器官“重生”的秘密所在 再生医学：重新定义生命

本篇文章3172字，读完约8分钟

孙海翔的团队正在为方女士进行干细胞卵巢移植。(数据图片)

有序胶原纤维神经前体细胞▲神经再生胶原支架修复脊髓损伤的再生机制图。

几种神经再生胶原支架聚合成束。记者常立社

世界上首例干细胞治疗卵巢早衰的临床研究诞生了第一个健康的婴儿

许多科幻电影都有这样一个情节:主人公受到了严重的精神创伤，在先进医疗技术的帮助下，病人的伤口很快愈合了，伤口也恢复了原样...今天，随着医学科学和技术的飞速发展，这种美丽的幻想正在逐渐变成现实，这一切都源于一门能够改变人类命运和未来的学科——再生医学。

美国生物学家、诺贝尔奖获得者吉尔伯特曾预言:“不到50年，人类将能够培育人体的所有器官。”随着干细胞和组织工程研究的深入，“再生医学”这一新学科已经开始引领一场意义深远的医学革命。

中国科学院遗传与发育生物学研究所再生医学研究组组长戴建武研究员自2001年回国以来，一直致力于再生医学研究，并取得了一系列重大技术成果，使我国再生医学技术达到了世界先进水平。

干细胞-

器官“重生”的秘密

干细胞可以分泌多种细胞因子，修复卵巢早衰

2018年1月12日上午9时30分，患卵巢早衰多年的方女士在南京鼓楼医院病愈后，痛哭流涕，顺利产下一名男婴。这标志着我国卵巢再生临床研究的突破，也宣告再生医学技术在克服生殖系统“不治之症”方面取得阶段性胜利。

卵巢早衰(pof)是指40岁前由于各种原因导致的卵巢衰竭，导致卵泡刺激素水平升高和雌激素水平下降等症状。卵巢早衰的妇女很难怀孕，因为这些患者在月经周期中没有优势卵泡活动，也不能获得卵子。因此，卵巢早衰也是业内公认的不治之症。

“中国约有4亿育龄妇女，其中卵巢早衰的发生率超过1%。此外，我国卵巢早衰患者对卵巢功能评估的认识较弱，疾病发现普遍较晚，自然妊娠的可能性极小。”南京鼓楼医院生殖医学中心主任孙海翔告诉《经济日报》记者，通俗地说，卵巢早衰就像一朵从根部枯萎的花(卵巢早衰)。没有好的种子(蛋)，它怎么能结出甜美的果实(胎儿)？因此，解决这部分不孕症的关键在于如何保存卵巢功能并获得高质量的卵子来制造胚胎。

为了解决这一世界性难题，中国科学院遗传发展研究所再生医学研究小组组长戴建武与南京鼓楼医院生殖医学中心合作，于2015年率先开展了脐带间充质干细胞干预卵巢早衰伴不孕的国际临床研究。该临床研究通过了国家卫生计生委的医院伦理审查和备案，成为我国实施干细胞临床研究备案制度后首批申报的八个干细胞临床研究项目之一。

科学家们喜欢干细胞，因为它们在细胞中是原始的、未分化的。干细胞不仅可以自我更新，还可以在适当的条件下分化为特定的功能细胞，也就是说，它们具有再生的“能力”。

戴建武认为，干细胞可以分泌多种细胞因子，如vegf、hgf、igf-i等。，并以一定的方式参与调节颗粒细胞的生长和凋亡，从而达到修复卵巢早衰的目的。

2015年12月，临床小组为方女士进行了卵巢干细胞移植。脐带间充质干细胞由鼓楼医院gmp临床干细胞室制备，中国食品药品监督管理局第三方检测。术后复查后，孙海翔发现患者卵巢内的血流明显改善，但她并未怀孕。2016年，方女士进行了两次移植。2017年5月，方女士证实了大卵泡的活动，实现了自然受孕。现在，宝宝健康地出生了，挂在方女士家的石头终于落地了。

中国食品药品监督管理局研究所细胞资源储存研究中心主任袁表示，卵巢再生临床研究的突破为老年女性卵巢功能障碍和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的好处。

生物材料

干细胞的“家园”

