張銘

生命從細(xì)胞開始

生物體是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞是生命的基本結(jié)構(gòu)單位。細(xì)胞解體，生命終結(jié)；細(xì)胞損傷，個(gè)體生病。

人體是由一個(gè)細(xì)胞——受精卵——發(fā)育而來的。整個(gè)發(fā)育過程大約經(jīng)歷了50次細(xì)胞分裂，最終形成了約80萬億個(gè)細(xì)胞個(gè)體。細(xì)胞在分裂、增殖過程中會(huì)分化出200多種不同的細(xì)胞，形成不同的組織、器官、系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)新陳代謝及各種生理功能。人體可以經(jīng)歷約100年的生命周期——壽命。期間因遺傳缺陷，環(huán)境影響，會(huì)導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生?？茖W(xué)地講，疾病就是患者的生理指標(biāo)偏離了正常。隨著各種藥物的發(fā)明，醫(yī)療水平的提高，人類平均壽命從30～40歲提升到了70～80歲。然而，是藥三分毒，藥物是有副作用的，有些疾病甚至要終身服藥，會(huì)給患者造成很大的痛苦。

現(xiàn)代社會(huì)疾病譜發(fā)生了很大變化，已經(jīng)由感染性疾病為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤、免疫、遺傳、代謝、衰老和退型性疾病為主。這些疾病的病因、病理復(fù)雜，常常沒有特效藥。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的深入研究，我們逐漸認(rèn)識(shí)到，許多復(fù)雜的疾病本質(zhì)上是基因的疾病，蛋白的疾病，細(xì)胞的疾病，需要用新的方法來解決，于是相應(yīng)地發(fā)展出基因治療、生物治療和細(xì)胞治療等方法。

高等生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化歷程中，其機(jī)體形成了依靠免疫系統(tǒng)維持自身健康的機(jī)制。免疫細(xì)胞會(huì)識(shí)別外來物質(zhì)和外來病原體，然后將其吞噬消滅；免疫細(xì)胞也會(huì)清理自身病變壞死的細(xì)胞，保持機(jī)體健康。體內(nèi)細(xì)胞在不斷地生長(zhǎng)、又不斷地死亡，保持著動(dòng)態(tài)平衡。有的細(xì)胞只能活幾天，如腸上皮黏膜細(xì)胞及一些白細(xì)胞；有的細(xì)胞壽命有幾百天，如紅細(xì)胞、肝臟細(xì)胞；有的細(xì)胞可以存活幾十年，如神經(jīng)細(xì)胞等。許多疾病是由于細(xì)胞的數(shù)量，細(xì)胞的病變?cè)斐傻?，如心肌炎、糖尿病。?xì)胞的質(zhì)量與身體健康長(zhǎng)壽有關(guān)，特別是免疫細(xì)胞、干細(xì)胞的數(shù)量、質(zhì)量直接影響著身體狀態(tài)。細(xì)胞的病如果用細(xì)胞的方法解決，就是細(xì)胞治療。通過輸入健康的細(xì)胞進(jìn)行治療、美容、延緩衰老的成功例證已經(jīng)有很多了。細(xì)胞治療的關(guān)鍵是大量供體細(xì)胞的獲得和克服免疫排斥反應(yīng)。

細(xì)胞治療歷史

最早的細(xì)胞治療是輸血，后來發(fā)展到成份輸血，即把供者的血液分成血漿和血細(xì)胞，再把血細(xì)胞分成紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等，分別輸給不同需要的患者，如把血小板輸給體內(nèi)出血的患者，把白細(xì)胞輸給免疫低下的患者。每個(gè)人的細(xì)胞是不同的，因?yàn)榧?xì)胞表面有不同的抗原，抗原不同的個(gè)體間輸送細(xì)胞會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)，嚴(yán)重的會(huì)引起死亡。因此，異體之間輸血要做配型，最普通是ABO血配型。做骨髓移植需要進(jìn)行人類白細(xì)胞抗原（HLA）配型。臍帶血干細(xì)胞治療兒童白血病也要進(jìn)行配型。自體細(xì)胞體外培養(yǎng)增植后回輸不會(huì)發(fā)生排斥，而一些骨髓間質(zhì)細(xì)胞因免疫抗原性很低，也可以制備成細(xì)胞制劑供異體應(yīng)用。

細(xì)胞培養(yǎng)

