■創(chuàng)新啟示錄

　　10月12日，國際著名期刊《美國科學院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了首都醫(yī)科大學神經(jīng)生物學系和北航生物與工程學院的雙聘教授李曉光團隊的兩篇論文，首次證明了“應(yīng)用生物活性材料激活內(nèi)源性干細胞修復(fù)脊髓損傷”，采用全基因組表達譜分析方法闡明其機理，破解了截癱這一世界性難題。今年10月，路透社就此創(chuàng)新成果專門采訪了李曉光教授，對其科技創(chuàng)新成果的評價是：這是科學家首次證明激活內(nèi)源性神經(jīng)干/祖細胞以促進再生，盡管之前移植外源性神經(jīng)干細胞也可促進一定程度上的再生，但是功能的恢復(fù)相當弱。李曉光教授的研究突破了以往的局限，在脊髓損傷的臨床救治上有積極意義。日前，科技日報記者就此創(chuàng)新技術(shù)及成果未來的應(yīng)用以及目前存在的問題采訪了李曉光教授。

　　以生物新材料為載體

　　修復(fù)脊髓損傷

　　脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是指因直接或間接暴力作用在正常脊髓組織，導(dǎo)致?lián)p傷平面以下各項功能，包括運動、感覺、括約肌和反射等功能障礙，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的嚴重創(chuàng)傷，臨床也稱截癱。數(shù)據(jù)顯示，我國脊髓損傷患者人數(shù)眾多，每年全國脊髓損傷的患者超過12萬人，而慢性脊髓損傷患者約數(shù)百萬或千萬以上。SCI不但會給患者造成終身的殘疾，而且會給家庭及社會帶來沉重的負擔。目前國內(nèi)外臨床尚無任何治療辦法。2010年，美國FDA批準的應(yīng)用胚胎干細胞治療脊髓損傷的臨床試驗，一年后宣布失敗。

　　李曉光教授介紹說，脊髓不能再生的主要原因是成年中樞神經(jīng)損傷局部的微環(huán)境不利于神經(jīng)再生，這是近百年來醫(yī)學界普遍的認識。迄今為止，脊髓損傷修復(fù)是全世界醫(yī)學界高度關(guān)注并投入巨資研究的重大醫(yī)學難題。但近年的研究發(fā)現(xiàn)成年中樞神經(jīng)系統(tǒng)存在處于休眠狀態(tài)的神經(jīng)干細胞，仍然保留有潛在的再生能力。因此，只要通過操作改變損傷局部的微環(huán)境就可能促進脊髓損傷后的再生，這已經(jīng)成為本世紀科學家們最宏大的夢想之一。

　　李曉光教授所帶領(lǐng)的研究團隊從上個世紀80年代開始，在北京市科委重大項目、國家863計劃重大項目和國家自然科學基金重點項目等的支持下，致力于應(yīng)用組織工程修復(fù)脊髓損傷的研究，該團隊通過自主研制的新型生物材料支架實現(xiàn)受控的藥物釋放，將生物活性分子局部遞送到損傷部位，重建疾病過程中丟失的神經(jīng)回路。

　　業(yè)內(nèi)人士認為，這一成果的創(chuàng)新性在于：利用生物材料激活成年動物內(nèi)源性神經(jīng)干細胞，誘導(dǎo)其分化成功能性的神經(jīng)元并與宿主脊髓建立了功能性神經(jīng)環(huán)路，最終導(dǎo)致截癱功能的恢復(fù)，避免了倫理糾紛、免疫排斥并降低了發(fā)生腫瘤的風險，這將是修復(fù)組織器官最理想的辦法。

　　創(chuàng)新技術(shù)“脊髓重建管”

　　獲準進入臨床試驗

　　李曉光教授所領(lǐng)導(dǎo)的團隊前期研究圍繞生物材料支架定向誘導(dǎo)神經(jīng)干細胞向神經(jīng)元分化這一主題，在不同層面上研究了神經(jīng)營養(yǎng)因子與神經(jīng)干細胞相互作用的一系列重要科學問題，從技術(shù)上解決了生物材料長時程緩釋蛋白多肽的問題，成功地應(yīng)用生物材料支架移植修復(fù)成年動物脊髓損傷。實驗結(jié)果證明：以成年大鼠和高等靈長類動物——猴為實驗?zāi)Ｐ停?jīng)過形態(tài)學觀察和電生理學檢測及行為學評價證明，采用自己研制的“脊髓重建管”可以修復(fù)大鼠和猴的脊髓損傷，不但有形態(tài)結(jié)構(gòu)的再生、生理機能的重建，而且有部分行為障礙的改善。

