大突破!同济大学实现全球首例自体肺干细胞移植再生

发布时间:2018-02-10   来源:中国日报网  

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从患者支气管刷取出的几十个干细胞,在体外扩增数千万倍之后,被移植到患者肺部的病灶部位。经过3至6个月的增殖、迁移和分化,这些干细胞逐渐形成了新的肺泡和支气管结构,进而完成了对损伤组织的修复替代。

同济大学医学院左为教授团队在国际上率先利用成年人体肺干细胞移植技术,在临床上成功实现了肺脏再生。这一干细胞再生医学领域的重大突破性成果近日以封面文章形式发表于最新一期的ProteinCell(《蛋白质与细胞》)杂志,标志着人体自身内脏器官的再生正逐步从实验室理论走向临床现实,也标志着同济大学干细胞转化研究取得重要进展。

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这篇论文的题目是“RegenerationoffunctionalalveolibyadulthumanSOX9+airwaybasalcelltransplantation”(成年人体SOX9阳性支气管基底层细胞移植再生功能性肺泡)。在同期配发的评论文章中,美国德州医学中心的JunWu教授和中国科学院生物物理研究所刘光慧研究员对这一成果评价道:“该项研究所展示的基础及临床数据具有重大价值,展现出了再生医学令人激动的前景”。

目前我国各种肺部疾病正处于高发状态,肺部组织一旦遭破坏而发生纤维化,病情往往持续发展而无法逆转。然而,传统的药物只能减缓其纤维化的进程。本世纪以来,随着干细胞研究逐渐成为全球医学研究的热点,肺干细胞移植成为这些患者的最后希望。

干细胞是具有组织再生修复能力的一类特殊细胞,在胚胎或成年人体器官内均有一定数量的存在。左为教授在国外工作期间发明了肺干细胞扩增和移植技术,相关成果发表于《自然》(Nature)杂志,在国内外肺脏研究领域引发广泛关注。

2015年,左为以国家青年“千人计划”专家和“长江学者”身份被引进同济大学医学院,继续开展这项研究。研究团队从肺病患者的支气管中无损刷取一些细胞,然后从这些细胞中筛选出干细胞,经过一段时间的培养,原本数十个干细胞慢慢变成几千几万直至上亿个。为了验证肺干细胞的再植修复能力,左为团队将从肺病患者肺干细胞培养出来的肺脏干细胞移植到小鼠受损的肺上,移植后三周观察发现,小鼠肺内纤维化损伤区域被新生的人体肺泡替代,小鼠的肺变得十分健康,几乎可称得上“重生”。

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值得一提的是,研究团队发现,成体干细胞在组织再生功能方面,是非常“专一”的:只有来自人体肺部支气管的成体干细胞才具有再生肺脏的功能,而来自肺部其它部位的干细胞,无论是上皮组织干细胞还是间充质干细胞,都不具备再生肺组织的功能。此外,研究人员还发现,如果将一种临床上抗肺纤维化的药物吡菲尼酮与肺干细胞一起应用于动物身上,可以进一步提升移植效率。

一系列动物试验的成功引起了呼吸科医生和肺病患者的密切关注,他们迫切希望将这一新的肺干细胞移植与再生技术尽快应用于临床。经过前期对细胞生产制备工艺流程的充分验证和动物试验数据的长期观察,经医院学术和伦理专家委员会审议修改后通过,于2016年初启动了第一批患者入组,在同济大学附属东方医院和解放军陆军军医大学附属西南医院同步开启了世界首个基于干细胞的肺脏再生临床试验。

2017年3月,左为教授团队和时任同济大学附属东方医院呼吸科任涛团队共同主导的“人自体支气管基底层细胞(肺干细胞)移植治疗间质性肺病临床研究”项目,获批成为国家卫计委和食药监局首批备案的干细胞临床研究项目。这标志着以肺脏干细胞为代表的同济大学干细胞与转化医学研究项目,正式从基础研究跨越到临床治疗研究阶段。

在同济大学东方医院的呼吸科室,已有数位肺病患者接受了自体肺脏干细胞的移植手术。从这些患者支气管刷取出的几十个干细胞,在体外扩增数千万倍之后,被移植到他们肺部的病灶部位。经过3至6个月的增殖、迁移和分化,干细胞逐渐形成了新的肺泡和支气管结构,成功实现了对患者肺部损伤组织的修复替代。患者的肺换气能力DLCO、六分钟步行距离等指标得到不同程度的改善。在肺部CT影像上,也可清晰观察到干细胞对肺部病变组织的修复替代。

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在该研究论文中描述的是最早接受自体肺干细胞移植的两位支气管扩张患者,两人接受移植手术距论文发表已有超过一年半的时间。移植一年之后,两位患者均自述咳嗽、咳痰气喘等症状出现改善。CT影像学显示,其中一位患者的支气管扩张结构一年后呈现局部修复状况,肺功能检测提示移植干细胞一个月后肺功能尚未好转,而等到三个月之后各项肺功能开始出现好转,效果一直保持到一年之后

具体主持临床研究的西南医院呼吸科戴晓天教授介绍:“总体来看,这次干细胞移植效果是很成功的。特别是我们能观察到治疗后患者肺功能的逆转,这是传统治疗方法无法达到的效果。作为一名中国人,我们为能做出这样自主创新的知识成果感到骄傲和自豪。后续还要继续扩大样本量,增设对照组,进行长期持续的观察。”同济大学附属上海市肺科医院呼吸科主任徐金富表示:“许多肺部重大疾病目前都缺乏有效的治疗方法,左为教授团队的肺脏再生技术非常神奇,具有很好的临床前景”。

截止目前,左为团队一共开展了超过80例临床肺干细胞移植,涉及支气管扩张、慢阻肺和间质性肺病等不同的病种,计划在2018年内启动细胞治疗产品新药申报(IND)流程。

该论文成果由同济大学附属上海市肺科医院、同济大学附属东方医院、解放军陆军军医大学、浙江省江南干细胞研究院、上海交通大学医学院附属第六人民医院和吉美瑞生公司的科研团队合作完成。左为教授团队目前已与多家干细胞备案医疗机构开展多中心合作研究。包括呼吸病学泰斗钟南山院士在内的专家也对此项目的深入开展寄予厚望。

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左为教授的这一成果,是同济大学近年来在干细胞及转化研究领域所取得的重要代表性成果之一。为探寻同济医科的创新发展之路,近年来,同济大学结合世界医学发展前沿、未来趋势以及国家需求,医科发展重点集中于对接国家重大需求、未来发展前景看好的“干细胞”“肿瘤”“脑与脊髓”等几大领域,其中“干细胞与再生医学”更是被视为同济医科发展的重中之重。紧跟国际医学研究主流,同济大学还将“转化医学研究”作为同济医科新一轮发展的重大战略,鼓励同济大学医学院、生命科学与技术学院里一批基础研究最优秀的科学家,与附属医院的相关临床专家团队共同组成“伙伴型”研究队伍,针对临床上的重大疾病联手攻关。

随着这一战略的深入实施,其积极效应现已逐步显现。同济大学干细胞研究中心,现已成为上海科创中心建设的重要组成部分。

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