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基因修复的bet:未来不是梦

时间:2019-05-31 18:08来源:网络整理 作者:晓燕 点击:
陈霖 解放军117医院再生医学中心副主任浙江大学细胞生物研究所特聘副教授我叫陈霖,就职于解放军117医院再生医学

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基因修复的未来不是梦

时间:03-06 14:38 阅读:4824次 转载来源:造就

陈霖 

解放军117医院再生医学中心副主任

浙江大学细胞生物研究所特聘副教授

我叫陈霖,就职于解放军117医院再生医学中心。02年出国之前,我在北京理工大学当了七年的老师。当时从事的是细胞生物学,人体的原代细胞核、细胞株培养这一块。在哈佛的时候,我的研究方向是药物肿瘤学,实际是血液肿瘤这一块做的更多一些。

所以我在我这个领域做的主要就是“抗癌”和“细胞”。

我们为什么会衰老?

癌症与衰老密不可分

提起“衰老”,大家都不陌生,每个人都会衰老,从出生到最后,不可避免都会走向衰老。人们为什么抗拒衰老,甚至恐惧衰老?

原因很简单,因为衰老就意味着人在不久的将来会死亡。没有人愿意死亡,生命永远是宝贵的。提到“死亡”,有一种疾病就会在我们脑海中浮现——癌症。谈“虎”色变,这是目前大家最害怕得的一种病。这么多年来,癌症其实一直没有得到很好的改进治疗。

据2015年的官方统计,世界上每年有几十万的各种癌症患者离开人世。实际每6秒钟就会有一个人离开人世。也就是说,我刚刚说话的6秒钟时间内可能有一个人已经永远离开我们了,当然我们希望他进的是天堂。

癌症这么可怕,而且缺乏治疗手段,会不会?我只是说也许,人们对癌症的认识可能存在误差。

认为癌症是一种绝症,得了马上就要去治疗,这个理念是没有错的。但是,越来越多的观念认定,癌症其实是一种慢性病,它本质上和糖尿病、帕金森症没太大区别。它是可以作为一种慢性病来处理和对待的。我们要做的,不是把癌症完全杀灭掉,而是怎么样让癌症作为一种慢性病,有效控制住它,起到一个带瘤生存的效果。 癌症其实与衰老密不可分。

这种衰老并不是我们常规意义上的、人体表面上的衰老,而是你的身体机能,内在的衰老,把你身体的平衡打破了。癌细胞其实来源于你的正常细胞,365体育在线投注导航,它是你自己的,并非外来。回到衰老这个问题。不同领域对衰老有着不同的定义,本质还是差不多的。生物科学家会说,衰老是你从一个受精卵到成熟,到出生,到成年,到老年,最后逐渐走向死亡的一个过程,衰老过程是一个自发的必然过程。物理学家会说,衰老是一个熵增加的过程。你不断地走向混乱,最终灭亡的这样一个情况。

免疫学家会说,衰老是因为你的免疫系统出现了衰老,自我更新循环的能力变弱。社会学家和心理学家则会说,衰老是你老糊涂,爱忘事了;你念旧,爱唠叨一些以前的事,这是衰老。这些定义终究说明一个事实,衰老是不可逆的,它是一定存在的。这个过程谁都免不了,任何人的一生都会有衰老。我们可以做什么呢?我们可以延缓这个过程的来临,可以让衰老变得更缓慢一些。医学上的研究结果称,正常一个人类的生命应该可以到达120岁到150岁。现在,没有人能活那么长久。有记录的最高寿命是110多岁,这还是在一个极端个例的情况下。如何让我们活到150岁既然理论上我们可以活到150岁,那我们为什么不去尝试把这种理论变成现实呢?我们平常所看到的衰老,脸上有皱纹了,有雀斑、有老年斑了,这些都是表面上表现出来的。衰老的本质其实是从微小的基因层面上开始的。 

左边这个图显示的是人的染色体。一条一条的,是一对染色体在一起。我想让大家关注的是,在每条染色体的顶边,有一些亮点,这些亮点医学上称之为“端粒”。端粒的作用是什么?它是一个“帽子”,它把染色体给保护起来。如果这个“帽子”丢失了,那么染色体会不断地缩短。缩短的结果是你的基因不断丢失。

这个过程,从基因学来说就是人类衰老的过程。可以看到,(上图)右边显示的是一个细胞,细胞中间那个绿色的是细胞核。

当它的端粒丢失以后,染色体不断在缩短的时候,细胞核周围形成这种红色的,我们叫它“凋亡小体”。“凋亡小体”越来越多,细胞的形态随之发生变化。最终,细胞将出现一种异常的状态。整个过程叫做“细胞凋亡”,细胞程序性死亡。这是一个典型的细胞衰老的过程。基因的衰老,最后体现在细胞的衰老上。 

