组织的再生与医学

第五节　组织的再生与医学

人类干细胞再生研究通过人类干细胞培养，再生人体组织和器官进行替代组织治疗疾病来体现其巨大的医学价值，给一些严重疾患，诸如帕金森病、糖尿病、慢性心脏病、晚期肾病、肝病以及恶性肿瘤等患者带来生的希望，而这一切须通过组织工程完成。组织工程学既是融合了生命科学和工程学的基本原理、基本理论、基本技术和基本方法，在体外构建一个有生物活性的种植体，植入体内修复组织缺损，替代器官功能;或作为一种体外装置，暂时替代器官功能，达到提高生存质量，延长生命活动的目的。它的科学意义不仅在于为解除患者痛苦提供了一种新的治疗方法，更主要的是提出了复制“组织”、“器官”的新思想。它标志着“生物科技人体时代”的到来，是“再生医学的新时代”，是一场“深远的医学革命”。

组织工程学的研究领域涉及生物医学科学、材料学和工程学。在生物医学领域，包括基础医学的遗传学、组织胚胎学、细胞生物学及分子生物学等;在临床医学领域包括骨科、整形外科、胸外科、神经外科、口腔颌面外科、康复医学等;在材料方面，主要涉及可降解高分子材料、陶瓷材料等。

组织工程按组织器官的构筑方式可分为两大类:组织再生工程(tissue regenerative engineering)和组织替代工程(tissue substitute engineering)。组织再生工程通过自体细胞在人工细胞外基质(extracellular matrix，ECM)、生长因子等环境下，进行分裂、增殖、分化以重新构筑患者自己的组织。这种技术历史不长，但是发展很快，比如再生皮肤、再生软骨等已在临床上应用，它将成为人体组织工程今后发展的主流。组织替代工程由异体或异种细胞与免疫隔离膜一起构建一种能替代患者受损、缺失器官的功能性组织器官。这种组织器官的构筑体是由“生物体”和“非生物体”材料结合而成，故称为杂合性人工器官(hybrid artificial organ)或称为生物型人工器官(bio-artificial organ)。这一技术领域已有20多年的历史。杂合型的胰腺和肝脏已经接近开发成功，有望不久实现产业化。要运用组织再生工程的方法使结构及功能极其复杂的胰腺、肝脏、脑组织得以再生和重筑，还需要相当长的时间。因此，组织替代工程是具有现实意义的人体组织工程。

干细胞技术以及干细胞生物学的飞速发展，为组织工程学和再生医学的发展提供了理论和技术上的保障。在实验室能够培育出干细胞，利用干细胞可以培育出各种新鲜而健康的组织，然后将其植入人体，从而为坏死的肝、脑、骨、皮肤、神经细胞等生成“替代组织”。干细胞中最有价值的是ES细胞，如前所述，从早期胚胎中提取的ES细胞，理论上讲可以培育出人体的任何器官。但ES细胞有个无法避开的绝路，那就是提取过程中将造成胚胎死亡，因此引起很多争议。宗教界、伦理界指责ES细胞研究有违人类道德，必须及早禁止;而医学界、患者团体则称利用干细胞进行克隆性治疗有利于治病救人，应当全力支持。的确，利用干细胞技术，可以再造多种正常的甚至更年轻的组织器官，来替代病变或衰老的组织器官，可以广泛用于以传统医学方法难以医治的多种顽症，比如癌症、心肌坏死性疾病、自身免疫性疾病、肝病、肾病和帕金森病、老年性痴呆症、脊髓损伤、皮肤烧伤等修复与治疗等。利用干细胞作为载体，结合基因治疗，也可以治疗众多遗传性疾病。同时，利用干细胞治疗疾病较传统方法具有较高的安全性，不需要完全了解疾病发病的确切机制;还可能应用自身干细胞移植，避免产生免疫排斥反应。

用干细胞治疗疾病已不再只是设想。成体干细胞的研究时间不长，但用其治疗疾病已开始进入临床试验。目前应用自体的骨髓干细胞治疗心肌梗死，用间质干细胞治疗造血功能低下和帕金森病已成为现实，这些临床应用都收到了良好的效果。因此，人们认为干细胞及其衍生物组织器官的临床应用，是人类在21世纪的最大科技成果之一，必将产生一种全新的治疗技术，是对传统医疗手段和医疗观念的一场革命。

(牡丹江医学院　卜晓波)