组织工程与再生医学
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第六节 小结与展望

一、再生生物学在医学中的应用
再生医学是研究机体在正常情况下的发育、组织结构特征与功能、受创后修复与再生发生机制、寻找有效的方法,以促进机体自我修复和再生,或构建出新的组织和器官,最终改善或恢复受损组织和器官结构与功能的科学。由于组织再生这一重大科学问题理论上的突破和临床治疗创新技术与方法的建立,对截瘫、创烧伤修复、器官移植、肿瘤切除、老年性痴呆和先天缺陷等所造成的组织器官损伤以及缺失等带来的巨大治疗作用,近年来受到各国科学家们的高度重视并竞相开展研究。
从人类诞生开始,在从事生产与生活过程中组织受伤后就存在自发的修复与再生过程。20世纪80年代以来,科学技术的发展和现代高新技术在生物医学领域的应用,不仅给再生医学注入了新的活力,同时也对再生医学的发展提出了更新更高的要求,即人类要真正实现高等动物受创后组织结构和功能的完全修复和再生。Science和Nature等许多知名杂志多次出专辑介绍再生医学的需求和发展。Science杂志高级编辑Davenport RJ认为,21世纪的再生医学研究与20世纪抗生素的发明具有同等重要的意义。
再生医学与生物学、基础医学、临床医学等许多领域密切相关,再生医学的发展将有可能整体推动生物医药产业发展和带动相关学科进步。美国、日本和欧洲已经把再生医学作为优先发展领域。美国奥巴马政府解禁胚胎干细胞研究以及英国布朗政府对干细胞研究的重视和支持表明,国际上新一轮干细胞与组织再生的研究竞争正在兴起。同样,再生医学也将为进一步提高我国医疗水平,改善人民生活,为我国工程科技在未来30~50年的发展提供重要契机。总体来说,我国再生医学的基础研究和临床治疗与国际领先水平的差距不大,在某些方面有我国自己的特色和学术优势,体现在以下几个方面。
1.国家对干细胞和再生医学相关领域给予高度的重视。2003年科技部和卫生部联合制定了《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》,明确规定我国支持治疗性克隆研究。在相关政策的指导下,国家“973”计划等对干细胞、治疗性克隆、组织工程技术与产品、再生医学相关评价体系等进行了资助,“十五”期间资助约1. 5亿元。
2.我国再生医学基础研究有较好的基础。我国已经建立了国家干细胞工程中心,可承担胚胎干细胞建系、iPS全能性的确证等,某些方面已形成独有特色并获得国际同行的高度评价。
3.组织再生的临床应用独具中国特色。如组织工程人工皮肤获得CFDA批准用于临床,细胞用于下肢缺血性疾病循环的重建,利用自体成体干细胞再生受创皮肤汗腺的初步临床研究,以及采用干细胞治疗脊髓损伤等难治性疾病等,都得到了国际同行的高度关注。
4.已经有一批从事该领域相关基础研究和临床治疗的专门人才。据统计,全国与再生学科相关的两院院士约有10人,国家杰出青年基金获得者和长江学者约20人。
5.初步建成了若干个重要研究基地。如位于上海的组织工程国家工程研究中心,西安的组织工程产业化基地,天津的国家干细胞工程研究中心,以及多家大学和研究机构成立的组织工程或者再生医学的基础、临床以及产业化研究基地等。
二、再生医学研究目前面临的重要问题
与再生医学基础研究的累累硕果相比,再生医学的临床转化进程可谓喜忧参半。存在的问题主要是:①投入仍显不足。尽管国家“973”和“863”前期有一些基础性的投入,但与发达国家相比,投入研究资金所占的比例仍然较小。②跟踪研究比较多,创新发现比较少,许多研究主要是跟踪国外的理念和技术,缺乏自主创新的思路和方向。③基础研究向临床应用的转化成果较少,由此延缓了再生医学研究成果的临床应用。④个案报告比较多,多中心对照比较少。⑤研究比较分散,缺乏有规模的研究基地。⑥临床观察现象比较多,深入的机制研究比较少。⑦缺乏有一定规模和特色的转化医学中心等。
