抗擊癌癥和新冠肺炎:科學(xué)家寄希望于干細(xì)胞

科學(xué)家對(duì)用干細(xì)胞解決醫(yī)學(xué)難題的研究越來(lái)越多。最新數(shù)據(jù)顯示，干細(xì)胞藥物甚至可用于對(duì)抗新冠肺炎。干細(xì)胞醫(yī)用會(huì)給人類帶來(lái)哪些新的機(jī)會(huì)？俄羅斯“5-100”計(jì)劃院校專家就此進(jìn)行了解讀。

干細(xì)胞和新冠病毒

9月初有消息稱，特朗普感染新冠病毒后，醫(yī)生為其使用了再生元公司（Regeneron）制造的抗體“雞尾酒”，特朗普本人稱之有“奇效”。再生元公司開發(fā)此療法借助的是HEK 293細(xì)胞系，該細(xì)胞系最初是1973年從荷蘭流產(chǎn)胎兒身上發(fā)現(xiàn)的，而干細(xì)胞本身沒有入藥。

2020年秋，其他科學(xué)家還提出了有效利用干細(xì)胞治療新冠肺炎的可能性。美國(guó)專家申請(qǐng)使用基于臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞制備的藥劑 。以色列專家則同時(shí)提出多種使用干細(xì)胞治療新冠患者出現(xiàn)的急性危險(xiǎn)呼吸窘迫癥狀的方案。

專家認(rèn)為，由于間質(zhì)干細(xì)胞可抑制免疫系統(tǒng)的過(guò)度活躍，并促使重癥患者肺部等器官衰竭得到恢復(fù)，因此將其用于治療新冠肺炎的前景很大。

什么是干細(xì)胞？

干細(xì)胞是用于人體自我更新的一種通用“建筑材料”。它們存在于人體生長(zhǎng)的各個(gè)階段，可以分裂繁殖，同時(shí)保持不變。必要時(shí)可以在分裂過(guò)程中改變“程序”，創(chuàng)造其他新的特化細(xì)胞，例如血液細(xì)胞和各器官細(xì)胞，代替“服役期滿”的老細(xì)胞。

胚胎干細(xì)胞非常特別。首先，它們可以無(wú)限長(zhǎng)期分裂；其次，其后代細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化成任何特化細(xì)胞，無(wú)論是腦神經(jīng)元、肝細(xì)胞或腸上皮細(xì)胞，只需設(shè)定必要的分子遺傳“程序”即可。

但出于倫理道德原因，人類胚胎細(xì)胞材料不能用于醫(yī)學(xué)目的或純科研目的，大多數(shù)國(guó)家禁止開展與此類細(xì)胞有關(guān)的工作。因此，生物學(xué)家不得不另辟蹊徑。2006年，日本科學(xué)家山中伸彌首次獲得胚胎干細(xì)胞類似物，并憑此斬獲諾貝爾獎(jiǎng)。

胚胎干細(xì)胞類似物可以使人有機(jī)會(huì)進(jìn)行人工再生并治愈重大疾病。如果從癌癥患者體內(nèi)提取出所謂的腫瘤相關(guān)T細(xì)胞，進(jìn)行改進(jìn)并放回，可以完全治愈癌癥。T細(xì)胞是人體的主要武器，來(lái)源于骨髓中的白細(xì)胞，可確保識(shí)別并消滅攜帶外來(lái)抗原的細(xì)胞。

克服先天遺傳缺陷

得益于俄羅斯NRNU MEPhI 大學(xué)、中國(guó)廣州大學(xué)和美國(guó)哈佛大學(xué)開展的大型項(xiàng)目所取得的成果，如今，獲得T細(xì)胞類似物已成為可能。

