再生医学：在探索中前行
目前，机体损伤和疾病康复过程中受损组织和器官的修复与重建，仍然是生物学和临床医学面临的重大难题。借助于现代科学技术的发展，如何使受损的组织、器官获得完全再生，或在体外复制出所需要的组织、器官，进行替代性治疗，已成为生物学、基础医学和临床医学关注的焦点。以“再生医学”为主题的第264次香山科学会议日前在北京举行，参会专家介绍了再生医学的发展现状及前景。
■从组织工程学到再生医学
与会专家介绍说，全世界每年约有上千万人遭受各种形式的创伤，有数百万人因在疾病康复过程中重要器官发生纤维化而导致功能丧失，有数十万人迫切希望进行各种器官移植。但令人遗憾的是，一方面，目前的组织器官修复无论是体表还是内脏，仍然停留在瘢痕愈合的解剖修复层面上，离人们所希望的“再生出一个完整的受损器官”差距甚远；另一方面，器官移植作为一种替代治疗方法尽管有其巨大的治疗作用，但它仍然是一种“拆东墙补西墙”的有损伤和有代价的治疗方法，而且由于受到伦理以及机体免疫排斥等方面的限制，很难满足临床救治的需要。
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20世纪90年代以来，随着细胞生物学、分子生物学、免疫学以及遗传学等基础学科的迅猛发展，以及干细胞和组织工程技术在现代医学基础和临床的应用，使得现代再生医学在血液病、肌萎缩、脑萎缩等神经性疾病的治疗方面显示出良好的发展前景。
中国工程院院士、中华医学会创伤学分会主任委员王正国教授介绍，再生医学有十分悠久的历史，组织工程学的出现，使得再生医学进入了一个新时代。第一位提出“组织工程学”术语的是美籍华裔科学家冯元桢教授。组织工程学的基本原理是，从机体获取少量活组织的功能细胞，与可降解或吸收的三维支架材料按一定比例混合，植入人体内病损部位，最后形成所需要的组织混器官，以达到创伤修复和功能重建的目的。组织工程学被认为是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一新的里程碑。组织工程学的出现，意味着外科学已经进入了“再生医学”的新阶段。
王正国院士说，一般情况下，组织工程学和再生医学没有严格区分。组织工程学最初是用来描述组织体外构建的有关理论和技术的，而再生医学原先指体内组织再生的理论、技术和外科操作。现在再生医学的内涵已不断扩大，包括：组织工程、细胞和细胞因子治疗、基因治疗、微生态治疗等，国际再生医学基金会(IFRM)已经明确把组织工程学定为再生医学的分支学科。
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■组织工程学期待更多突破
组织工程学的科学意义已不仅仅在于提出了一个新的治疗手段，更主要的是提出了复制组织、器官的新理念，使再生医学面临重大的机遇与挑战。
20多年来，组织工程学在研究内容、研究手段、临床等方面都有了很大的发展。在动物模型方面，构建组织已不再局限于以裸鼠为代表的免疫缺陷型动物模型，而是更多地采用与人体结构相近的、具有免疫功能的大型哺乳动物模型，如猪、羊等。在研究手段上，除了细胞生物学和动物实验技术外，分子生物学技术、基因克隆技术、转基因技术、生物材料的编织技术等也被大量使用，加快了研究速度，提高了研究水平。此外，在种子细胞表型特征、种子细胞来源、支架材料等方面也取得了多项研究进展。
与此同时，问题也不容忽视。王正国院士说，如在种子细胞方面，虽然来自自体组织的功能细胞或有骨髓培养的间充质干细胞等有很多优点，但操作费时，对于急症手术的组织修复或恶性肿瘤切除后的修复不适用。因此，研究自体细胞简易培养、扩增技术，使其能在短时间内获得数量足够和功能很强的种子细胞，并能降低成本将会在临床有更大的应用价值。
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在细胞培养技术方面，快速扩增细胞的形态、功能检测；生长因子的临床应用和安全性问题；细胞生长与应力的关系等均需进行深入研究。此外，寻找理想的支架材料，探讨细胞与支架材料的相互作用，进行动物体内植入实验与临床验证研究和检测及评价、组织工程产品的产业化等都有待深入。
解放军总医院全军肝胆外科研究所黄志强院士说，肝细胞的培养、扩增与移植以及整体肝脏的体外构建，也已经成为再生医学的研究热点之一。但是，鉴于肝脏结构和功能的复杂性，其目前仍然是一个尚难超越的难题。
与会专家表示，虽然组织工程学发展速度极快，现已在许多动物身上成功构建了多种再生组织，有些(如软骨、人工皮肤)已作为产品上市，但是，构建不同的具有正常生理功能的器官，特别是重要的生命器官，难度却非常大，甚至是否具有形成复杂器官的能力目前还不清楚，所谓“生物科学人体时代”的到来，还言之过早。
