“我们发现有些人在房间里走路都会觉得疲劳”,Van Cleve 心脏再生医学项目主任 Atta Behfar(医学博士兼药学博士)说。“经过治疗后,他们可以骑自行车了。他们恢复了原来的生活。”
十多年前,干细胞有望给医学带来革命性的变化。在过去几年里,这些愿景终于成为现实。例如,仅妙佑医疗国际的再生生物疗法中心就已开展近 36 项应用干细胞治疗心力衰竭、肌萎缩侧索硬化(ALS)、骨量丢失和癌症的临床试验。但随着妙佑医疗国际的科学家对愈合过程更加全面的了解,正在出现新的愿景,即无细胞组织再生和修复。
在近十年的科学旅程结束之际,今年秋天,妙佑医疗国际再生生物疗法中心将推出充血性心力衰竭心脏再生疗法(CHART),该成果源自一项先进的临床研究,应用妙佑医疗国际设计的新一代干细胞治愈因心脏病发作而受损的心脏组织。
科学家一开始应用干细胞治疗心脏时,结果令人非常失望。最初的尝试只是从骨髓等组织中提取干细胞,并将其应用于心脏。只有少数人对此有反应。但科学家通过对此类罕见个体进行的研究发现,在心力衰竭老年患者中,干细胞本身也在变老、出现病变、丧失曾经治愈身体的能力。
然而,对有反应者细胞内变化的进一步研究揭示拯救干细胞功能的技术。一种方法是在提取干细胞后将特殊蛋白质(称为生长因子)应用于干细胞,这有助于细胞的内部时钟倒转,并为它们提供所需指示。
科学家们后来又改进了输送技术,开发了以微创方式将这种细胞直接应用于受损组织的新方法。
在最近一次中期临床试验(该试验对治疗的有效性进行了小规模测试)中,每个患者的病情都有所改善。
患者的平均射血率增加了 7 个百分点,听起来可能不多,但正常射血率(心脏泵出的血液量)只有 60%。一个人的正常射血率只有低于 40% 才认为是心力衰竭。若患者想要被纳入这项研究,则其必须患有重度心力衰竭,即射血率达到 35%。
患者的射血率增加 7 个百分点后才可以开始新的生活。
Atta Behfar,医学博士、药学博士
“过去,我们经常看到一些人几乎无法在不感到疲劳的情况下步行穿过房间,” Van Cleve 心脏再生医学项目的负责人Atta Behfar(医学博士兼哲学博士)说道。“但接受治疗后,他们开始骑自行车。他们恢复了原来的生活。”
利用他们所学到的知识,Van Cleve 项目的研究人员项目启动一系列临床试验(在心脏病发作、严重扩张的心脏和长期瓣膜疾病导致的心脏开始衰竭后更早地将干细胞植入心脏)。但最新的成功和临床试验只是开始。
包裹心脏
如果您刺破手指,会看到鲜红色的动脉血,血液里充满氧气。手臂上的静脉呈蓝色,因为充盈静脉的血液中的氧气已用于人体。但灌注心脏的血液呈巧克力棕色,因为所有能量均已在执行工作时被消耗完毕。
对于某些细胞应用而言,对富氧血液供应的高需求一直是主要的绊脚石。Van Cleve 计划的研究人员在制备干细胞片时遇到了问题,他们计划将干细胞片用于加强左心室辅助装置(LVAD)这种人工泵,以将这种人工泵用于心脏太大而无法自行修复的患者。
“这种泵非常适合支撑左侧心脏进行工作,”Behfar 医生表示。“但很多患者的两个心腔均已衰竭。LVAD 置入后,右侧突然泵入大量血液。通常,在一年左右的时间里,已处于衰竭过程的右心腔开始停止运行。”
Behfar 医生及其同事设想将心脏的右侧包裹在此干细胞片中,以在将人工泵置入左侧时用于增强心脏,但干细胞片的厚度带来不小的挑战。
血液供应至关重要,中层细胞可能因缺氧而死亡。但是,再生生物疗法中心其他计划的同事正在设法解决此问题。例如,整形与再生外科计划的研究人员正在尝试培育新的皮肤,包括表皮、毛囊、汗腺以及最重要的血管等所有皮肤层和组成部分。肌肉骨骼再生计划的研究人员同样在使用干细胞以增加骨骼的血流量。
Behfar 医生表示:“借助再生生物疗法中心在组织再生方面的所有新发现,我们可利用妙佑医疗国际内部开发的重要知识,以推动新技术走向临床实践。”
一个根本性的问题
当 Behfar 医生及其同事注意到参加临床试验的患者中有三分之一是超级愈合者时,他们立即开始研究原因。如果他们能够理解发生了什么,他们可以将研究成果应用在其他患者上。研究过程中,出现了一个根本性的问题,即干细胞到底有没有必要?有没有促进身体再生的其他方法?
当用干细胞治疗受损的心脏时,器官愈合不仅仅归因于干细胞。相反,它们可以作为身体及身体组织的向导,指引它们变得健康。
随着分子生物学不断发展,Van Cleve 项目的研究人员对细胞相互发送的信号这一过程的理解也更加深入 — ;研究使用了免疫途径;并涉及蛋白质。他们相信这种理解了作用过程可能会使再生医学药物最终像常见药丸一样容易获得。
Behfar 医生说:“从最初的干细胞试验中,我们正在了解实现再生的真正需要。”“如果我们能够以纯化的形式实施这些治疗,它将具有巨大的优势,即通过服用一种药物可以使人人都成为超级愈合者。”
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