　　李曉光教授的成果首次在世界上證明：通過激活成年動物自體的內(nèi)源性干細胞，并誘導(dǎo)其遷移至損傷區(qū)且分化為功能性的神經(jīng)元來修復(fù)的中樞神經(jīng)損傷，并最終導(dǎo)致功能恢復(fù)。

　　這項研究成果為臨床治療截癱病人提供了創(chuàng)新的思路。該研究成果2010年在國際生物材料學專業(yè)最好的雜志《Biomaterials》連續(xù)發(fā)表四篇文章，并獲國際同行的高度評價，同時，獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局（CFDA）臨床試驗研究批文，并獲四項國家發(fā)明專利的授權(quán)。

　　目前，李曉光研究團隊研制的“脊髓重建管”已經(jīng)通過了中國食品藥品檢定研究院的檢測，各項指標均符合ISO10993的國際標準；制定了產(chǎn)品技術(shù)標準，已經(jīng)具備了開展臨床試驗研究的基礎(chǔ)條件。然而，脊髓損傷的治療與功能重建是一個系統(tǒng)工程，涉及診斷、治療、康復(fù)訓(xùn)練和功能評價等多方面內(nèi)容。

　　成果產(chǎn)業(yè)化期待資金支持

　　脊髓損傷修復(fù)和功能重建，從科學角度看是世界級尚未解決的重大醫(yī)學難題，從醫(yī)學角度看眾多的截癱患者和肢殘患者急需救治。如果脊髓損傷修復(fù)和功能重建，能夠全部或部分首先在我國取得研究進展，特別是在臨床治療方面取得突破，眾多脊髓截癱患者就有可能重新站起來，其社會效益和歷史意義是不可估量的。而且，支持脊髓損傷修復(fù)的生物材料及其技術(shù)，可以形成生物醫(yī)藥領(lǐng)域新的支柱產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生巨大的國內(nèi)、國際市場需求，成果的成功產(chǎn)業(yè)化和推廣將對康復(fù)醫(yī)學產(chǎn)業(yè)和高新醫(yī)用生物材料產(chǎn)業(yè)形成強大的輻射和帶動作用。

　　2013年諾貝爾醫(yī)學或生理學獲得者S·DHOF Thomas C及另外兩位國外同行也給予了積極的評價。他們認為，李曉光團隊的成果令人興奮。在脊髓損傷治療中通過載有神經(jīng)營養(yǎng)素3（neurotrophic factor 3， NT3）的殼聚糖生物材料，緩慢釋放營養(yǎng)素來激活內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生。此外，研究通過基因表達和神經(jīng)功能的分析， 探究了脊髓損傷治療的機理。而且提示出調(diào)動、利用神經(jīng)干/祖細胞的小生態(tài)可能是一條更有希望的途徑，但是到目前為止還未見成功先例。其他國際同行也認為，各種實驗數(shù)據(jù)對脊髓損傷后功能恢復(fù)的分子機理不斷提出質(zhì)疑，其核心原因就是缺乏一個依據(jù)時間分析來判定從脊髓損傷到恢復(fù)期間的病理特征。

　　近年來，李曉光教授團隊重視醫(yī)工結(jié)合，醫(yī)工交叉，研制開發(fā)了脊髓瘢痕定位軟件為臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。李曉光教授團隊正在進行臨床試驗前的相關(guān)研究。他告訴記者，脊髓損傷的治療與功能重建是一個系統(tǒng)工程，涉及診斷、治療、康復(fù)訓(xùn)練和功能評價等多方面內(nèi)容。目前，團隊正面臨床前—0期的一些相關(guān)問題，比如，急性期損傷程度的鑒定——挑選完全性截癱患者作為第一批受試者；慢性脊髓損傷瘢痕范圍的界定開發(fā)軟件；最低有效恢復(fù)的評價標準的制定；康復(fù)方案的制定；3—6例完全性截癱患者的臨床試驗（配合康復(fù)訓(xùn)練，觀察時間為1年）等等。

　　李曉光教授說：“上述問題的解決都急需政府資金和社會資本的大力支持，我期待著有更多的人參與到這一創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進程中，為早日完成臨床應(yīng)用做出努力?！?/p>