干細(xì)胞革命漸行漸近

傳 植/編譯

干細(xì)胞革命漸行漸近

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諾獎得主山中伸彌執(zhí)掌日本京都大學(xué)iPS細(xì)胞研究與應(yīng)用中心，同時領(lǐng)導(dǎo)著美國加州大學(xué)舊金山分校格萊斯頓研究所的一個小型實驗室

● 日本科學(xué)家山中伸彌發(fā)明誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞距今已10年有余?！都~約時報》記者就這項發(fā)明的研究進(jìn)展以及預(yù)期的干細(xì)胞新療法采訪了山中教授。

2001年，美國總統(tǒng)喬治·布什發(fā)布了一項行政命令，禁止聯(lián)邦基金用于人類植入前胚胎發(fā)育成干細(xì)胞研究。這一禁令使得干細(xì)胞研究止步不前，也大大挫傷了科學(xué)家的研究熱情。

5年后，日本京都大學(xué)科學(xué)家山中伸彌和他的研究生高橋和利設(shè)計出一種能“重新編碼”任何成熟細(xì)胞——譬如皮膚細(xì)胞——并誘導(dǎo)它回到早期“多能性”階段的方法，為干細(xì)胞研究領(lǐng)域注入了新的能量。被誘導(dǎo)細(xì)胞可以在“多能性”階段生長為從心肌細(xì)胞到神經(jīng)元細(xì)胞的任何一種細(xì)胞。

這一突破成功打破了胚胎來源爭議的壁壘，為研究者提供了取之不盡的干細(xì)胞來源。山中博士因為實現(xiàn)了成熟細(xì)胞重新編碼并轉(zhuǎn)變?yōu)檎T導(dǎo)性多能干細(xì)胞（或稱為 iPS細(xì)胞），與英國科學(xué)家約翰·格登分享了2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。但是，直到今天，通向新療法的研究進(jìn)程仍顯緩慢。

山中博士執(zhí)掌京都大學(xué)iPS細(xì)胞研究與應(yīng)用中心，同時領(lǐng)導(dǎo)著加州大學(xué)舊金山分校格萊斯頓研究所的一個小型實驗室。在這兩個實驗室，他的小組研究細(xì)胞多能性的分子機(jī)制和影響誘導(dǎo)重新編碼的因素。

最近，在舊金山，山中伸彌接受了《紐約時報》特約記者華萊士·雷文（Wallace Ravven）的采訪。以下是采訪的編輯文本。

問：20年前我們就對利用干細(xì)胞研發(fā)一系列疾病新療法充滿了熱情與信心?，F(xiàn)在，距您的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)過去10年，科學(xué)家又發(fā)明了哪些療法呢？

答：我們?nèi)匀贿€處在研究的早期階段。2014年，高橋政代博士和她的同事在日本理化學(xué)研究所發(fā)育生物學(xué)研究中心利用iPS細(xì)胞治療黃斑變性取得了巨大成功。

他們從一個70歲的患者身上提取皮膚細(xì)胞，獲得了iPS細(xì)胞。接著，他們分離干細(xì)胞（誘導(dǎo)它們“退回”正常發(fā)育路徑），培養(yǎng)出成熟的視網(wǎng)膜細(xì)胞并移植入患者的眼部來治療疾病。這是一個巨大成功，這位患者現(xiàn)在能看得更清楚了。

問：有沒有更多的患者得到了治療呢？

答：在為第2位患者進(jìn)行移植之前，我們測定了患者iPS細(xì)胞的基因組序列，然后在其中發(fā)現(xiàn)了基因變異。因此，我們沒有繼續(xù)下去。

多能干細(xì)胞有快速并無限增殖的能力，同時，這也是一把雙刃劍。經(jīng)過多個細(xì)胞周期，變異的幾率增加了，產(chǎn)生的變異很可能包含導(dǎo)致癌癥的癌基因。

問：所以，這種療法現(xiàn)在被擱置了？

答：是的，我們正在研發(fā)同種異體干細(xì)胞系——來自供體的干細(xì)胞。這些細(xì)胞并非來自患者自己，但在移植入患者體內(nèi)后可以相容，就像同種血型之間可以相互輸血一樣。

我們在進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，包括對干細(xì)胞基因組進(jìn)行測序，來確定細(xì)胞不會有致癌的變異。我們也對由干細(xì)胞生長成的視網(wǎng)膜細(xì)胞進(jìn)行了檢測，確保它們可以像正常視網(wǎng)膜細(xì)胞一樣工作。同時，這些細(xì)胞也將移植到小鼠和大鼠體內(nèi)至少1年來確保它們是安全的。

