人类的疾病大致可分为器质性疾病和功能性疾病。在现代医学中，内科治疗主要针对功能性疾病，而外科治疗和内科治疗都可以用于器质性疾病。大多数内科治疗是对症治疗，很多情况下不能根治疾病。此外，外科治疗更多的是侵害性治疗方法，其通过摘除全部或者部分损伤的器官进行，从而导致器官功能的部分或者完全丧失。另一方面，器官移植和人工器官被作为外科治疗的重要替代医疗方法。然而，器官移植存在很多问题，例如技术问题，比如用于抑制排斥反应的免疫抑制剂引起的副作用，以及诸如供体捐献者严重短缺和医疗卫生费用增加等无法替代的普遍问题。此外，在使用人工器官治疗中也存在诸多问题，其中包括技术问题，比如不能代替该器官功能和生物相容性，以及诸如医疗卫生费用增加等社会问题或经济问题。

再生医学作为解决这些问题的新的治疗方法在现在引起关注。再生医学是指积极利用干细胞、对因疾病或意外事故引起功能失常或功能障碍的器官或组织进行结构再生和功能恢复的治疗方法。根据利用干细胞的方式，再生医学大致分为以下三种类型：

（1）从捐献者收集胚胎干细胞、胎盘血液来源干细胞、血液来源干细胞或者骨髓来源干细胞，在体外培养诱导细胞增殖或/和分化，并通过移植所选的未分化的干细胞或/和已分化的细胞导入患者身体；

（2）从该患者身体收集成体干细胞、血液来源干细胞或者骨髓来源干细胞，在体外培养诱导细胞增殖或/和分化，并通过移植将所选的未分化的干细胞或/和已分化的细胞导入患者自己的身体；和

（3）刺激患者的身体（例如，通过给药、身体锻炼或者物理疗法等）以启动（initiate）存在于该患者损伤器官或组织原位的干细胞（干细胞没有损伤），和/或患者的血液来源或者骨髓来源干细胞，而不在体外培养诱导干细胞的增殖或/和分化。将该方法定义为“原位组织再生”。

另外，通过细胞编程技术，将成体细胞诱导为干细胞，甚至为胚胎干细胞（ips细胞），然后使用（1）类的方法应用于再生医学中。但是远未达到实用水平，甚至在临床上也未有成功案例。2012年ips细胞技术被授予诺贝尔奖，说明在没有得到实用证实之前，人们对该技术寄予厚望。

当前再生医学的主流的研究方向为涉及通过细胞移植从外部导入患者身体的方法（即上述第（1）和（2）类的方法），但在实践中，仍未大规模开展，并且第（1）类方法中会涉及到医学伦理问题。

其中将已分化的细胞从外部导入患者身体的方法用于皮肤病学、眼科学和整形外科领域，其目标组织或器官为由一种或极其有限种类细胞所构建的组织或器官（例如，皮肤、骨、软骨、角膜和肌肉组织）。然而，关于由多种类型的细胞所构建的实体器官（例如，心脏、肝、肺、肾和脑），适宜地调控这些多种类型的已分化细胞行为的技术还没有达到实用水平。

在使用有关从患者身体外部导入干细胞的方法的再生医学中，一个共同的问题是发生并发症的危险，该并发症可归因于移植细胞的过度再生或/和过度修复，当然免疫排斥也是引起并发症的一个主要因素。

相对而言，利用“原位组织再生”的方法，即刺激本来存在于患者（这里患者的定义为需要一定的医学手段以达至期望目标的人，比如美容的目标，并非意味着在医学上达到患病标准的人）身体内部的干细胞（即，身体内部原有的干细胞，和/或来自患者自身血液来源或骨髓来源干细胞）增殖、迁移和分化，再生损伤器官或/和组织从而可恢复其功能。

已有文献的研究表明具有再生能力的干细胞存在于肝脏、神经系统（尤其中枢神经系统如脑）、皮肤、脂肪组织、视网膜、角膜、骨骼肌甚至是心脏中（Garry DJ 等人： Ponce de Leon’s fountain: stem cells and the regenerating heart. Am J Med Sci. 329(4): 190-201, 2005）。目前认为内在干细胞存在于所有器官和组织中（Weissman IL: Translating stem and progenitor cell bilolgy to the clinic: Barriers and opportunities. Science. 287:1442-1446,2000；Garry DJ 等人： Ponce de Leon’s fountain: stem cells and the regenerating heart. Am J Med Sci. 329(4): 190-201, 2005）。可以观察到，人体几乎所有的器官或组织的小型伤口都能够愈合，从这点也能基本判断人体内广泛而均匀的分布着干细胞，这些干细胞随时准备修复周围的伤口。当然对于大型伤口（比如距离最短的伤口边沿距离超过1厘米），干细胞无法一次性完全修复，伤口愈合只能以部分疤痕代替（多次干细胞疗法可以修复疤痕）。

从下面的文献已知内在干细胞或/和血液来源或骨髓来源干细胞可分化成不同类型的组织细胞，细胞的分化类型取决于他们所在的不同诱导微环境（niche）条件。如：不同类型的接触细胞、细胞外基质的内容物、诱导微环境条件下所含的细胞因子和生长因子等。例如：

（ⅰ）当在神经营养因子或者生长因子存在下培养神经干细胞时，它们形成被称为神经球（neurosphere）的单个细胞来源的集落（即，自我复制（self-replication）），并且这些神经球根据不同的诱导微环境分化成神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞（即，多潜能性（multipotency））。此外，当在体外传代培养神经球时，可以从神经球来源的单个细胞形成另一个神经球（Reynolds BA和Weiss S: Generation of neurons and astrocytes from isolated cells of the adult mammalian central nervous system. Science. 255:1707-1710,1992）；