進(jìn)行細(xì)胞治療時(shí)需要巨大數(shù)量的供體細(xì)胞，這就需要靠細(xì)胞培養(yǎng)來解決。細(xì)胞是一個(gè)十分微小而復(fù)雜的有機(jī)體。100萬個(gè)人體細(xì)胞也只有約1立方毫米。然而，如此微小的細(xì)胞，卻有著及其復(fù)雜精細(xì)的結(jié)構(gòu)：有一個(gè)細(xì)胞核和許多細(xì)胞器（圖），核內(nèi)DNA有30億對(duì)堿基，編碼2.6萬個(gè)基因，指導(dǎo)合成幾十萬種蛋白。一個(gè)細(xì)胞內(nèi)可以有幾百到幾萬種蛋白質(zhì)，一種蛋白可以有幾十萬個(gè)，這些蛋白活性物質(zhì)有序地組織成幾百條信號(hào)通路，演繹生命活動(dòng)。一個(gè)細(xì)胞就像一個(gè)立體的城市，信號(hào)通路相當(dāng)于交通路線，自行車、公交車、私家車、出租車、地鐵等各行其道。每個(gè)蛋白質(zhì)就像一個(gè)人，在細(xì)胞的城市中有序地生活著，進(jìn)行著物質(zhì)、能量、信息的交流，實(shí)現(xiàn)著新陳代謝，遺傳變異，體現(xiàn)著生命的活力。

多細(xì)胞生物體內(nèi)的單個(gè)細(xì)胞是不能在體外獨(dú)立生活的，但隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，我們已經(jīng)可以在體外進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，即在體外潔凈的培養(yǎng)器皿內(nèi)模擬出滿足細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)、生長(zhǎng)因子、離子、pH緩沖容量等要求的體內(nèi)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞在體外的生存、生長(zhǎng)、分裂、增殖。細(xì)胞在培養(yǎng)器皿內(nèi)大約20小時(shí)數(shù)量就能增加一倍?，F(xiàn)在先進(jìn)的技術(shù)可以使許多類型的細(xì)胞傳幾十代、幾百代，形成一個(gè)巨大的可再生資源庫，達(dá)到取之不盡、用之不竭的境界。最早培養(yǎng)成功的是腫瘤細(xì)胞和胚胎細(xì)胞。以后皮膚、肌肉、神經(jīng)、肝臟、角膜、成骨等各種各樣的細(xì)胞都能培養(yǎng)。現(xiàn)在還可以成功地分離培養(yǎng)各種類型的免疫細(xì)胞，更進(jìn)一步成功培養(yǎng)了胚胎干細(xì)胞和各種成體干細(xì)胞。這些成就的取得，讓細(xì)胞治療成為可能，使細(xì)胞生物治療成為繼手術(shù)和藥物治療之后，極具臨床應(yīng)用價(jià)值的第三類醫(yī)療技術(shù)。

免疫細(xì)胞治療

免疫細(xì)胞與身體免疫力強(qiáng)弱及許多腫瘤的發(fā)生直接相關(guān)，補(bǔ)充免疫細(xì)胞、提升免疫細(xì)胞活力不僅能強(qiáng)身健體，而且還能治療如腫瘤病、免疫缺陷、心肌壞死、股骨頭壞死等各種疾病。腫瘤輔助治療常用的免疫細(xì)胞療法有：細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞（CIK）療法、樹突狀細(xì)胞（DC）療法、DC-CIK細(xì)胞療法、自然殺傷細(xì)胞（NK）療法和以樹突狀細(xì)胞（Dendritic cells， DCs）為基礎(chǔ)的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocyte， CTL）療法等。這些療法都有不錯(cuò)的療效，而且隨著技術(shù)的完善，療效也在不斷地提高。

2011年諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了被譽(yù)為“DC細(xì)胞之父”的加拿大科學(xué)家拉爾夫·斯坦曼，他在2006年就查出胰腺癌晚期。在醫(yī)學(xué)上，晚期胰腺癌的惡化程度高，生存期不會(huì)超過6個(gè)月。然而，斯坦曼教授在接受了以他自己的研究成果“樹突細(xì)胞”（DC）為依據(jù)的細(xì)胞免疫治療后，成功地將生命延長(zhǎng)。DC細(xì)胞與CIK細(xì)胞共培養(yǎng)后，提高了細(xì)胞的增殖速度和殺傷活性，且使其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用更具特異性。DC-CIK細(xì)胞對(duì)于血液、消化、呼吸、泌尿及生殖系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)的腫瘤細(xì)胞均有殺傷作用。

下面，我們介紹一下免疫細(xì)胞療法中涉及到的幾個(gè)關(guān)鍵概念：

DC，DC—CIK細(xì)胞治療流程 1.抽取病人外周血50-60ml——分離單個(gè)核細(xì)胞，體外誘導(dǎo)DC細(xì)胞——DC細(xì)胞負(fù)載腫瘤抗原，通過靜脈回輸給病人或經(jīng)皮下注射——經(jīng)腫瘤抗原負(fù)載DC能刺激自體T細(xì)胞——產(chǎn)生強(qiáng)烈的抗腫瘤免疫應(yīng)答。抗原與自體的淋巴細(xì)胞混合，刺激自體T細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞——將這些細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，通過靜脈回輸給病人——直接殺傷腫瘤細(xì)胞。

