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组织修复与再生医学:再造人类健康

科普小知识2021-10-29 21:41:44
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■记者彭克峰、赵广利、王建

随着再生医学研究的发展,组织修复和再生医学将在不断改进传统治疗技术和方法的基础上,在分子、细胞、组织和器官的不同层面展示划时代的生物高科技修复工程医学标准,造福于无数需要帮助的患者。

法国科学院院士、法国医学科学院院士、中国干细胞工程技术研究中心主任

今天,人类健康越来越受到重视。一方面,人类的寿命在不断延长。另一方面,由于各种意想不到的因素,人类疾病和受伤的概率增加,并且人体组织如皮肤、器官和骨骼容易受伤。

因此,组织修复与再生医学研究是目前国内外生命科学领域的一个热门研究课题。然而,与此同时,国外还没有系统、全面地梳理和统计组织修复与再生的新学科。目前,随着中华医学会组织修复与再生分会的成立,中国的组织修复与再生医学迎来了新的发展机遇。

典型的跨学科

2014年6月25日,中华医学会组织修复与再生分会在京成立,由傅院士任会长,是中华医学会的第88个分会。

这一分支的建立无疑对组织修复和再生医学具有重要意义。

2015年6月18日,首届全国有组织的恢复性与再生医学大会和有组织的恢复性与再生医学国际研讨会在北京召开。这意味着中华医学会修复再生分会正在有条不紊地开展工作。那么,组织修复和再生医学能给人类健康带来什么变化呢?

第一届全国组织修复与再生医学大会执行主席韩告诉《中国科学报》记者,组织修复与再生医学是当今世界关注和研究的焦点,几乎涵盖了人类损伤、疾病治疗和抗衰老的所有领域。

受损组织的修复和再生是生物学和医学中的主要问题,涉及许多基础学科,例如遗传学、发育、干细胞组织工程、生物材料和其他临床学科,例如创伤、烧伤、整形外科等。它的成就将为数亿受伤病人的治疗和康复以及改善他们的生活质量提供直接服务,这是目前国际研究的重点和难点。

韩说,组织修复一般是指局部组织和细胞在因某些致病因素而受损或死亡后,通过再生相邻的健康细胞来修复组织完整性的过程。修复过程的速度和完整性受到许多因素的影响,包括受损组织的类型、导致损伤的因素、营养、血液供应、感染和组织缺损的数量。

组织再生是指组织损伤后细胞分裂和增殖完成修复的过程。例如,伤口修复是通过血管、结缔组织、上皮组织和其他组织的再生来完成的。如果再生组织在结构和功能上与原始组织相同,则称之为完全再生。如果有缺陷的组织不能被具有相同结构和功能的组织完全修复,这称为不完全再生。

“应该说,组织修复和再生医学是一门典型的交叉学科,它包括医学、生物学、材料学等学科。这需要各学科研究人员的共同努力,共同促进其发展。”韩对说道。

干细胞的作用

对于组织修复和再生医学来说,干细胞、组织工程和生物材料的发展对其发展起着至关重要的作用。随着这三项技术的不断实践,人们已经看到组织修复和再生的创新理论、关键技术和方法开始应用于人类健康领域。

干细胞具有自我更新、高度繁殖和多向分化的潜能。它们被医学界称为“万能细胞”,是再生医学的核心组成部分。

干细胞是人类组织和器官的原始细胞。所有组织和器官的这些细胞都来自干细胞。干细胞不断分裂、增殖和分化各种组织,最终构成人体和整个人体的组织和器官。所以它是源细胞。此外,人体需要新陈代谢,每天都有许多细胞死亡,许多新细胞不断产生,所有这些细胞都来自干细胞。

现代医学利用干细胞的自我复制和多向分化功能来治疗疾病。韩说,当人体组织器官受到损伤时,相应的干细胞可以用于修复,达到治疗疾病的目的。因此,干细胞具有巨大的医学和临床应用价值。

干细胞有很多种。根据干细胞的发育阶段,它们可以大致分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能,可将其分为三类:多能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。韩指出,成体干细胞包括骨髓、脂肪等组织来源的干细胞,以及胎盘、脐带组织、脐带血等围产期组织来源的造血干细胞和间充质干细胞。“干细胞的应用历史悠久。例如,人类造血干细胞已经使用了几十年。全世界数百万人已经接受了这项技术的治疗。应该说,它非常成熟。”

组织工程是一门结合细胞生物学和材料科学在体外或体内构建组织或器官的新学科。其主要元素包括种子细胞、生物材料、细胞与生物材料的整合、植入体与体内微环境的整合。据韩,目前组织工程技术可以应用于复制各种组织,如肌肉,骨骼,软骨,肌腱,韧带,人造血管和皮肤。开发生物人工器官,如人工胰腺、肝脏、肾脏等。

生物材料是一种用于诊断、修复或增强人体组织和器官功能的高科技材料,即用于替代和修复活体组织的天然或人工材料,其作用药物是不可替代的。生物材料可以执行、改善或替代由于疾病、损伤等而丧失的某些功能,并且不能修复有缺陷的部分。

发展潜力很大。

组织修复和再生医学的发展将极大地促进人类未来的健康。

“应该说,干细胞技术、生物材料等在这一领域都非常重要,但相比之下,干细胞技术仍然略胜一筹。”韩指出,组织损伤与干细胞密切相关。当组织受损时,谁将扮演一个角色?也就是说,干细胞可以增殖和重建这个组织。除了细胞,还有细胞外机制也很重要。相关机制被破坏后,可以依靠干细胞技术进行治疗,实现组织再生。然而,对于一些损伤太严重的组织,一些需要外部材料(生物材料)来配合干细胞相关技术来最终实现组织再生。

“目前,社会上有些人对干细胞有一些误解,这主要是因为他们对这项技术缺乏了解。干细胞有很多种,不同用途的干细胞也不同。到目前为止,许多干细胞产品已经被批准作为药物在国际上销售,这充分证明了它们的科学本质。特别值得一提的是,由于来源于围产期组织的干细胞易于获得且安全性高,目前在产业化方面领先于其他类型的干细胞。”韩对说道。

目前,国内外分析数据表明,围产期组织来源的干细胞的应用将超过其他类型的成体干细胞,成为再生医学的主力军。在以韩为代表的中国科研人员的努力下,我国围产期干细胞的研究水平基本处于世界领先水平。

中国的干细胞研究和临床实践与国际社会没有太大差异,但中国的干细胞在法律法规方面与欧美国家相差甚远。目前,中国关于干细胞的法律法规仍停留在90年代末。干细胞领域的发展已经走过了几十年,但是相关部门仍然在用几十年前的法律法规来调控它们,非常落后。

一方面,政策法规的滞后导致了公众对干细胞的误解;另一方面,它严重阻碍了整个干细胞产业的发展。目前,干细胞的储存在美国已经达到10%,在日本和韩国接近15%,而在中国只有千分之几。

“有关部门应密切关注干细胞相关政策法规的出台。关键是制定干细胞技术标准,促进该行业的发展。*部门应更多地听取干细胞研究人员、医疗从业人员和干细胞研发企业的意见,以免蒙蔽双眼。”韩对说道。

据估计,在未来10-20年内,随着再生医学研究的进展,组织修复和再生医学将在不断改进传统治疗技术的基础上,在分子、细胞、组织和器官的不同层面展示生物高科技修复工程划时代的医学标准,这将使无数需要帮助的患者受益,从而改变整个人类的健康水平和发展历史。