细胞是组成人体的最基本的单位。我们常说的皮肤细胞,心脏心肌细胞,胃肠也有胃肠黏膜细胞、消化细胞,脑子里是脑神经元细胞,骨髓有各种骨髓干细胞。其中两大类细胞对我们抗衰老有着非常重大的意义,一类是干细胞,一类是免疫细胞。记住这两种细胞,因为我们很喜欢这两种细胞。先给大家留个悬念,稍后我会讲到。 

这张图显示的是不同层面的衰老情况。人体从单个细胞发展过来,成人也是由不同的细胞组成。同一种细胞聚集在一起,形成组织,如肌肉组织、皮肤组织。不同的组织在一起,构成器官,我们的心脏是一个器官,我们的肺是一个器官。各种器官拼在一起,又形成一个系统。呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统、神经系统等等,各个系统组成一个完整的人。所以衰老的整个过程,从基因发起,以细胞为最小单位衰老过来,最终达到人体的整体衰老。你看到了人表现出来的衰老,其实细胞层面的衰老在很早以前就已经发生。 回到最开始的问题,我们怎么样去延缓衰老这个过程?

我们一直认为衰老是不可逆的,是必然的,没错。但是我们可以把它拉得很长。我想从这三个方面带给大家提一个建议:医疗保健,将是我们的终极法宝。 谈到医疗和抗衰老,我想重点说道一个学科——再生医学。

再生医学并不是一个新的理念。所谓再生,就是在我体外再生出一个东西来。它一定是自体的,不是异体的。异体是另外一件事,异体移植。我自己的一个东西,我做出来,再回馈到我个人。这是最通俗的解释。 在座各位可能看过一些科幻片,甚至一些卡通片里会有这样的场景:把原材料放进一台机器,这个机器就会生产出各种组织器官,然后像摘果子似的,可以直接拿到人体上来用。而且这些组织器官是你自己的东西,不会有免疫排斥。 就像机器人一样,你坏了哪个零件,我给你修哪个零件或者换哪个零件。这只是科幻吗?不是,它正在逐步成为现实。这就是再生医学实现的范畴。再造的奇迹

可以从三个层面来说这个事情:组织工程、细胞层面的治疗和基因治疗。

组织工程是很传统的一种做法,现在已有革新的技术,3D打印技术。细胞层面的治疗,就是我目前研究的核心部分。刚才提到的干细胞治疗和免疫细胞治疗,我会一一描述。基因治疗,是美国总统奥巴马提出的“精准治疗”的一个基石,也是我们在尝试着去触摸上帝的禁地,去做一些上帝想做的事情。至于这个尝试的好坏、伦理上的问题,就留给下一代人去解决。 

这张图给大家展示的,左上角是一个“人造肾”。它是怎么做出来的呢?把人体内的某种可以转化成肾脏的细胞,做成肾细胞、肾血管或者其他细胞,再有3D打印完成这样一个肾器,当然这里还要有无菌搭配,各种组织搭配。第二个是人造耳朵,这在实验室里已经实现了,一个耳廓。第三个是一个人的手指骨。成骨细胞,经3D打印机打印出人造骨骼。这一块目前还在实验室阶段,因为有很多实际的问题还没有解决。但是我们走在一条正确的路上。你的某一个器官、某一个组织衰老了,我可以动手术替换它。 

这是我非常喜欢的一张图。它是一个人造的猪的肝脏,在体外造的。想要做出人肝来,先得在猪身上做试验,然后尝试用人的细胞嫁接到猪的身上,最终尝试把它打印出来。目的是什么呢?治疗有肝病的人,用他自己的肝细胞。因为在中国,得乙肝的、肝硬化的、肝癌的人太多太多了。这是我们实验室目前在做的一些工作。在再生医学范畴之内,基于细胞层面,我们做的一个是“抗肿瘤”,一个是“抗病毒”;另外一个很重要的工作是,延缓衰老方面的机体研究。接下来我会举几个例子具体描述一下。

干细胞是什么细胞?干细胞,又被我们称之为“祖细胞”,或者“母细胞”。它可以分化成各种不同的其他细胞,就像妈妈一样。图上显示,它可以分化为成纤维细胞、血液细胞、上皮细胞、神经细胞、骨骼细胞等。最终分化成不同的组织,不同的器官。这是干细胞在体内就有的功能。每个人的身体上都有健康活跃的干细胞存在,那就意味着我们可以在适当的条件下,把它诱导分化成我们想要的组织细胞和器官,以取代我们衰老了的。 如何用干细胞延年益寿?我从医学的角度举几个例子。老年病中有一种非常严重的病,帕金森症。它是脑神经萎缩的表现。因为人的脑神经细胞,在这个人一出生就身体自带了,它的数量是一定的,不会再增长。它只会不断地成熟。

