路是：将器官进行全细胞分析后建模通过将合适的生物功能性材料与细胞混合进行d逐层打印使细胞精确定位最终打印出具有功能的组织器官再进行移植。目这项研究刚刚起步如何找到既可以快速固化成型又能符合组织器官相应的力学强度还能与细胞良好相容的生物材料等都是科学家亟待解决的问题。
戴建武说随着多学科技术领域的突破与生物技术不断交叉融合以干细胞和生物材料为主的再生医学将成为未来人类生命科学及医学诊疗新的突破口。再生医学技术在医学领域的科研、转化与应用将越来越向纵深方向发展为目尚无有效治疗手段的组织器官缺损提供可能的治疗策略不断造福患者。