基因修復的未來不是夢_風聞

陳霖

解放軍117醫院再生醫學中心副主任

浙江大學細胞生物研究所特聘副教授

我叫陳霖，就職於解放軍117醫院再生醫學中心。02年出國之前，我在北京理工大學當了七年的老師。當時從事的是細胞生物學，人體的原代細胞核、細胞株培養這一塊。在哈佛的時候，我的研究方向是藥物腫瘤學，實際是血液腫瘤這一塊做的更多一些。

所以我在我這個領域做的主要就是“抗癌”和“細胞”。

我們為什麼會衰老？

癌症與衰老密不可分

提起“衰老”，大家都不陌生，每個人都會衰老，從出生到最後，不可避免都會走向衰老。人們為什麼抗拒衰老，甚至恐懼衰老？

原因很簡單，因為衰老就意味着人在不久的將來會死亡。沒有人願意死亡，生命永遠是寶貴的。提到“死亡”，有一種疾病就會在我們腦海中浮現——癌症。談“虎”色變，這是目前大家最害怕得的一種病。這麼多年來，癌症其實一直沒有得到很好的改進治療。

據2015年的官方統計，世界上每年有幾十萬的各種癌症患者離開人世。實際每6秒鐘就會有一個人離開人世。也就是説，我剛剛説話的6秒鐘時間內可能有一個人已經永遠離開我們了，當然我們希望他進的是天堂。

癌症這麼可怕，而且缺乏治療手段，會不會？我只是説也許，人們對癌症的認識可能存在誤差。

認為癌症是一種絕症，得了馬上就要去治療，這個理念是沒有錯的。但是，越來越多的觀念認定，癌症其實是一種慢性病，它本質上和糖尿病、帕金森症沒太大區別。它是可以作為一種慢性病來處理和對待的。我們要做的，不是把癌症完全殺滅掉，而是怎麼樣讓癌症作為一種慢性病，有效控制住它，起到一個帶瘤生存的效果。 癌症其實與衰老密不可分。

這種衰老並不是我們常規意義上的、人體表面上的衰老，而是你的身體機能，內在的衰老，把你身體的平衡打破了。癌細胞其實來源於你的正常細胞，它是你自己的，並非外來。回到衰老這個問題。不同領域對衰老有着不同的定義，本質還是差不多的。生物科學家會説，衰老是你從一個受精卵到成熟，到出生，到成年，到老年，最後逐漸走向死亡的一個過程，衰老過程是一個自發的必然過程。物理學家會説，衰老是一個熵增加的過程。你不斷地走向混亂，最終滅亡的這樣一個情況。

免疫學家會説，衰老是因為你的免疫系統出現了衰老，自我更新循環的能力變弱。社會學家和心理學家則會説，衰老是你老糊塗，愛忘事了；你念舊，愛嘮叨一些以前的事，這是衰老。這些定義終究説明一個事實，衰老是不可逆的，它是一定存在的。這個過程誰都免不了，任何人的一生都會有衰老。我們可以做什麼呢？我們可以延緩這個過程的來臨，可以讓衰老變得更緩慢一些。醫學上的研究結果稱，正常一個人類的生命應該可以到達120歲到150歲。現在，沒有人能活那麼長久。有記錄的最高壽命是110多歲，這還是在一個極端個例的情況下。如何讓我們活到150歲既然理論上我們可以活到150歲，那我們為什麼不去嘗試把這種理論變成現實呢？我們平常所看到的衰老，臉上有皺紋了，有雀斑、有老年斑了，這些都是表面上表現出來的。衰老的本質其實是從微小的基因層面上開始的。

左邊這個圖顯示的是人的染色體。一條一條的，是一對染色體在一起。我想讓大家關注的是，在每條染色體的頂邊，有一些亮點，這些亮點醫學上稱之為“端粒”。端粒的作用是什麼？它是一個“帽子”，它把染色體給保護起來。如果這個“帽子”丟失了，那麼染色體會不斷地縮短。縮短的結果是你的基因不斷丟失。

這個過程，從基因學來説就是人類衰老的過程。可以看到，（上圖）右邊顯示的是一個細胞，細胞中間那個綠色的是細胞核。

當它的端粒丟失以後，染色體不斷在縮短的時候，細胞核周圍形成這種紅色的，我們叫它“凋亡小體”。“凋亡小體”越來越多，細胞的形態隨之發生變化。最終，細胞將出現一種異常的狀態。整個過程叫做“細胞凋亡”，細胞程序性死亡。這是一個典型的細胞衰老的過程。基因的衰老，最後體現在細胞的衰老上。

 

