心智觀察所:獨家對話|朱融融:脊髓損傷修復,讓我深感科技造福人類的力量-心智觀察所、朱融融
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【對話/觀察者網心智觀察所】
脊髓損傷,這一曾令醫學界束手無策的難題,正因一位科學家的突破性研究迎來曙光。同濟大學教授朱融融博士,帶領團隊研發出全球首個可注射神經系統生物材料修復支架。這一技術為全球數百萬的患者點燃了希望。
朱融融博士當選觀察者網2024“年度科創人物·年度領航者”。日前,心智觀察所走進這位“破壁者”的科研世界,聆聽她如何用生物材料書寫生命的韌性。

心智觀察所:首先祝賀朱教授當選本次觀察者網的年度科創人物,您從事納米生物醫藥領域研究多年,我們也瞭解到您實驗室在脊髓損傷修復方面的突破,可不可以請您先從技術層面簡單介紹一下“可注射神經系統生物材料修復支架”?
**朱融融:**這款生物材料,能夠通過促進神經再生,誘導軸突方向性生長重塑神經環路等作用效果,加速脊髓損傷修復進程,其實是打造了一個神經中繼站。講得通俗一點,如果脊髓斷掉,神經網絡就不存在了,大腦發出的電信號也就傳不過去。因此,我們研發出了一種新的生物材料,讓中間斷開的神經連接起來,並促進神經元重新繼續生長,形成一個新的神經網絡,腦部的信號就能通過這個中間橋,傳遞給下游的肌肉和感覺效應器轉化為運動信號,下游的肌肉和感覺效應器的電信號也能夠回傳給腦部。由此,這個人造的“支架”就具備了原生神經器官的功能。
心智觀察所:最初是什麼樣的契機,讓您決定投身於這樣一個很有意義的領域呢?
**朱融融:**一個很偶然的機會,我參加了2016年程黎明老師的重點研發計劃。該計劃主要任務就是攻克脊髓損傷修復難題。我其實最早是做生物材料的,在2016年之前我基本都只是做生物材料的各種設計,更多的是用於抗腫瘤方面,涉及再生的並不多。
從2016年開始介入到脊髓損傷以後,我發現神經科學對我來説更有趣一點,然後就差不多把全部的精力轉入到利用生物材料來促進脊髓損傷的再生修復工作中。
這類工作包含了材料的設計、對脊髓損傷本身病理微環境的解析等等。如果我們要設計一個好的材料,並不是説單純地把這個材料放進脊髓裏就行,而是要根據病理微環境的調控需求對材料進行重新優化和設計,這樣材料不僅能夠調控微環境,而且能夠讓內源的神經幹細胞進行一個有效的分化,這有點像一個學科交叉的過程。
心智觀察所:聽起來這項技術非常困難並且很複雜,您的團隊研發的層狀雙氫氧化物在動物實驗中也已經顯示出了顯著的療效,能不能分享一下您在研究過程中某些難忘的瞬間?
**朱融融:**難忘的瞬間不止一個。第一個是在齧齒類小動物上。我們本來是通過深度學習篩出來的這個材料,在拿這個材料嘗試的時候,對它也沒有抱那麼大的期待,因為很多材料在體外有效,到體內不一定有效。
我們先在齧齒類動物上去試,然後發現這個材料對齧齒類動物的後肢翻掌動作以及整個步態都有一個非常顯效的提高,我覺得那個瞬間非常難忘,因為這證明了我們的研發材料對於齧齒類動物是有用的。後來我們也得到了很多認可,拿到了一些資助。有了資助以後,我們就想到恆河猴上試一試。
當時正好是2021年,過程比較困難,因為在恆河猴上面的實驗比較難做。一開始我們沒有抱太大的希望,因為我們知道很多在齧齒類動物上有效的材料,到了非人靈長類動物身上不一定還有效。
在齧齒類動物上,我們4個星期就能看到材料能幫助小鼠恢復小幅的步態,結果在非人靈長類動物身上,3個月前都沒有看到步態的恢復,我們本來幾乎都要放棄了。到了第四個月的時候,幫助我們養動物的科研機構打來電話,説當時實驗的恆河猴開始能夠行走了,有的走得還很好。這對於我們團隊來説,真的是一個非常振奮的時刻,因為這個材料在非人靈長類的恆河猴上有效,那有可能以後推到臨牀上也是有效的。
心智觀察所:這款材料針對的是脊髓損傷的患者,目前臨牀上是如何治療的?