DC細(xì)胞治療適用于惡性黑色素瘤、前列腺癌、腎癌、膀胱癌、卵巢癌、結(jié)腸癌、直腸癌、乳腺癌、宮頸癌、各種肺癌、喉癌、鼻咽癌、胰腺癌、肝癌、胃癌等。

DC細(xì)胞作用機(jī)制 在腫瘤免疫中，DC細(xì)胞不能直接殺傷腫瘤細(xì)胞，但能通過識(shí)別腫瘤細(xì)胞的特異性抗原，將其信號(hào)呈遞給具殺傷效應(yīng)的T細(xì)胞來達(dá)到監(jiān)測(cè)、殺滅腫瘤的功能。

DC細(xì)胞應(yīng)用 免疫細(xì)胞治療最激動(dòng)人心的是嵌合抗原受體T細(xì)胞，簡(jiǎn)稱CART。T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)里最兇猛的“獵人”。它們通過自己的受體來感知細(xì)胞表面是否存在特定蛋白質(zhì)的細(xì)胞，以這種方式鎖定受感染細(xì)胞和癌細(xì)胞，然后殺死它們?？茖W(xué)家利用改造的HIV病毒給T細(xì)胞增添了人工重組的能特異識(shí)別腫瘤細(xì)胞的嵌合抗原受體。將經(jīng)改造的CART細(xì)胞回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)后，它一旦發(fā)現(xiàn)特異癌細(xì)胞，不僅會(huì)殺死癌細(xì)胞，而且還會(huì)自身分裂，在體內(nèi)創(chuàng)造出滅癌大軍，徹底治愈癌癥。這種利用免疫細(xì)胞精準(zhǔn)治療的方法給人類最終戰(zhàn)勝腫瘤帶來了希望。

但是CART也存在局限性：主要對(duì)血液部位的腫瘤療效比較好，而且技術(shù)含量高，需個(gè)體定制療法，需要大筆資金。

干細(xì)胞治療

干細(xì)胞治療是另外一個(gè)精準(zhǔn)醫(yī)療的方向，它給人類打開了無限的遐想空間。因?yàn)楦杉?xì)胞是一種年輕的全能型細(xì)胞，可以定向分化為各種成體細(xì)胞，包括精子和卵子。它可以經(jīng)體外大量擴(kuò)增后，再輸?shù)襟w內(nèi)以替代病變、衰老的細(xì)胞，使機(jī)體變得年輕、健康。比如，干細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化為成骨細(xì)胞，修復(fù)骨損傷；干細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化神經(jīng)細(xì)胞，治療高位截癱和老年癡呆等；干細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化為胰島細(xì)胞，根治糖尿??；干細(xì)胞還可以結(jié)合3D打印技術(shù)，制造臟器，在腎臟、膀胱方面都已有所應(yīng)用。

健康長(zhǎng)壽是人類長(zhǎng)期以來的夢(mèng)想。人類的平均壽命從現(xiàn)在的70～80歲，提高到100歲～120歲，需要有新的技術(shù)支持，這個(gè)新技術(shù)可能由干細(xì)胞治療來實(shí)現(xiàn)。胚胎干細(xì)胞、臍帶血干細(xì)胞、臍帶間質(zhì)干細(xì)胞、胎盤干細(xì)胞、皮膚干細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞等都有許多治療應(yīng)用的前景，可以形成數(shù)以千億計(jì)的市場(chǎng)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)。干細(xì)胞在體外長(zhǎng)期培養(yǎng)增殖，數(shù)量可以達(dá)到數(shù)千萬倍。因此，干細(xì)胞制劑可以當(dāng)作像藥物一樣的治療制劑。美國(guó)、加拿大、韓國(guó)已批準(zhǔn)了多個(gè)細(xì)胞制劑，用于治療免疫缺陷癥等疾病。

細(xì)胞治療的倫理

細(xì)胞治療是一種革命性的方法，因此必然還有許多不完善的地方。細(xì)胞是一個(gè)非常復(fù)雜的有機(jī)體，很難有兩個(gè)完全一樣的細(xì)胞，因此，細(xì)胞制劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較難以掌握。異體之間的細(xì)胞輸送會(huì)形成不同基因型個(gè)體，而個(gè)體鑒別、性格分析，都會(huì)是新問題。此外，干細(xì)胞治療在使個(gè)體年輕化成為可能的同時(shí)，因親屬之間衰老不同步以及是否會(huì)有成癮性等問題，也都成了需要面對(duì)的新問題。