戴建武:再生醫學,我們努力活到120歲


戴建武、中國科學院遺傳與發育生物學研究所再生醫學研究中心主任、研究員


戴建武教授為我們展示了智能膠原蛋白生物材料和幹細胞結合,引導組織再生,達到人類器官再生和修復的神奇功能。近 20 年來,戴教授及其團隊在再生醫學基礎理論和應用轉化研究中取得多項原創性成果,領導了包括脊髓、子宮內膜、卵巢、心肌等組織器官再生的多個臨床研究,引領了再生醫學領域的發展。


戴建武:再生醫學,我們努力活到120歲


戴教授認為人類健康地活到120歲是不遠的事實。


我想首先我們討論一下人生,咱們經常說長命百歲或者萬壽無疆。人的生命極限到底是多少?是100歲?還是150歲?還是無疆呢?


戴建武:再生醫學,我們努力活到120歲


大家可能知道在我們國家有些長壽村,比如說廣西的巴馬,大家看這個漂亮地方就是巴馬。有許多過百歲的老人,這位老人她已經109了,還能夠穿針引線。


新疆生活著一位老人128歲,所以是不是我們可以有這麼一個結論,人壽命的極限至少應該是120歲。也就是說,我們在座的許多人都有機會活到120歲。是這樣的嗎?我想我們先不去回答這個問題。


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我們先去了解一下,為什麼我們周邊認識的人中很少有120歲的人。從再生醫學角度來講,因為人體器官跟一個汽車實際上差不多,汽車跑著跑著有某一個零件不行了也就趴那兒了。咱們人呢,活著活著有些器官突然不行了,比如心臟不跳了,肺不能呼吸了,也就到此為止。就是說人體的器官如果它不能自身修復,到了這一步也就死了。


能不能改變這種現狀呢?靠什麼呢?我感覺到再生醫學是能起到幫助作用的。


過去的十幾年,在中科院遺傳發育所,我們團隊一直致力於再生醫學關鍵技術研究。我們一直在探討組織再生,其實人體本身它就能再生,大家長這麼大,手被劃破過無數次,但是有時候要創可貼,有時候不要創可貼,它自己就長好了。還有一些朋友偶爾在運動的時候有一些事故,比如說骨折了、骨裂了,如果你打上石膏或者打上繃帶三個月就好了,傷筋動骨一百天嘛!


但是人體的組織它到一定的階段,它的再生不能夠完全靠自己能力再生的時候,你需要提升它再生的活力。我們體內各種組織再生都有再生因子,所以你需要把再生因子通過基因工程規模化的擴展出來,提升我們人體的再生修復能力。


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什麼是再生因子呢?


就是一個很小很小的蛋白質,用尺度來講就是幾個納米左右。圖上照片大家可以看看,這是一個神經再生因子的照片,其他的各種組織再生因子包括骨再生因子、皮膚再生因子大概大小都差不多那麼大。


還有一種激活人體的再生能力的方法是靠幹細胞。因為幹細胞是一種能夠分化成多能細胞的幹細胞,有了它也可以加強人體的再生能力。


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大家想象一下,如果人體的組織的缺損很大的時候,細胞其實很小,人體的細胞大概幾個微米。細胞在這個大缺損裡面生長,實際上再生是沒有方向的。這個時候你需要有支架,就像大家看見搭橋似的,修長江大橋的時候,你首先要有一個大的鋼樑穿過來,然後才能鋪軌道,再生也是一樣,你需要有支架材料引導它再生。這些都是我們所說的再生材料,我們這幾年主要的工作就是研究人體各種組織裡面,主要的細胞外基質膠原,用膠原來製備一些組織再生的材料,這些材料實際上就可以給這個組織再生提供一個支架。


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比如說大家看到這人的口腔裡面有腫瘤,切了以後缺損,如果把膠原做成的膜狀支架縫上去以後,兩個星期你大概什麼都看不到了,有一個完美的再生。


不同的組織有不同組織的特點,比如說它的結構、它的形狀、走向、包括力學強度等等。它的支架材料,實際上可以根據不同的組織的結構,來設計不同的支架材料,引導不同組織再生。