問：這和最初向大眾描述的干細(xì)胞治療方法非常不同。過去它被描述為“個體化”療法，也就是使用患者自己的干細(xì)胞來防止排異反應(yīng)。

答：但是，我們意識到如果要對每個患者的細(xì)胞進(jìn)行深度測序和動物實驗，會花費大量的時間和金錢。

問：您認(rèn)為如果要滿足日本人口的需求，需要多少同種異體干細(xì)胞系呢？

答：其實并不需要太多。僅僅一條特定的干細(xì)胞系就可以為17%的日本人口服務(wù)。我們估計，100條干細(xì)胞系就可以滿足日本的1億人口。

問：那么對于更多樣化的美國人口，需要多少條干細(xì)胞系呢？

答：大概只需要200條。

問：這一對干細(xì)胞的期望是否有些言過其實呢？

答：在某種程度上確實如此。譬如，能用細(xì)胞療法的目標(biāo)疾病是有限的，大約只有10種：帕金森氏病、視網(wǎng)膜與角膜疾病、心臟和肝功能衰竭、糖尿病以及一些其他的如脊髓損傷、關(guān)節(jié)紊亂，還有一些血液病。但估計這也就是全部了。

人類疾病的數(shù)量是巨大的，我也不知道有多少種。而我們能通過干細(xì)胞療法救治的患者只是一小部分。

問：為什么只有那么少呢？

答：我們體內(nèi)有超過200種的細(xì)胞，但是我說的這些疾病都是僅由一種細(xì)胞功能缺失而導(dǎo)致的。

帕金森氏病就是因為產(chǎn)生多巴胺的特殊腦細(xì)胞功能缺失而導(dǎo)致的。而心臟衰竭是由心臟細(xì)胞功能缺失引起的。

所以這就是關(guān)鍵。我們能夠從干細(xì)胞中大量獲得某一特定種類的細(xì)胞，通過移植這種細(xì)胞，我們應(yīng)該可以救治患者。但是，許多其他由多細(xì)胞功能缺失導(dǎo)致的疾病，我們就不能通過干細(xì)胞療法來治療了。

問：您說的其他9種左右能用干細(xì)胞療法治療的疾病前景如何呢？

答：我認(rèn)為在未來10年中，許多針對這些疾病的臨床試驗會順利進(jìn)行。

問：您的發(fā)明還沒有完全取代用于研究潛在治療方法的胚胎干細(xì)胞。您怎么看？

答：不同的方法適合不同的條件。

問：有一種新策略是將成熟細(xì)胞重新編碼，回到對于細(xì)胞供體器官而言特定的一個階段，而非完全回到干細(xì)胞階段，這一點有多重要呢？

答：這被稱為細(xì)胞直接重編程，如果我們要把一個老人膝蓋的所有軟骨替換掉的話，它可以比iPS細(xì)胞更有效。但是如果我們在治療一個膝蓋僅有些小損傷的年輕人，我們會選擇iPS。我們能用iPS細(xì)胞造出健康的軟骨，再用健康的軟骨去替換那些有小損傷的軟骨。

問：您對干細(xì)胞療法的未來有哪些大的擔(dān)憂？

答：我認(rèn)為科學(xué)遠(yuǎn)比有關(guān)倫理問題的討論發(fā)展得快。當(dāng)我們成功地造出了iPS細(xì)胞，我認(rèn)為我們解決了用胚胎制造干細(xì)胞系的倫理問題。

但很快，我們意識到這引起了新的倫理問題。如果我們把人的iPS細(xì)胞注射進(jìn)豬的胚胎，就能在豬的體內(nèi)培育人的腎臟和胰臟。我們又會因此付出什么樣的代價呢？

這是非常有爭議的，但這些治療可以幫助成千上萬的人，所以在倫理層面上取得一致同意是極為重要的。

問：在患者能接受干細(xì)胞療法來治療那約10個您所確定下來的疾病之前，還需要些什么？

答：需要的一定是時間和金錢。

您知道嗎，家父當(dāng)年曾經(jīng)開了個小工廠。我上初中那年，他在廠里傷到了腿，接受輸血時卻染上了丙型肝炎。就這樣，父親1989年就去世了。

25年后，也就是兩年前，科學(xué)家研發(fā)出一種非常有效的療法，現(xiàn)在我們就有了治療丙肝的藥。僅需要3個月，病毒就能被根除。這一療法令人驚異，卻花了25年時間。

iPS細(xì)胞的發(fā)明距今只有10年。因此，每個人都應(yīng)該知道，這一研究還需要更多的時間。

[資料來源：The New York Times][責(zé)任編輯：彥 隱]