■干细胞研究方兴未艾
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干细胞研究是近年来生命科学中进展最为迅速的领域之一，在细胞治疗、组织器官修复、发育生物学、药物学等方面都显示出了巨大的潜力。如干细胞作为细胞治疗或组织器官替代治疗的种子细胞，显示出了良好的发展前景，人们已经成功地利用骨髓间充质干细胞在体内外分化为肌肉细胞和神经细胞，为治疗肌萎缩、脑萎缩、帕金森病等退行性疾病带来希望；现在科学家还能从发育中的甚至成年胚胎干细胞组织中分离出神经干细胞，体外扩增培养后植入损伤部位，定向分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞，从而为神经组织修复提供新希望。在2001年科技部批准的19个“973”计划项目中，就有两项有关干细胞研究。
军事医学科学院输血医学研究所裴雪涛研究员说，干细胞及其在再生医学领域的应用，几乎涉及到人体所有的重要组织和器官，也涉及到人类面临的大多数医学难题，如心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、恶性肿瘤、严重烧伤等等。
但裴雪涛同时表示，要想使干细胞研究最终安全有效地用于疾病治疗，还有一系列的问题需要解决。如干细胞及其亚群的表型鉴定与分类，干细胞光来源和体外非分化扩增，干细胞定向分化为各种所需的功能细胞，干细胞与组织工程技术和产品临床应用的有效性、安全性和可控性评价，以及进一步完善胚胎干细胞与克隆所面临的伦理学及相应的政策法规等。
王正国院士也表示，方兴未艾的干细胞研究虽然有着广阔的应用前景，但干细胞是否具有形成复杂器官的能力，用干细胞作替代治疗的移植排斥问题和临床应用的安全性问题，以及相关的伦理和社会学问题都需要进行深入探讨。
与会专家说，再生医学的重要性已引起相关决策部门和科技人员的高度重视，我国已经建立起一支老中青相结合的再生医学研究队伍，并初步取得一些研究成果，如通过干细胞诱导分化技术，科学家在体内已建立起重建组织器官修复与再生的基本技术方法；通过组织工程技术，已生产出与天然人体皮肤类似的组织工程人工皮、肌腱以及韧带等。随着生命科学基础研究的深入和材料技术的进步，可以相信，在多种疑难病的治疗上都将出现再生医学的“身影”。(潘文), 百拇医药
■从组织工程学到再生医学
与会专家介绍说，全世界每年约有上千万人遭受各种形式的创伤，有数百万人因在疾病康复过程中重要器官发生纤维化而导致功能丧失，有数十万人迫切希望进行各种器官移植。但令人遗憾的是，一方面，目前的组织器官修复无论是体表还是内脏，仍然停留在瘢痕愈合的解剖修复层面上，离人们所希望的“再生出一个完整的受损器官”差距甚远；另一方面，器官移植作为一种替代治疗方法尽管有其巨大的治疗作用，但它仍然是一种“拆东墙补西墙”的有损伤和有代价的治疗方法，而且由于受到伦理以及机体免疫排斥等方面的限制，很难满足临床救治的需要。
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20世纪90年代以来，随着细胞生物学、分子生物学、免疫学以及遗传学等基础学科的迅猛发展，以及干细胞和组织工程技术在现代医学基础和临床的应用，使得现代再生医学在血液病、肌萎缩、脑萎缩等神经性疾病的治疗方面显示出良好的发展前景。
中国工程院院士、中华医学会创伤学分会主任委员王正国教授介绍，再生医学有十分悠久的历史，组织工程学的出现，使得再生医学进入了一个新时代。第一位提出“组织工程学”术语的是美籍华裔科学家冯元桢教授。组织工程学的基本原理是，从机体获取少量活组织的功能细胞，与可降解或吸收的三维支架材料按一定比例混合，植入人体内病损部位，最后形成所需要的组织混器官，以达到创伤修复和功能重建的目的。组织工程学被认为是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一新的里程碑。组织工程学的出现，意味着外科学已经进入了“再生医学”的新阶段。
王正国院士说，一般情况下，组织工程学和再生医学没有严格区分。组织工程学最初是用来描述组织体外构建的有关理论和技术的，而再生医学原先指体内组织再生的理论、技术和外科操作。现在再生医学的内涵已不断扩大，包括：组织工程、细胞和细胞因子治疗、基因治疗、微生态治疗等，国际再生医学基金会(IFRM)已经明确把组织工程学定为再生医学的分支学科。