**朱融融:**在科研過程中,我們會接觸很多疾病,脊髓損傷是我們和臨牀合作的第一個方向。我們國家每年有8-10萬人左右新增的患脊髓損傷疾病,整個患者的人數有300多萬人,其中只有20%不到的患者並不是發生了真正的皮質脊髓束的斷裂,可能只是一定的水腫壓迫,將水腫通過大劑量的激素衝擊,這部分患者是可以獲益的。但是還有82.5%左右的患者,也就是大部分的患者發生了脊髓的實質損傷,這一部分患者目前臨牀上還沒有任何有效的藥物和治療方法,那我們在做的就是用這個中間橋的方式。
脊髓損傷的常見原因是車禍、高空墜落等意外,傳統治療需要做清創,清創的過程就會涉及到椎板的清除,因為有些患者的椎板已經破損,而目前臨牀上沒有這種相關的材料進行修復。其實脊髓損傷的相關材料不僅要求有生物相容性,還需要能誘導神經幹細胞向成熟的神經元去分化。因為神經是一個放電的細胞,材料需要有一定的誘導功能。那這部分的材料的篩選其實也不是那麼容易的,有一定的技術瓶頸。
目前我們用生物材料在恆河猴上做的是急性模型,慢性模型的處理還在探索。初步測試可能會選急性期病人,因為慢性期病人疤痕組織高度聚集。我們也在探索如何通過小分子或其他因子,讓疤痕內的細胞轉歸,再結合酶解等方法疏鬆疤痕,藉助生物材料進行治療。
心智觀察所:您希望自己的研究能為脊髓損傷的家庭和患者帶來什麼樣的改變?
**朱融融:**臨牀病人和家庭都非常痛苦。因為脊椎損傷的患者存活時間挺長的,但是生活質量太糟糕了。他們的手是沒有握力的,胸、腰椎以下包括手部的神經,因為脊髓損傷以它會有瘢痕的擴增,瘢痕組織生成以後會對殘留的神經元,進一步的會誘導神經元的凋亡。像剛剛講的這80%的患者很多都是全癱跟半癱。患者的訴求是最起碼能夠自己坐起來,或者自己下牀,哪怕自己給自己刷個牙,這在治療之前都是做不到的,非常困難。
看到病人的生活情況,我心裏非常難受。如果我們的材料有效,能推動臨牀應用,如果能夠讓病人們重新站起來,我會覺得非常有成就感。
心智觀察所:您在2009年的時候曾經去過美國石溪大學進行學術訪問。作為親歷者,您如何看待中美兩國在生命科學領域創新能力的差異與互補?
**朱融融:**美國的生物醫學的產業發展得比我們早,他們也在持續推動相關科研成果的轉化,美國在生物醫藥方面的科研投入一方面來自於政府,還有一方面來自於願意去做大量研發投入的企業。
我們國家這幾年在生物醫學領域上的科研投入越來越高,一些大的醫療企業也進行了很多科研投入。還有比如像長三角國家技術創新中心這樣的機構,會通過這種創新的撥投結合機制,給我們做最早期的投資,這對我們的成果轉化來説是很重要的支撐。只有大家不斷地去探索別人沒有做過的,但是又有可能轉化的東西,我們國家的醫藥產業才能夠蓬勃發展,並且能夠有一定的超越。
心智觀察所:在您的經歷中,上海給予了很多榮譽,對您的職業發展影響深遠。能説説您為什麼選擇留在上海,以及上海給您帶來了哪些支持嗎?
**朱融融:**我選擇上海很簡單,因為大學就在這裏讀的。在我看來,上海是最自由的城市,目標實現路徑清晰,人才匯聚能力強。畢業後我順利留校,開啓科研生涯。
受上海海派文化與務實精神薰陶,我覺得獲益良多。像我們同濟大學的生科院、醫學院都與醫院臨牀合作緊密。這讓我們能精準把握臨牀問題,科研時會潛意識向可轉化方向調整,也更渴望解決臨牀難題。我還曾入選上海市“晨光計劃” 和“青年科技英才”獎,這些人才計劃資金支持雖不算多,但對科研起步至關重要。從最初嘗試新想法,到後來獲得上海市科委重點項目資金,一路走來,既樹立了科研人員信心,也助力項目發展壯大。

心智觀察所:長三角國創中心支持的生物再生修復材料產業化項目是如何一步步推進的?過程中遇到哪些困難?