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所以有了支架材料,有了再生因子,有了幹細胞,形成這樣一個能引導組織的活性材料的時候,我們就可以通過再生來修復組織器官,甚至將來有可能在體外重建一個功能組織器官。


大家看到圖片上是一個小寶寶,他是世界上第一例子宮內膜再生臨床研究出生的第一例寶貝。這是我們再生醫學材料用到臨床的首次嘗試,而且也是成功的嘗試。

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大家知道在生殖醫學裡面,有兩大的難題:一個是受精的問題,也就是說由於男方或者女方的問題,卵子它不能夠受精,就像是不能產生一個發芽的種子。這個關鍵的問題,實際上在上世紀70年代英國科學家羅伯特·愛德華茲,他發明了一個大家很熟悉的技術,試管嬰兒技術。所謂試管嬰兒就是在試管裡面把人的精子、卵子讓它受精,然後再移植到體內。就這麼一個過程,它確確實實解決了一部分人生育的難題。


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但是還有一個難題一直沒解決,就是土壤的問題。受精卵移植到體內,在體內主要是在子宮內膜上去附著、去生長,去長成一個個體,那麼子宮內膜的瘢痕化或者重度粘連實際上阻礙了這種胚胎的發育。所以大家聽到有子宮重度粘連的病人,有子宮瘢痕化的病人。她們不能懷孕或者她們自發的終止懷孕,因為胚胎髮育到一定階段,它不能提供營養,所以胎兒沒辦法成長,這也是不育的一個非常重要的原因。


這個人群有多大呢?在咱們國家育齡婦女裡面,大概有5千萬人是不孕的婦女,其中20%到40%的病人的病因跟子宮內膜是有關係的。所以簡單推算一下,1千萬到2千萬的婦女實際上需要子宮內膜的再生。

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這裡面我們有一個材料,大家可能看的像一個紙片,實際上是一個膠原支架。我們根據再生醫學的原理設計膠原支架,結合婦女的骨髓間充質幹細胞,用來修復子宮內膜。這個過程從基礎研究到轉化,實際上有很長的路要走。


這裡面涉及到我們需要用各種動物模型來研究它,比如說我們早期用了大鼠的子宮全損傷模型,我們證明通過它結合幹細胞,可以讓子宮內膜長起來,讓它妊娠懷孕。


接下來我們在豬的模型上也證明了這一點。大家可以看到這個豬底下有兩個吃奶的小豬。它們實際上是子宮內膜修復以後,我們把豬的胚胎移植到那個損傷部位發育、長成、生育下來的兩個豬baby。

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也就是說在動物模型上完成了,以後在人身上能不能做?


所以我們去年在南京通過了倫理,我們篩選了九個病人,我們把這個材料放到病人身上。九例病人非常有幸到現在為止,有四例懷孕,三例已經生出了健康的寶貝。


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再回到生殖這個問題,試管嬰兒大家都聽說過,儘管在2010年愛德華茲得了諾貝爾獎,如果真的去了解了這個過程,其實這個技術還是有很多的障礙,包括現在成功率也就40%到50%左右。所以說子宮內膜的修復,它的第一步成功率就比我們預想的高得多。


我們當時說這九個病人有一個能懷孕,我們就很滿意了,但最後有四位懷孕了。這九人裡面還包括兩例病人失訪了,手機聯繫不上沒辦法回訪,也不知道她到底懷孕沒懷孕,生沒生。


2014年7月14日這個日子我覺得終身難忘,為什麼呢?它證明了再生醫學,確確實實可以引導子宮內膜再生。7月14日我第一例試驗病人的孩子,在南京鼓樓醫院誕生了。


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當時我們篩選這個病人的時候,我們沒想到這個人群對孩子渴望是那麼的激烈,她們當中大概都是二十七八歲到四十五六歲。


記得去年就有一位廣東患者給我寫了郵件,她說:我為了生這孩子,已經走遍了大江南北,北京、上海所有廣告上登過的說能夠治不孕的醫院都去過了。把家裡面那點錢基本上花光了,家庭已經基本上不存在了,工作也快丟掉了,所以我給您寫這封信,因為您是我最後一根稻草。