此外，NRNU MEPhI大學(xué)和俄羅斯衛(wèi)生部國(guó)家內(nèi)分泌學(xué)醫(yī)學(xué)研究中心科學(xué)家也在借助干細(xì)胞類似物研究治療造成腎上腺皮質(zhì)功能減退的先天性遺傳缺陷的方法。這種疾病的發(fā)病時(shí)間一般在出生后的幾個(gè)星期內(nèi)，對(duì)嬰兒生命構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

NRNU MEPhI大學(xué)基因工程實(shí)驗(yàn)室主任帕維爾·沃爾奇科夫向衛(wèi)星通訊社表示：

NRNU MEPhI科學(xué)家為解決這一問(wèn)題，提出通過(guò)基因編輯來(lái)“修補(bǔ)”非功能性基因組。

科學(xué)家目前在用實(shí)驗(yàn)室小鼠來(lái)開展相關(guān)研究，但要完全解決問(wèn)題，還需使用人類基因組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。專家稱，有兩個(gè)可行方案，創(chuàng)建帶有人類基因位點(diǎn)的小鼠模型，或使用in vitro體外基因編輯系統(tǒng)。

加速生長(zhǎng)并節(jié)約成本

干細(xì)胞有望用于組織工程（構(gòu)建組織和器官，用于移植）。最新研究成果包括用干細(xì)胞培植微型人類心臟、胎兒腦部模型以及食道。

康德波羅的海聯(lián)邦大學(xué)科學(xué)家正在研究用成體干細(xì)胞制造神經(jīng)元來(lái)進(jìn)行移植，用以治療脊髓損傷、神經(jīng)組織受損以及神經(jīng)退行性疾病等病癥。

現(xiàn)在，為刺激神經(jīng)干細(xì)胞分化，通常會(huì)往細(xì)胞環(huán)境中添加生長(zhǎng)因子和酶。專家認(rèn)為，這種方法成本非常高，干細(xì)胞分化需要很長(zhǎng)時(shí)間。

康德波羅的海聯(lián)邦大學(xué)新型磁性材料實(shí)驗(yàn)室高級(jí)研究員葉卡捷琳娜·列瓦達(dá)向衛(wèi)星通訊社表示：

康德波羅的海聯(lián)邦大學(xué)高級(jí)研究員阿卜杜勒卡里姆·阿米羅夫告訴衛(wèi)星通訊社記者：“我們計(jì)劃將新型材料用作生物體培養(yǎng)基，并用磁場(chǎng)和電場(chǎng)使其擁有必要的刺激功能。這種方法與使用單一場(chǎng)相比，效果會(huì)更好?！?/p>

個(gè)性化抗癌療法

從特定的人身上提取的成體干細(xì)胞可用于制定個(gè)性化癌癥診斷方案，以及初步篩查具有抗癌活性的物質(zhì)。

專家稱，干細(xì)胞不僅是血液細(xì)胞和組織細(xì)胞的通用“建設(shè)材料”，而且也支持身體內(nèi)惡性腫瘤的生長(zhǎng)，使其更加耐藥，進(jìn)而加大治療難度。尋找到能夠克服這些障礙的最有效的治療方式是醫(yī)生和科學(xué)家面臨的緊迫任務(wù)。

全世界的科學(xué)家都在研究新的腫瘤疾病模型，既研究相對(duì)簡(jiǎn)單的腫瘤細(xì)胞（球體）和腫瘤碎片（細(xì)胞器）3D模型，也研究復(fù)雜的器官芯片技術(shù)。

喀山聯(lián)邦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究所精準(zhǔn)和再生醫(yī)學(xué)科學(xué)臨床中心正在研發(fā)專門的測(cè)試系統(tǒng)：將干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞共同培養(yǎng)，加入特殊的胞外基質(zhì)，使細(xì)胞在類似人體天然腫瘤組織的三維空間中生存。

此項(xiàng)研發(fā)有助于有效獲得類似人體腫瘤的三維類組織結(jié)構(gòu)，并在體外模擬腫瘤轉(zhuǎn)移和形成抗藥性的過(guò)程。