智能胶原支架就像是干细胞生长发育的温床

干细胞和生长因子具有修复功能，但由于它们的体积只有微米，在大量血流的作用下很难作用于受损部位。因此，如何将注入体内的干细胞固定在需要它们的地方就成了一个大问题。

最后，戴建武的团队开发了一种可注射的智能胶原支架材料，它以水凝胶的形式存在，与干细胞充分混合后注射到患者的卵巢中，形成干细胞生长发育的“温床”，从而确保其仅限于在卵巢中“活动”，从而解决了这一问题。

同时，脐带间充质干细胞附着在胶原支架上，这有助于干细胞定居和分化，修复卵巢早衰，并使患者恢复生育能力。另外，胶原支架在完成“任务”后会自然降解，通常持续几个月左右，对人体无害。

戴建武认为，胶原蛋白是一种生物材料，具有生物功能性、生物相容性、加工性和化学稳定性四大特性。所谓生物功能性是指生物材料需要具有器官和组织所需要的功能性，如人工关节需要具有相应强度的自体骨；生物相容性是指它能与自体组织和血液和平共处，并且无毒、无致癌性、无排斥性；可加工性是指它可以根据需要进行成型和消毒；化学稳定性意味着它可以抵抗老化或降解。

“作为一种支架，生物材料可以促进干细胞的定居和微环境的重建，并为受损组织和器官如脊髓和心肌的再生和修复提供可能的治疗策略。”戴建武说道。

事实上，这种神奇的生物支架已经多次应用于临床试验，为解决人类疑难杂症做出了巨大贡献。

2015年4月，一名28岁的男性因身高下降而受伤，空接受了用于脊髓损伤的神经再生胶原支架治疗，该治疗获得成功。目前，该急性胸完全性脊髓损伤患者经康复治疗后，运动能力和自理能力均有明显提高。

戴建武告诉记者，这种白色生物支架长约10厘米，直径不到1毫米。使用时，医生将几个丝状支架收集成直径为2至4毫米的束，然后根据患者脊髓空孔的大小进行填充。神经可以在胶原支架的支持和引导下有序生长，瘢痕中再生抑制因子的沉积也将受到抑制。

“这相当于先搭建一座桥，然后在这种胶原支架材料上植入间充质干细胞，这样两边的神经就可以生长。”戴建武打了个比方。

器官-

或者它将在体外被“制造”

3d生物打印给科学家带来了希望

"将来，人类将培育所有的人类器官."吉尔伯特的预言能实现吗？

戴建武认为，这一切都不远了。“几千年来，人们一直认为中枢神经系统不能再生，而再生医学带来了再生的希望，这使我们有理由相信人体的所有器官和组织都可以再生。”戴建武说，再生医学有利于引导组织再生，修复因衰老、疾病和损伤而导致的不健康组织或器官。如今，再生医学正在为心脏和肝脏等其他组织和器官提供可行的治疗策略。在不久的将来，人们也许能够在体外完成器官“制造”，以替代人体有缺陷的组织和器官。

在这方面，世界上有两种可行的方法:通过生物反应器体外培养器官和组织，以及通过三维生物打印制造功能性器官和组织。

2008年6月，一名30岁的西班牙患者在相关医疗管理部门的许可下，接受了世界上第一次自体干细胞培养的人工气管移植，并在短时间内恢复良好。目前，这项研究仍在进行中。尽管有许多疑问，但许多科学家已经认识到并采纳了这个想法——利用干细胞和支架材料在生物反应器中构建器官和组织。然而，为了使体外制造的组织和器官具有功能，有必要解决一系列棘手的问题，例如将干细胞种植在支架上并将其分化成合适的功能细胞。

随着3d打印技术的发展和普及，科学家们开辟了另一种更有前途的体外器官构建方法——3D生物打印。

3d生物打印的基本思想是分析器官的整个细胞，然后对其建模。通过将适当的生物功能材料与细胞混合，可以逐层进行三维生物打印，从而可以精确地定位细胞，最后可以打印功能组织和器官，然后进行移植。目前，这项研究才刚刚开始，如何找到能够快速固化、符合相应组织器官机械强度、与细胞相容性好的生物材料，是科学家迫切需要解决的问题。

戴建武表示，随着多学科技术的突破和生物技术的不断交叉融合，基于干细胞和生物材料的再生医学将成为未来人类生命科学和医学诊断治疗的新突破。再生医学技术在医学领域的研究、转化和应用将会越来越深入，这将为目前尚未得到有效治疗的组织器官缺损提供可能的治疗策略，并使患者不断受益。(《经济日报》？中国经济网记者李畅)