每年,数百万人的生活会因中风而骤然改变——当流向大脑的血管发生阻塞时,神经元大量死亡。中风是成人致残的主要原因,据估计六分之一的人一生中会遭遇中风。
人类大脑是我们身体中最复杂的器官。其精密的细胞结构和神经网络赋予我们语言、记忆和抽象思维能力。但这种复杂性也带来代价:脑组织再生能力极其有限。不同于皮肤或肝脏组织,死亡的神经元极少能被替代。
正因如此,脑损伤成为众多年龄相关疾病的根源。其中最严重且常见的是缺血性中风,即大脑特定区域血流中断所致。尽管急诊治疗的进步提高了存活率,但目前尚无疗法能修复中风造成的神经元损伤。
康复治疗可恢复部分功能,但许多中风幸存者仍长期面临运动与认知障碍,以及抑郁、痴呆等神经退行性疾病风险升高的困扰。然而,基于干细胞的疗法发展可能即将改变这一局面。
全新治疗前景
近几十年来,细胞疗法为再生医学开辟了新一代治疗途径。这类疗法通过植入能存活、成熟并执行受损功能的新细胞,实现组织修复或替换。
这对脑部疾病尤为重要。尽管潜力巨大,再生医学发展相对缓慢,因其需符合各地区法规且需要巨额资金投入。
1980年代末期,瑞典隆德大学医院的安德斯·比约克伦德和奥勒·林达尔团队成功将神经干细胞移植到帕金森病患者脑中。帕金森病是一种以控制身体运动的多巴胺能神经元进行性丧失为特征的神经退行性疾病。
实验结果令人惊叹:通过替换受损神经元,许多患者运动功能恢复并维持十余年。这些实验首次确证人类大脑可通过活细胞实现修复。
此后研究持续推进,技术日益精进,欧洲法规建立了严格框架确保治疗安全与质量,此类疗法现被归类为先进治疗医药产品。目前全球多项临床试验延续比约克伦德和林达尔的工作,为帕金森病及其他脑部疾病患者带来希望。
中风的特殊挑战
尽管该案例启发了众多研究,中风与帕金森病面临不同挑战。缺血性损伤通常范围更广,且不仅影响单一细胞类型,而是波及多种神经元、胶质细胞和血管。
此外,移植细胞仅在患者脑内存活远远不够——必须实现功能性整合。这意味着它们需延伸轴突(传递神经冲动的突起)并与存活神经元建立突触连接,融入脑神经回路。
这如同既要重建坍塌的桥梁,又要恢复通行的车流:必须建立正确的连接才能保障信息流通。因此,中风治疗的挑战不仅是添加新细胞,更要有效重建大脑连接。
基因工程的前景
此时,作为现代生物学最具变革性的技术之一,基因工程开始发挥关键作用。该技术可改造细胞,使其更高效、更具抵抗力或更易融入受损组织。
在我们的研究中,已将编码BDNF(脑源性神经营养因子)蛋白的基因植入移植细胞。这种神经营养因子促进脑发育,助力轴突生长和突触形成。目标是促进新神经元与损伤脑组织的功能性整合——确保移植不仅填补空缺,更能恢复神经元通讯。
伦理考量
基因改造也引发伦理困境,尤其涉及应用边界和潜在长期影响。例如前述帕金森病患者的移植使用了胎儿组织。
如今,得益于2012年诺贝尔医学奖得主山中伸弥发现的诱导多能干细胞(iPS),科学家能从患者自体成体细胞生成干细胞。实验室通过皮肤活检生成iPS细胞已十分普遍。
这规避了胚胎使用的诸多伦理争议,并降低免疫排斥风险。因此问题已非"能否改造细胞修复大脑",而是"依据何种准则、在什么监管下、以何种责任进行"。
医学史由无数对抗"不可能"的小胜利铸就。数十年前,修复中风损伤大脑的构想还被认为天方夜谭。如今,生物学、基因工程与再生医学的融合正使这一愿景在实验室中初具雏形。尽管诸多挑战待解,但每项新进展都印证着一个核心事实:大脑不仅能学习,更能被修复。
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