專訪｜華人科學家程柯教授：2018年，希望幹細胞治療多出新突破

一直以來，以幹細胞為核心的再生醫學、轉化醫學是很多疾病的新希望。得益於其自我複製、多向分化的潛能，幹細胞被醫學界譽為「萬用細胞」。但是如何將這些不同於普通分子藥物的活體細胞走向臨床，真正造福於更多的患者？這是很多科研工作者努力的方向。

遠在大洋彼岸的程柯教授就是其中一員，他和團隊專註於利用幹細胞及其衍生物治療心血管和肺部疾病。就在上周（1月10日），課題組在《Nature Biomedical Engineering》期刊在線發表了一篇題為「Targeted repair of heart injury by stem cells fused with platelet nanovesicles」的研究，揭示了一種促進幹細胞靶向修復受損心臟的新策略。

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心肌梗死會引起心臟的大面積損傷，逐步發展為心力衰竭。幹細胞是促進梗死心臟心肌再生的有效方法，但是缺乏治療靶向性。早在2014年，程柯團隊將針對心梗標誌物的抗體，黏附於幹細胞表面使其靶向受損心肌。雖然幹細胞的心肌存留率和治療效果得到提升，但是抗體靶向面臨成本高、炎症風險大、窗口期短等局限。所以，他們將目標轉向機體內可靶向損傷血管內皮的血小板。

「考慮到活性血小板大量聚集會引發心梗，所以我們僅僅利用血小板膜上的粘附分子（而非血小板本身）修飾幹細胞。」 採訪中，程柯教授解釋道，「這一研究的核心在於將血小板感知損傷的能力賦予給幹細胞，增強其靶向性，從而提高幹細胞的修復效果。」

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心血管疾病是全球頭號死因，每年因為這一疾病而死亡的人數遠超過其他疾病，然而治療手段卻相對有限。幹細胞是心臟、血管損傷修復的熱門材料，但是單純的幹細胞治療面臨著很多挑戰。採訪中，程柯教授結合近幾年課題組研究成果，詳細梳理了該領域面臨的主要技術問題以及相應的解決策略：

據悉，程柯團隊即將在《Stem Cells Translational Medicine》期刊發表一篇綜述，解析目前幹細胞治療心血管疾病領域面臨的挑戰以及解決方案。

挑戰一：細胞注射後在心臟內的存留率／植入率低

「注射24小時後，患者體內幹細胞的存留率低於5%。」為解決這一問題，程柯團隊採用生物材料（水凝膠）包裹幹細胞， 提升後者在心臟組織中的存留。通過近3年的努力，程柯教授與合作的國際團隊開發了一種廉價型合成水凝膠封裝心臟幹細胞，為幹細胞提供良好的生長環境，在不影響幹細胞生長因子釋放的前提下，大大提升了細胞的存留率。這一研究成果於2017年發表在《ACS Nano》期刊。

挑戰二：經血管注射後，缺乏對病灶器官的靶向性

「利用血小板，解決的就是靶向性問題。」程柯解釋道。除了血小板之外，他和團隊還從物理（磁力介導）、生物（抗體標誌）等多個途徑入手，為幹細胞「安裝導航」，使其靶向心臟受損區域。這些研究成果發表在《Nature Communications》和《Biomaterials》等期刊。

挑戰三：致瘤／宿主的免疫排斥反應

「幹細胞屬於活性藥物，在機體內存在很多不確定性，有致瘤的可能。如果應用的是非自身幹細胞，還面臨免疫排斥的風險。」另外，幹細胞在保存、運輸方面遠遠複雜於普通的藥物。針對這些問題，程柯教授希望找到幹細胞修復組織的關鍵性因子，利用它們人工合成幹細胞，克服天然幹細胞的局限性。這些研究成果發表在《Nature Communications》和《Circulation Research》（封面）等期刊。

程柯課題組成員合照

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幹細胞在疾病治療、再生修復領域的潛能有目共睹，但是因為「機理不清晰，質控難度大」，在臨床應用、產業轉化方面進度緩慢。程柯認為，幹細胞臨床轉化面臨多種困局，包括公眾對幹細胞認識匱乏、幹細胞非法治療亂象叢生等。不過，好在近兩年一些利好政策的出台，將有助於幹細胞治療產業在中國有序、規範地發展。

截至目前，全球共批准8個幹細胞藥物，中國並未在其列。當談及這一差距時，程柯認為，這背後意味著機遇和無限的可能。如何抓住契機、趕超前沿？答案在「源頭」——科研工作者在提出臨床申請前，必須在基礎研究和臨床前（動物）研究層面做足功課，對自己所研發的幹細胞產品有一個全面而深入的了解。

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幹細胞近十年發展迅猛，以其為核心的再生醫學有望成為繼藥物治療、手術治療之後的第三代醫療手段。回憶自己與幹細胞結緣的歷程，程柯教授笑言：「並沒有特別的故事，只是很自然的『干一行、愛一行』。」

正是這一簡單的初心，從博士畢業後，程柯教授就一直圍繞幹細胞轉化和臨床應用進行相關研究，也曾負責過幹細胞臨床實驗中IND（新葯臨床試驗申請）的撰寫工作。

數十年的「摸爬滾打」讓程柯教授體會到，無論是科研人員，還是政府官員，在這一領域大家都是 「摸著石頭過河」。「FDA需要從專家學者那裡得到最新的知識，同時又要反過來監管他們的臨床申請。這之間其實是一種合作關係。」程柯教授覺得這一體會讓他印象深刻。

此外，一篇新研究的發表意味著一種醫療手段的新選擇，雖然距離真正的臨床應用還很遠，但是很多患者會主動與文章作者聯繫，詢問臨床試驗進展。這種對疾病的無奈、對生命的渴望讓程柯教授備受感觸，「這是對科研工作者的一種鞭策！」他如此認為。

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幹細胞研究與人類健康關係密切，這一方向幾乎牽扯所有生命科學和生物醫學領域。程柯教授在平日的研究中，常常從癌症治療、生物材料等周邊領域獲取「靈感」。他相信，多學科交叉是產生新點子的溫床，並希望青年學者不要局限於自己的方向，要多開闊視野，從中獲得啟發。

採訪最後，探索君讓程柯教授展望下對「2018年新的規劃和期待」，他的回答簡單而精鍊：「首先，希望團隊開發出更多提升幹細胞治療效率的新工具，為領域提供新的思路。其次，期待能在幹細胞、外泌體治療心肺疾病的臨床應用方面取得新的突破。我們有幾個IND和pre-IND正處於準備提交的階段，希望今年能得到FDA的批複。」

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