想象一下,你正处于人生的黄金阶段,事业有成,家庭美满,却突然遭遇一场意外,一切都戛然而止。这便是许多脊髓损伤患者的真实写照。脊髓,作为...的 “通信枢纽”,肩负着传递大脑指令的重任,一旦受损,信号传输就会中断,患者可能从此被困在轮椅上,无法自主行动,生活陷入无尽的黑暗。
据世界卫生组织报告显示,全球每年新增约50万脊髓损伤患者,累计患者已超 1500万 。这些患者中,多数因车祸、跌倒、运动损伤等意外,或脊髓炎、肿瘤等疾病,导致脊髓受损,运动功能完全丧失。他们不仅要承受身体上的痛苦,还需面对生活无法自理的困境,如穿衣、洗漱、进食等日常活动都变得异常艰难,生活质量急剧下降。
在传统治疗手段中,手术主要用于稳定脊柱结构,防止脊髓进一步受损,但无法修复已经受损的神经;药物治疗虽能缓解部分症状,如减轻疼痛、控制炎症等,但对于促进神经再生和功能恢复的效果有限;康复训练则是一个漫长而艰辛的过程,对于完全性脊髓损伤患者,其运动功能的改善率通常不足12%。这些患者被困在身体的牢笼里,苦苦等待着能够改变命运的希望之光。
iPSC解锁:解锁细胞重生的“魔法”
在医疗科技飞速发展的今天,有一种神奇的技术正悄然改变着瘫痪患者的命运,它就是诱导多能干细胞(iPSC)技术。这项技术犹如一把钥匙,解锁了细胞重生的奥秘,为瘫痪患者带来了重新站立和行走的希望。
iPSC的诞生与原理
2006 年,日本京都大学的山中伸弥教授带领团队完成了一项具有里程碑意义的实验,将 4 种转录因子(Oct3/4、Sox2、c-Myc 和 Klf4 )导入小鼠的皮肤成纤维细胞中,成功将其重编程为具有胚胎干细胞特性的多能干细胞,即诱导多能干细胞(iPSC)。这一突破打破了人们对细胞分化的传统认知,原来高度分化的体细胞也可以像 “返老还童” 一样,回到具有无限潜能的干细胞状态,就像把一棵已经长成的大树重新变回种子,从这颗种子又可以生长出各种不同的植物 。山中伸弥教授也因这一杰出贡献,荣获 2012 年诺贝尔生理学或医学奖。
iPSC 具有与胚胎干细胞相似的多向分化潜能,在特定的培养条件下,它可以像一个 “万能细胞工厂”,根据需求定向诱导分化为...各种细胞,如神经元、胶质细胞、心肌细胞、胰岛细胞等。这一特性使得 iPSC 在再生医学领域展现出巨大的潜力,为治疗多种疑难病症提供了新的策略和希望,尤其是为瘫痪患者的神经修复带来了 “种子细胞”。
iPSC治疗瘫痪的核心机制
细胞替代与再生
研究人员将 iPSC 诱导分化为神经前体细胞,这些细胞就像 “神经种子”,移植到患者受损的脊髓部位后,能够分化为功能神经元 ,替代受损或死亡的神经细胞,逐渐重建受损的神经环路,恢复神经信号的传递。就像在破损的电路中,重新铺设电线,让电流能够顺利流通。
微环境调控
iPSC 衍生的细胞不仅能分化为神经元,还能分泌多种神经营养因子,如脑源性神经营养因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)等。这些因子就像 “肥料”,可以改善受损脊髓局部的微环境,促进神经细胞的存活、生长和分化,同时抑制炎症反应,减少瘢痕组织的形成,为神经再生创造有利条件。
个性化适配
利用患者自身的体细胞(如皮肤细胞、血细胞等)诱导产生 iPSC,再将其分化为所需的神经细胞进行移植,最大程度地降低了免疫排斥反应的风险,实现了真正意义上的个性化治疗。这就好比为患者量身定制的治疗方案,完美契合患者的身体,减少了治疗过程中的不良反应 。
突破性进展:从实验室到临床的跨越
随着 iPSC 技术在瘫痪治疗领域的不断发展,从实验室到临床的跨越逐渐成为现实,一系列令人振奋的研究成果不断涌现,为瘫痪患者带来了新的曙光。
日本团队:4名患者中2人重获站立能力
2025年,日本庆应义塾大学的冈野荣之教授团队宣布了一项具有里程碑意义的临床试验结果 。该团队对4名完全性脊髓损伤患者进行了iPSC移植治疗,这4名患者均为成年男性,在脊髓损伤后2-4周接受了治疗。治疗前,他们的美国脊髓损伤协会损伤分级均为最高级A级,意味着损伤部位以下没有感觉或运动能力。
经过1年的随访观察,奇迹发生了:1名患者的损伤分级改善至D级,不仅能够独立站立,还开始了走路训练;另1名患者改善至C级,可以活动部分手臂和腿 ,另外两名患者也显示出了微弱的改善。更令人安心的是,在治疗后的1年里,4名患者均未出现严重的不良反应,这充分证实了iPSC疗法在治疗脊髓损伤方面的安全性和可行性,为后续大规模临床试验奠定了坚实的基础。这一突破性进展又于3月24日登上了Nature头条。
以色列创新:3D打印脊髓植入物
以色列特拉维夫大学 Sagol 再生生物技术中心的塔尔・德维尔(Tal Dvir)教授团队在 iPSC 治疗瘫痪领域也取得了重大突破,成功研发出一种结合 iPSC 的 3D 打印脊髓植入物。
研究团队首先从患者腹部采集脂肪组织,将其中的细胞从细胞外基质中分离出来,通过基因工程对细胞进行重编程,使其恢复到类似于胚胎干细胞的状态,即诱导多能干细胞(iPSC)。然后,利用提取的细胞外基质创造出一种个性化水凝胶,这种水凝胶植入后不会引起免疫反应或排斥反应。最后,将 iPSC 封装在水凝胶中,在模仿脊髓胚胎发育的过程中,使其转化为包含运动神经元的 3D 神经网络植入物 。
在动物实验中,研究人员将这种 3D 打印脊髓植入物分别植入两组实验模型动物:近期瘫痪的急性模型和长期瘫痪的慢性模型(相当于瘫痪一年的患者)。实验结果令人惊喜,100% %u7684急性瘫痪实验模型和 80% %u7684慢性瘫痪模型在接受植入后恢复了行走能力,且恢复过程快速,这些动物最终能够良好地行走。这一成果发表在《先进科学》(《Advanced Science》)杂志上,引发了全球科学界的广泛关注。
瑞士技术:“人工脊髓”实现快速复健
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究团队则另辟蹊径,开发出一种个性化的 “人工脊髓”—— 脊髓刺激植入物,通过电刺激激活休眠神经,帮助瘫痪患者实现快速复健。
该植入物利用患者的神经活动数据进行个性化编程,能够精准地刺激脊髓神经。在临床试验中,一名完全瘫痪的患者在接受植入后1天内就成功恢复了站立能力 。不仅如此,结合康复训练,患者还能够完成如游泳、骑车等复杂的动作。这一技术的出现,为瘫痪患者的康复治疗提供了一种全新的思路和方法,让患者能够在更短的时间内恢复部分运动功能,提高生活质量。
从 “轮椅人生” 到 “重获新生”,iPSC 技术正以惊人的速度改写医学史。尽管前路漫漫,但每一次突破都为瘫痪患者带来新的希望。未来随着再生医学与工程技术的深度融合,我们或将见证更多生命奇迹的诞生。
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