細胞是組成人體的最基本的單位。我們常説的皮膚細胞，心臟心肌細胞，胃腸也有胃腸黏膜細胞、消化細胞，腦子裏是腦神經元細胞，骨髓有各種骨髓幹細胞。其中兩大類細胞對我們抗衰老有着非常重大的意義，一類是幹細胞，一類是免疫細胞。記住這兩種細胞，因為我們很喜歡這兩種細胞。先給大家留個懸念，稍後我會講到。

 

這張圖顯示的是不同層面的衰老情況。人體從單個細胞發展過來，成人也是由不同的細胞組成。同一種細胞聚集在一起，形成組織，如肌肉組織、皮膚組織。不同的組織在一起，構成器官，我們的心臟是一個器官，我們的肺是一個器官。各種器官拼在一起,又形成一個系統。呼吸系統、消化系統、循環系統、泌尿系統、神經系統等等,各個系統組成一個完整的人。所以衰老的整個過程，從基因發起，以細胞為最小單位衰老過來，最終達到人體的整體衰老。你看到了人表現出來的衰老，其實細胞層面的衰老在很早以前就已經發生。 回到最開始的問題，我們怎麼樣去延緩衰老這個過程？

我們一直認為衰老是不可逆的，是必然的，沒錯。但是我們可以把它拉得很長。我想從這三個方面帶給大家提一個建議：

第一是健康飲食

第二是合理作息

第三是醫療保健

醫療保健，將是我們的終極法寶。 談到醫療和抗衰老，我想重點説道一個學科——再生醫學。

再生醫學並不是一個新的理念。所謂再生，就是在我體外再生出一個東西來。它一定是自體的，不是異體的。異體是另外一件事，異體移植。我自己的一個東西，我做出來，再回饋到我個人。這是最通俗的解釋。 在座各位可能看過一些科幻片，甚至一些卡通片裏會有這樣的場景：把原材料放進一台機器，這個機器就會生產出各種組織器官，然後像摘果子似的，可以直接拿到人體上來用。而且這些組織器官是你自己的東西，不會有免疫排斥。 就像機器人一樣，你壞了哪個零件，我給你修哪個零件或者換哪個零件。這只是科幻嗎？不是，它正在逐步成為現實。這就是再生醫學實現的範疇。

再造的奇蹟

可以從三個層面來説這個事情：組織工程、細胞層面的治療和基因治療。

組織工程是很傳統的一種做法，現在已有革新的技術，3D打印技術。細胞層面的治療，就是我目前研究的核心部分。剛才提到的幹細胞治療和免疫細胞治療，我會一一描述。基因治療，是美國總統奧巴馬提出的“精準治療”的一個基石，也是我們在嘗試着去觸摸上帝的禁地，去做一些上帝想做的事情。至於這個嘗試的好壞、倫理上的問題，就留給下一代人去解決。

這張圖給大家展示的，左上角是一個“人造腎”。它是怎麼做出來的呢？把人體內的某種可以轉化成腎臟的細胞，做成腎細胞、腎血管或者其他細胞，再有3D打印完成這樣一個腎器，當然這裏還要有無菌搭配，各種組織搭配。第二個是人造耳朵，這在實驗室裏已經實現了，一個耳廓。第三個是一個人的手指骨。成骨細胞，經3D打印機打印出人造骨骼。這一塊目前還在實驗室階段，因為有很多實際的問題還沒有解決。但是我們走在一條正確的路上。你的某一個器官、某一個組織衰老了，我可以動手術替換它。

 

這是我非常喜歡的一張圖。它是一個人造的豬的肝臟，在體外造的。想要做出人肝來，先得在豬身上做試驗，然後嘗試用人的細胞嫁接到豬的身上，最終嘗試把它打印出來。目的是什麼呢？治療有肝病的人，用他自己的肝細胞。因為在中國，得乙肝的、肝硬化的、肝癌的人太多太多了。這是我們實驗室目前在做的一些工作。在再生醫學範疇之內，基於細胞層面，我們做的一個是“抗腫瘤”，一個是“抗病毒”；另外一個很重要的工作是，延緩衰老方面的機體研究。接下來我會舉幾個例子具體描述一下。

幹細胞是什麼細胞？幹細胞，又被我們稱之為“祖細胞”，或者“母細胞”。它可以分化成各種不同的其他細胞，就像媽媽一樣。圖上顯示，它可以分化為成纖維細胞、血液細胞、上皮細胞、神經細胞、骨骼細胞等。最終分化成不同的組織，不同的器官。這是幹細胞在體內就有的功能。每個人的身體上都有健康活躍的幹細胞存在，那就意味着我們可以在適當的條件下，把它誘導分化成我們想要的組織細胞和器官，以取代我們衰老了的。 如何用幹細胞延年益壽？我從醫學的角度舉幾個例子。老年病中有一種非常嚴重的病，帕金森症。它是腦神經萎縮的表現。因為人的腦神經細胞，在這個人一出生就身體自帶了，它的數量是一定的，不會再增長。它只會不斷地成熟。

