抗擊癌癥和新冠肺炎:科學家寄希望于干細胞

科學家對用干細胞解決醫(yī)學難題的研究越來越多。最新數(shù)據(jù)顯示，干細胞藥物甚至可用于對抗新冠肺炎。干細胞醫(yī)用會給人類帶來哪些新的機會？俄羅斯“5-100”計劃院校專家就此進行了解讀。

干細胞和新冠病毒

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細胞系，該細胞系最初是1973年從荷蘭流產(chǎn)胎兒身上發(fā)現(xiàn)的，而干細胞本身沒有入藥。

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

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

什么是干細胞？

干細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的各個階段，可以分裂繁殖，同時保持不變。必要時可以在分裂過程中改變“程序”，創(chuàng)造其他新的特化細胞，例如血液細胞和各器官細胞，代替“服役期滿”的老細胞。

胚胎干細胞非常特別。首先，它們可以無限長期分裂；其次，其后代細胞可以轉(zhuǎn)化成任何特化細胞，無論是腦神經(jīng)元、肝細胞或腸上皮細胞，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，人類胚胎細胞材料不能用于醫(yī)學目的或純科研目的，大多數(shù)國家禁止開展與此類細胞有關(guān)的工作。因此，生物學家不得不另辟蹊徑。2006年，日本科學家山中伸彌首次獲得胚胎干細胞類似物，并憑此斬獲諾貝爾獎。

胚胎干細胞類似物可以使人有機會進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細胞，進行改進并放回，可以完全治愈癌癥。T細胞是人體的主要武器，來源于骨髓中的白細胞，可確保識別并消滅攜帶外來抗原的細胞。

克服先天遺傳缺陷

得益于俄羅斯NRNU MEPhI 大學、中國廣州大學和美國哈佛大學開展的大型項目所取得的成果，如今，獲得T細胞類似物已成為可能。

此外，NRNU MEPhI大學和俄羅斯衛(wèi)生部國家內(nèi)分泌學醫(yī)學研究中心科學家也在借助干細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)病時間一般在出生后的幾個星期內(nèi)，對嬰兒生命構(gòu)成嚴重威脅。

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

NRNU MEPhI科學家為解決這一問題，提出通過基因編輯來“修補”非功能性基因組。

科學家目前在用實驗室小鼠來開展相關(guān)研究，但要完全解決問題，還需使用人類基因組進行實驗。專家稱，有兩個可行方案，創(chuàng)建帶有人類基因位點的小鼠模型，或使用in vitro體外基因編輯系統(tǒng)。

加速生長并節(jié)約成本

干細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)邦大學科學家正在研究用成體干細胞制造神經(jīng)元來進行移植，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)干細胞分化，通常會往細胞環(huán)境中添加生長因子和酶。專家認為，這種方法成本非常高，干細胞分化需要很長時間。

康德波羅的海聯(lián)邦大學新型磁性材料實驗室高級研究員葉卡捷琳娜·列瓦達向衛(wèi)星通訊社表示：

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

個性化抗癌療法

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

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

全世界的科學家都在研究新的腫瘤疾病模型，既研究相對簡單的腫瘤細胞（球體）和腫瘤碎片（細胞器）3D模型，也研究復雜的器官芯片技術(shù)。

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

此項研發(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程。