除了上述罗列的共性问题,我们目前还面临着一系列值得深思和探索的问题。
1.需要进一步明确再生医学要解决的科学问题是什么?只有明确再生医学需要解决的科学问题,才有可能在基础理论方面获得突破和为将来的发展打下基础。专家们认为,再生医学的科学问题实际上是发育生物学所面临的问题,其核心是细胞的诱导分化与调控。将基础研究、产业化和企业生产这三阶段相衔接,才可能将目前个体化治疗进入到有统一标准的临床治疗。目前我国基础理论研究水平有限,一定程度上阻碍了临床的发展。虽然临床前景很好,然而一旦考虑到可能会癌变就不敢做了,这不是临床的问题,说明很多理论需要研究。
2.再生医学的发展必须坚持基础理论创新与解决临床的实际问题相结合,多学科结合,走出一条以创新为基础,以服务患者为目的的科研之路。从研究总体上来说,再生医学上的问题更多的是应用研究,应多考虑临床的需求,研究的结果服务于临床。目前再生医学的一些领域中,如组织工程与干细胞治疗方面与临床的结合比较紧密,一些治疗方法和治疗产品已在临床应用并初步观察到一些成功的苗头,这是一个好的开端。但目前在再生医学基础理论尚没有完全突破的情况下需不需要开展相关的临床治疗值得考虑。鉴于目前国内外的发展,可以选择一些治疗目的明确、易于观察,治疗手段方便的适应证开展研究。
3.在临床观察中要特别注意长期效应和可能的不良反应,主要是干细胞安全性和定向分化的问题。多位专家强调,与传统医药几千年历史和化学制药几百年历史相比,再生医学中的某些治疗方法,如干细胞治疗、生物产品治疗、基因技术以及组织工程技术等的发展历史仍是很短,只有几十年或十余年,因此在这么短的时间内要确切评价一种治疗方法需要持更加慎重的态度,一方面使这种治疗方法更具科学性,同时在另一方面也切实保障患者的生命安全。
4.注意伦理和道德问题。在讨论会中,大家比较关心在开展再生医学研究中可能涉及的伦理学问题。要重视立法,伦理法规要与国际接轨,在这个问题上我们的意识是落后的,做得还不够。有人想捐赠遗体,但找不到地方接受,而且器官移植不规范、很浪费,每次只拿一个器官。在此作者也呼吁管理部门应出台相应的伦理政策、法规,呼吁对遗体的捐赠立法。同时,还要注意安全性和风险性。这些伦理学的问题有待我们在前进中逐步解决。
5.目前我国的团队跨度比较大,需要做大量的基础研究工作,在某些领域虽然建设发展很快,已很超前,但弱势需要加强,更需要有创新性,同时要有科学的认识过程,对发展有合理的预测。所以如何组建再生医学的优势团队,如何和各个领域的专家整合起来进行合作,以集中力量进行科学攻关和组织重大科技项目。
6.应用研究和产品概念的问题。国内对产品的概念没有很清楚的理解,如果企业能早些介入基础研究会有很好的效果,我国的科研人员也应加强对企业和产品的了解,使科研成果转化成生产力。
近年来,我国在再生医学特别是干细胞研究中相继取得一系列重要成果,并获得了一批重要临床数据;但和发达国家相比,我国再生医学研究与应用不仅在投入和产业上有较大的差距,同时在临床应用标准、伦理规范等方面也存在比较明显的滞后现象,这在很大程度上制约了我国干细胞研究和再生医学临床应用的快速健康发展。
建议从管理层面上,把再生医学研究纳入国家重大基础研究发展战略和国家创新体系,从政策上给予引导和扶持。同时要进一步明确我国再生医学需要解决的重大科学问题和技术难题,可以考虑把成体干细胞去分化、跨分化以及转分化的相关机制作为解决的重点;把皮肤完美修复与再生等关键科学问题与技术难题和骨与软骨组织工程、间充质干细胞的建库等作为攻克的难点。
建议尽快完成基础研究已经取得阶段性成果的再生医学技术向临床应用的转化,如新一代组织工程人工皮、组织工程骨和软骨以及皮肤附件再生技术等,使再生医学的成果能够尽快应用于临床,造福于患者。建立各具特色的再生医学研究中心,并依托这些中心获得真正有意义的大宗病例、多中心和基于循证医学的研究结果。尽快完善和规范有关再生医学临床应用的相关法规和报批程序,促进再生医学研究成果尽快走向临床。

(胡成虎 金岩)