當人體衰老的時候，神經元細胞也在不斷地衰老。所以這個人可能會出現記憶衰退、手顫抖等症狀。拳王阿里的手一直是搖着的，搖的很好看，但他是不正常的。如果我可以利用幹細胞，誘導分化成神經元細胞核和神經殼細胞，把它注入病人的骨髓，就有可能誘導它補充新的神經元細胞，修復以前損傷的部位，達到緩解疾病的目的。 第二個例子是關節炎。很多老年人都受關節炎的困擾，年輕人也有，尤其是髖關節股骨頭壞死，這種疾病非常難治，而且很可能是致命的。

老年人骨質疏鬆？我可以把幹細胞誘導分化成成骨細胞，注入他的關節腔裏，它就會在那兒生長出軟骨組織，慢慢地讓你的骨腔長好。

再有一個我現在在做的課題是肝臟治療。我用從骨髓裏提取的骨髓幹細胞，誘導分化成肝細胞，然後把這個肝細胞以介入的方法，打到肝硬化病體的肝組織裏，真的有新的肝細胞奇蹟般地長出來。

當然這個手術有很大的難度，如果打的位置不對，它會分化成成纖維細胞，那麼病體的肝臟反而越來越硬化。所以，這是一把雙刃劍，關鍵看人怎麼去做。 再説免疫細胞，人體免疫力高低是由它來決定的。 

人體有一套淋巴系統，免疫細胞從骨髓中產生，到胸腺、淋巴結裏頭分化成熟。免疫細胞又分T細胞、NK細胞等等。

舉個免疫細胞治病的例子：

這是一個很著名的例子，小女孩艾米莉·懷特海德是個美國人，6歲的時候不幸得了急性白血病，非常殘忍的一種疾病。她試過做化療，這是她放化療以後的圖片。所有治療都無效的情況下，她只能苦苦等待骨髓移植，現階段真正的臨牀應用還只能做異體的骨髓移植。在等待的過程中，艾米莉的病情不斷惡化，已經奄奄一息。實在沒辦法了，科學界給她嘗試了這麼一種方法，就是把她的一種免疫細胞取出來，在體外進行修飾——這個修飾是細胞層面的修飾——做成一種工程細胞，再把這個細胞回輸到她體內。這個做法本身就是一個“死馬當作活馬醫”的權衡計策。細胞回輸後，艾米莉連日高燒不退，昏迷不醒，所有身體指標全部紊亂了。家人也被告知，需要做好送別她的心理準備。這時候，奇蹟發生了。艾米莉醒了，而且很快康復，體內所有指標恢復到正常，癌細胞沒了。

左邊是她現在的照片，現在她還活着。這個女孩能騎馬，能畫畫，還受到了奧巴馬的接見。奧巴馬去年提出來“精準醫療大計劃”，起始原因就是因為這個女孩，她改變了整個世界。 雖然這是一個醫療的例子，但它其實和抗衰老密切相關。由於她的免疫力提高，體內機能得到了很大恢復，所以她抗衰老能力也得到了提高，她可以活的更長了。

 

還有一個例子，這種免疫細胞叫NK細胞。NK細胞有幾大作用：一是清除微小的腫瘤細胞，它可以直接殺腫瘤；另外一個是抗病毒的。

抗擊流感時，體內首先起作用的就是這個細胞；第二天，它會把你的流感病毒殺死；第五天的時候，其他免疫細胞繼續起作用；第七天到第十天，流感病毒降到最低點。實際上，如果你是流感病毒感染，不需要吃藥，到了第七天、第十天，照樣好。吃藥完全是心理安慰。 這個細胞還有一個功能是，它可以清除體內的衰老細胞。你每天都會產生衰老的細胞，甚至產生癌症的細胞。這個細胞就能起到抵禦作用。

這是一張示意圖，顯示了不同年齡階段，通過不同程度的治療，最終在你70歲的時候，完全是不一樣的形象。最後一張圖展示的是“基因修復”。因為一切的起源都來自基因，基因決定一切。現代人可以用一些技術，比如Talens、CRISPR，把體內染色體上的每一個基因精準到切除、添加和屏蔽。在這樣的情況下，我們就有可能在這個基因出問題之前，也就是在疾病爆發之前，及時治療。但這中間有很大的倫理上的問題，所以這條路還很長，很遠。

基因修復的未來不是夢。這是上帝的領域，我們已經插手了，但上帝從來都不是仁慈的上帝。謝謝大家！