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大家可以看到這是南京在產房裡面出生的第二例baby,我從產房裡出來的時候,見到這個患者的母親,她當時滿眼的淚花,恨不得要跪下來跟我們致謝。她說:你確確實實拯救了我孩子的婚姻,拯救了她的家庭。病人那種感覺,確確實實非常打動人,她們是發自內心的。


回想起來,再生醫學在轉化過程中,其實是非常難的事情。我很多的時間都在高鐵上,都在飛機上。什麼原因?要協調各種關係,各種醫生的,轉化的病人的關係。


我有時候非常想有一個下午我在家裡面,自己炒兩個青菜做點飯,然後看幾集抗日連續劇,我就覺得是最舒服的事情,但是得不到。


我一年大概有一兩次這樣的機會,我很多的時候都是在工作,快過聖誕節了,這十年裡大概就一次和家人一起度過,九次聖誕我都是在這裡過的,都是在工作中度過的。


是什麼動力去做,讓你孜孜不倦去想?


實際上我覺得作為中國的科學家,病人的希望、社會的希望,就應該是你的目標!我覺得作為一個科學家要解決的就應該是社會問題、是病人的問題。


剛才說的子宮內膜再生,實際上是我們的一個課題。我2011年開始就擔任中科院幹細胞再生醫學戰略先導專項裡面的人工組織器官構建的項目首席科學家。這裡面有一系列的各種器官組織創面修復的課題,包括子宮內膜的問題,心臟修復、骨修復、神經修復、還有膀胱泌尿系統修復。在過去的這幾年裡面,我們這些成果都有階段性的成功,基本上都完成了大動物實驗,也就是說未來的幾年,這些技術都會用到臨床上來。


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我們其實在生活中各種組織都能再生,就有一種組織不能再生,就是中樞神經系統。中樞神經不能再生,我們面臨最嚴重的疾病就是脊髓損傷。脊髓損傷是一個非常難的問題,而且它是社會影響非常大的問題。因為傷員大部分都是年輕人,運動或事故導致這些病人一旦坐上輪椅就得有幾十年,家庭要負擔陪護著你,社會要供著你,我們國家著名的脊髓損傷病人就是桑蘭。我們還記得扮演過超人的叫克里斯托弗這個人,他上個世紀從馬上摔下來,脊髓損傷。他為此在美國組建了一個脊髓損傷基金會,募集了大量的資金,希望在他的有生之年能攻克脊髓損傷。


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如果我們回顧這個學科的發展,大概上世紀50年代,就有脊髓損傷學會,也就是說這是一個世紀的難題。經過上世紀50年代到克里斯托弗的基金會,到他2004年10月10號離開這個人世,你能感覺到這個疾病真的是世界上最難的一個東西。


有時候我們覺得人很強大,你可以上月球,也可以深潛到海下幾千米。但是有時候面臨著自身的問題像脊髓損傷,你非常地無助。那麼再生醫學能不能是一個希望呢?我們作為從事再生醫學的一員,希望通過再生醫學能夠解決這個問題。這裡有一個材料是我們設計的一種支架材料,希望神經通過這個材料能夠爬過來,順著脊髓損傷的部位能夠長過去,那樣神經可以傳導引導組織再生。


這裡有一隻狗,它是脊髓損傷5mm,我們植入一個月以後它的情況,你看其實人一旦脊髓損傷以後,大概一輩子就這樣了,只有靠輪椅。那這個材料植入到體內的長時間會有什麼情況呢?這接下來是至少它能站起來,如果我們再看看,5個月以後,它能走了。


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其實大家如果關注過脊髓損傷的研究,在這個領域裡面,世界上還真沒有看到過一個大的動物脊髓受到如此嚴重的損傷,最後還能站起來。


我想大家可能都問了一個問題,人怎麼樣?人能不能站起來?我現在真的不知道。從動物到人是一個跨越,但是我是希望我們能為脊髓損傷做些事情。我講到這裡,大家可以知道現在的技術,我們已經能夠慢慢地去修復人體的損傷了。未來再生醫學的發展一定可以再造一個組織或者器官,我想到了那個時候會發生什麼?我們可以回到剛開始的問題,我們當中的許多人應該是能夠活到120歲!



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