当人体衰老的时候,神经元细胞也在不断地衰老。所以这个人可能会出现记忆衰退、手颤抖等症状。拳王阿里的手一直是摇着的,摇的很好看,但他是不正常的。如果我可以利用干细胞,诱导分化成神经元细胞核和神经壳细胞,把它注入病人的骨髓,就有可能诱导它补充新的神经元细胞,修复以前损伤的部位,达到缓解疾病的目的。 第二个例子是关节炎。很多老年人都受关节炎的困扰,年轻人也有,尤其是髋关节股骨头坏死,这种疾病非常难治,而且很可能是致命的。

老年人骨质疏松?我可以把干细胞诱导分化成成骨细胞,注入他的关节腔里,它就会在那儿生长出软骨组织,慢慢地让你的骨腔长好。

再有一个我现在在做的课题是肝脏治疗。我用从骨髓里提取的骨髓干细胞,诱导分化成肝细胞,然后把这个肝细胞以介入的方法,打到肝硬化病体的肝组织里,真的有新的肝细胞奇迹般地长出来。

当然这个手术有很大的难度,如果打的位置不对,它会分化成成纤维细胞,那么病体的肝脏反而越来越硬化。所以,这是一把双刃剑,关键看人怎么去做。 再说免疫细胞,人体免疫力高低是由它来决定的。 

人体有一套淋巴系统,免疫细胞从骨髓中产生,到胸腺、淋巴结里头分化成熟。免疫细胞又分T细胞、NK细胞等等。

举个免疫细胞治病的例子:

这是一个很著名的例子,小女孩艾米莉·怀特海德是个美国人,6岁的时候不幸得了急性白血病,非常残忍的一种疾病。她试过做化疗,这是她放化疗以后的图片。所有治疗都无效的情况下,她只能苦苦等待骨髓移植,现阶段真正的临床应用还只能做异体的骨髓移植。在等待的过程中,艾米莉的病情不断恶化,已经奄奄一息。实在没办法了,科学界给她尝试了这么一种方法,就是把她的一种免疫细胞取出来,在体外进行修饰——这个修饰是细胞层面的修饰——做成一种工程细胞,再把这个细胞回输到她体内。这个做法本身就是一个“死马当作活马医”的权衡计策。细胞回输后,艾米莉连日高烧不退,昏迷不醒,所有身体指标全部紊乱了。家人也被告知,需要做好送别她的心理准备。这时候,奇迹发生了。艾米莉醒了,而且很快康复,体内所有指标恢复到正常,癌细胞没了。

左边是她现在的照片,现在她还活着。这个女孩能骑马,365体育投注在线,能画画,还受到了奥巴马的接见。奥巴马去年提出来“精准医疗大计划”,起始原因就是因为这个女孩,她改变了整个世界。 虽然这是一个医疗的例子,但它其实和抗衰老密切相关。由于她的免疫力提高,体内机能得到了很大恢复,所以她抗衰老能力也得到了提高,她可以活的更长了。 

还有一个例子,这种免疫细胞叫NK细胞。NK细胞有几大作用:一是清除微小的肿瘤细胞,它可以直接杀肿瘤;另外一个是抗病毒的。

抗击流感时,体内首先起作用的就是这个细胞;第二天,它会把你的流感病毒杀死;第五天的时候,其他免疫细胞继续起作用;第七天到第十天,流感病毒降到最低点。实际上,如果你是流感病毒感染,不需要吃药,到了第七天、第十天,照样好。吃药完全是心理安慰。 这个细胞还有一个功能是,它可以清除体内的衰老细胞。你每天都会产生衰老的细胞,甚至产生癌症的细胞。这个细胞就能起到抵御作用。

这是一张示意图,显示了不同年龄阶段,通过不同程度的治疗,最终在你70岁的时候,完全是不一样的形象。最后一张图展示的是“基因修复”。因为一切的起源都来自基因,基因决定一切。现代人可以用一些技术,比如Talens、CRISPR,把体内染色体上的每一个基因精准到切除、添加和屏蔽。在这样的情况下,我们就有可能在这个基因出问题之前,也就是在疾病爆发之前,及时治疗。但这中间有很大的伦理上的问题,所以这条路还很长,很远。

基因修复的未来不是梦。这是上帝的领域,我们已经插手了,但上帝从来都不是仁慈的上帝。谢谢大家!

(责任编辑:admin)
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