（ⅱ）尽管当从成年大鼠脊髓得到的神经干细胞被移植到另一成年大鼠的脊髓中时，神经干细胞只能分化成胶质细胞，但他们被移植到海马齿状回时可分化成神经元（Shihabuddin LS 等人：Adult spinal cord stem cells generate neurons after transplantation in the adult dentate gyrus. The J Neuroscience. 20: 8727-8735, 2000）;

（ⅲ）将神经干细胞与血管内皮细胞一起培养时，可促进神经干细胞的增值并分化成神经元（Shen Q 等人：Endothelial cells stimulate self-renewal and expand neurogenesis of neural stem cells. Science. 304: 1338-1440, 2004）；

（ⅳ）骨髓来源的间充质干细胞（BM-MSCS）被注射在糖尿病小鼠的伤口周围，BM-MSC能够分化为表皮细胞、细胞角蛋白和腺体细胞，同时，促进血管新生增强毛细血管密度（Yaojiong Wu等人：Mesenchymal Stem Cells Enhance Wound Healing Through Differentiation and Angiogenesis. STEM CELLS.Volume 25, Issue 10, 2648–2659, October 2007）。

另一方面，已知的以利用自身组织原有的干细胞再生的再生医学为目的、用于增加内在的干细胞，或/和血液来源或者骨髓来源干细胞的促进方法如下：

①对脑缺血模型动物给予EGF时，可促进神经干细胞增殖，且梗塞区约20%的损失细胞得到再生（Teramoto T等人：EGF amplifies the replacement of parvalbumin-expressing striatal interneurons after ischemia. The J Clinical Investigation. 111:1125-1132, 2003）;

②当对动脉硬化患者给予高血脂症药物斯达丁（Statin, 3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶抑制剂）时，骨髓来源血液血管干细胞（hemangioblast）或内皮祖细胞在血液中增加（Walter DH 等人：Statin therapy accelerates reendothelialization: A novel effect involving mobilization and incorporation of bone marrow- derived endothelial progenitor cells. Circulation. 105:3017-3024,2002）;

③除了上述EGF外，多种生长因子如VEGF、FGF(b-FGF)、PDGF、NGF和HGF，细胞因子如G-CSF、GM-CSF、促红细胞生成素（EPO），和其他生物活性物质如雌激素和脂类等也被报道用于增加干细胞（Takeyama K, Ohto H: PBSC mobilization. TransfuseApher SCI 31: 233-243,2004; Aicher A, Zeiher AM, Dimmeler S: Mobilizing endothelial progenitor cells. Hypertension 45:321-325, 2005）。然而，仅有两、三种的上述物质被开发成了药物，如G-CSF和b-FGF。此外G-CSF具有致癌的危险，而b-FGF如在静脉内注射的过程中有血管闭塞这样的副作用的危险。另外，考虑到归因于生长因子靶向多种类型细胞而引起副作用的多样性，VEGF和b-FGF作为具有靶向细胞类型少的生长因子被开发研究，但在临床研究中还未有得到足够的疗效。此外，EPO具有包括血压升高的副作用。公开号为CN101405021A的中国专利《神经干细胞增殖试剂和神经干细胞分化试剂的连续给药方案》提到神经干细胞增殖试剂例如hCG（人绒毛膜促性腺激素）、催乳素和EPO等在几天内以连续方式低剂量递送给哺乳动物受试者的方法；

④早期研究表明，在正常和再生骨髓侵出物中存在可溶性蛋白因子，他们可以或者抑制或者刺激干细胞增殖（综述于：Lord和Wright, Blood Cells. 6:581-593,1980; Wright和Lorimore, Cell Tissue Kinet. 20:191-203, 1987; Marshall和Lord, Int Rev. Cyt. 167:185-261,1996）。但是，至今，尚未从按照Lord等所述制备的骨髓侵出物中纯化候选出干细胞刺激剂。

身体系统中的绝大多数终末期细胞是短命的，必须在生命期间连续更换，这其中，干细胞起到最重要的发动作用（通过已分化细胞的增殖，不需要干细胞，也可以达到这样的效果，但是不可能长期持续下去）；除了身体内正常的细胞更换，其他意外或偶发性的组织创伤，都需要干细胞发动的组织再生来弥补，这一过程能够被损伤过程诱导。然而，在生长中的或成年的哺乳动物体中，在很大程度上失去了构造出或者在组织受损的情况下再生出在结构和功能上完整的组织的能力。这就是疾病产生的最主要原因。

再生医学的主要目标，就是利用干细胞的增殖、迁移和分化来使组织再生以达到修复受损的组织和器官，特别是针对那些通过自然再生过程不足以有效修复的组织和器官。

目前的研究已经发现，哺乳动物身体中，包括神经组织和心脏组织在内的所有组织和器官均分布存在着各类干细胞。在应用干细胞疗法的再生医学领域中，几乎身体所有的组织均有得以再生的案例（Stem Cell Antholgy，Edited by Bruce M. Carlson,2010,Elsevier Inc.）。如果能够启动(initiate)或动员(activate)身体内的干细胞进行增值、迁移和分化，在损伤组织特异性环境的诱导下，可以再生出几乎所有的身体组织（依受损组织程度而言），因而可以治愈几乎所有的组织损伤或功能性障碍的疾病。因此利用原位组织再生的方法可以治愈几乎所有的组织损伤或功能性障碍的疾病。

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自刘学武科学网博客。
链接地址：https://m.sciencenet.cn/blog-683543-641528.html

上一篇：成功的湿疹治疗案例
下一篇：我对徐荣祥的评价