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■组织工程学期待更多突破
组织工程学的科学意义已不仅仅在于提出了一个新的治疗手段，更主要的是提出了复制组织、器官的新理念，使再生医学面临重大的机遇与挑战。
20多年来，组织工程学在研究内容、研究手段、临床等方面都有了很大的发展。在动物模型方面，构建组织已不再局限于以裸鼠为代表的免疫缺陷型动物模型，而是更多地采用与人体结构相近的、具有免疫功能的大型哺乳动物模型，如猪、羊等。在研究手段上，除了细胞生物学和动物实验技术外，分子生物学技术、基因克隆技术、转基因技术、生物材料的编织技术等也被大量使用，加快了研究速度，提高了研究水平。此外，在种子细胞表型特征、种子细胞来源、支架材料等方面也取得了多项研究进展。
与此同时，问题也不容忽视。王正国院士说，如在种子细胞方面，虽然来自自体组织的功能细胞或有骨髓培养的间充质干细胞等有很多优点，但操作费时，对于急症手术的组织修复或恶性肿瘤切除后的修复不适用。因此，研究自体细胞简易培养、扩增技术，使其能在短时间内获得数量足够和功能很强的种子细胞，并能降低成本将会在临床有更大的应用价值。
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在细胞培养技术方面，快速扩增细胞的形态、功能检测；生长因子的临床应用和安全性问题；细胞生长与应力的关系等均需进行深入研究。此外，寻找理想的支架材料，探讨细胞与支架材料的相互作用，进行动物体内植入实验与临床验证研究和检测及评价、组织工程产品的产业化等都有待深入。
解放军总医院全军肝胆外科研究所黄志强院士说，肝细胞的培养、扩增与移植以及整体肝脏的体外构建，也已经成为再生医学的研究热点之一。但是，鉴于肝脏结构和功能的复杂性，其目前仍然是一个尚难超越的难题。
与会专家表示，虽然组织工程学发展速度极快，现已在许多动物身上成功构建了多种再生组织，有些(如软骨、人工皮肤)已作为产品上市，但是，构建不同的具有正常生理功能的器官，特别是重要的生命器官，难度却非常大，甚至是否具有形成复杂器官的能力目前还不清楚，所谓“生物科学人体时代”的到来，还言之过早。
■干细胞研究方兴未艾
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干细胞研究是近年来生命科学中进展最为迅速的领域之一，在细胞治疗、组织器官修复、发育生物学、药物学等方面都显示出了巨大的潜力。如干细胞作为细胞治疗或组织器官替代治疗的种子细胞，显示出了良好的发展前景，人们已经成功地利用骨髓间充质干细胞在体内外分化为肌肉细胞和神经细胞，为治疗肌萎缩、脑萎缩、帕金森病等退行性疾病带来希望；现在科学家还能从发育中的甚至成年胚胎干细胞组织中分离出神经干细胞，体外扩增培养后植入损伤部位，定向分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞，从而为神经组织修复提供新希望。在2001年科技部批准的19个“973”计划项目中，就有两项有关干细胞研究。
军事医学科学院输血医学研究所裴雪涛研究员说，干细胞及其在再生医学领域的应用，几乎涉及到人体所有的重要组织和器官，也涉及到人类面临的大多数医学难题，如心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、恶性肿瘤、严重烧伤等等。
但裴雪涛同时表示，要想使干细胞研究最终安全有效地用于疾病治疗，还有一系列的问题需要解决。如干细胞及其亚群的表型鉴定与分类，干细胞光来源和体外非分化扩增，干细胞定向分化为各种所需的功能细胞，干细胞与组织工程技术和产品临床应用的有效性、安全性和可控性评价，以及进一步完善胚胎干细胞与克隆所面临的伦理学及相应的政策法规等。
王正国院士也表示，方兴未艾的干细胞研究虽然有着广阔的应用前景，但干细胞是否具有形成复杂器官的能力，用干细胞作替代治疗的移植排斥问题和临床应用的安全性问题，以及相关的伦理和社会学问题都需要进行深入探讨。
与会专家说，再生医学的重要性已引起相关决策部门和科技人员的高度重视，我国已经建立起一支老中青相结合的再生医学研究队伍，并初步取得一些研究成果，如通过干细胞诱导分化技术，科学家在体内已建立起重建组织器官修复与再生的基本技术方法；通过组织工程技术，已生产出与天然人体皮肤类似的组织工程人工皮、肌腱以及韧带等。随着生命科学基础研究的深入和材料技术的进步，可以相信，在多种疑难病的治疗上都将出现再生医学的“身影”。(潘文), 百拇医药