**朱融融:**長三角國創中心是我們後來才接觸的,發現他們跟我們以前接觸的社會資本有很大不同,在整個過程中他們會提供全程引導和支持。
長三角國創中心有一個比較好的“項目經理”制度。在論證培育階段,會給項目經理提供30萬人民幣的工作經費,支持我們開展技術、市場和產業調研,過程中,國創中心會帶着我們一起拜訪臨牀專家、醫藥公司,並拜訪CRO、調研幹細胞庫等等。通過深入調研,會進一步明確未來轉化的方向,並整合資源、完善架構、制定研發計劃,並完善商業計劃書,去確保這個轉化是有效的。我們也會增加很多的信心,覺得我們可以走下去,走得更遠。
在項目落地期間,長三角國創中心也會帶着我們去跟政府和園區交流,政府和園區的支持對項目的產業化也非常重要。但作為科研人員,我們以前只是埋頭科研,跟政府沒有那麼多的聯繫,也不知道如何溝通更有效。而這一過程也讓我們學到了很多交流溝通的技巧跟方法,這對我們的幫助非常大。
心智觀察所:您認為生物再生修復材料的應用前景如何?除了脊髓損傷修復,您的研發成果是否還有可能應用於其他疾病領域?
**朱融融:**我們也在開拓其他管線。比如,我們在脊髓損傷小鼠實驗中發現,焦慮狀態下小鼠耳朵兩側的毛髮會變白、脱落,但經神經治療後毛髮能長出且變黑茂密,由此想到毛髮再生的方向。
然後第二個我們想到的管線,可能就是去做自身免疫類疾病、皮膚病之類的,比如説像銀屑病。因為我們這個材料是有免疫調控功能的,所以我們就在想可能用於銀屑病方面也會有一定的效果。而且包括毛髮再生,這種管線做一些微針或者塗抹都可以。相對來説,能夠更快地推向臨牀使用。
心智觀察所:作為一個從事科研工作的大學老師,您為什麼會選擇創業這條路?您如何平衡科學家和創業者這兩個角色?
**朱融融:**我覺得這是一個水到渠成的過程。國家希望科研人員能讓成果落地,大學也提倡科學家做轉化,而不是一味發論文。這是一個好時機。而且,我覺得創業也很有意思。很多人覺得搞科研是在象牙塔裏,但實際上,科研和其他工作沒太大差異,也是需要自驅力的行為。如果覺得這項工作對自己有趣、對別人有益、對社會有正面意義,那就有激情去做,所以其實很多科學家都有創業的想法。
作為創業者,因為是做科研轉化,不同於做供貨商或中間商,所以我需要增加一些公司方面的知識,比如公司法、融資以及管理經驗等。在整合團隊時,我會盡量選擇溝通效率高的人,以降低管理成本。
心智觀察所:創業過程中讓您收穫最大的是什麼?
**朱融融:**一方面,能找到讓科研成果在較短時間內對病人有幫助的途徑,這成為我做科研的動力。另一方面,我認識了很多科研之外的朋友,和他們的思維碰撞讓我很開心,也讓我得到了個人成長。很多科學家都有創業的激情,並不像大家想的那樣,科學家好像就只想埋頭做實驗。其實如果有一個出口,能夠讓我們從實驗室到社會進行快速的轉化,我們很多科研人員都是很有激情的。
心智觀察所:作為一位女性科學家,在科研道路上有沒有特殊的挑戰?
**朱融融:**其實沒有。我經常被問到這個問題,但對我來説,女性和男性在工作和探索上沒有差異,這是腦力工作,和性別無關。我其實相對女性科研工作者説,要忘掉性別,不要想着自己的性別,而是投身於自己的職業。重要的是你是否喜歡它,是否適合它,它是不是你的強項,以及你願不願意為之付出,付出時自己是否開心。
心智觀察所:在旁人看來,您在學業、創業方面似乎都能做到遊刃有餘,能否分享一下其中原因?
**朱融融:**其實我並不覺得遊刃有餘,我也是一直都在努力,一直喜歡學習和嘗試新領域的知識。比如一開始做轉化,跟投資人溝通時,他們問的問題完全超出我的領域,我需要快速學習新領域知識。長三角國創中心也有設置相關課程,讓我受益匪淺,感覺打開了新世界的大門。

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