每年，数百万人的生活会因中风而突然且迅速地改变。中风发生时，流向大脑的血管被阻塞，导致神经元死亡。中风是成人致残的主要原因之一，据估计，六分之一的人一生中会经历一次中风。
人类大脑是我们体内最复杂的器官。其精密的细胞结构和神经网络赋予我们语言、记忆和抽象推理能力。但这种复杂性也带来代价：脑组织再生能力极为有限。与皮肤或肝脏组织不同，死亡的神经元很少会被替换。
正因如此，脑损伤成为许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，由大脑特定区域血流中断引发。尽管急诊治疗的进步提高了生存率，但目前尚无疗法能够修复中风造成的神经元损伤。康复训练有助于恢复部分功能，但在许多情况下，中风幸存者会伴随永久性运动和认知障碍生活，同时面临抑郁、痴呆及其他神经退行性疾病风险增加的问题。然而，随着基于干细胞的疗法发展，这一局面可能即将改变。
全新治疗前景
近几十年来，细胞疗法为再生医学开启了新一代治疗方法的大门。这类疗法通过引入能够存活、成熟并最终执行已丧失功能的新细胞，来替换或修复受损组织。这对于影响大脑的疾病尤为重要。尽管潜力巨大，再生医学发展相对缓慢，因为它需要符合不同地区的法规，同时也需要大量资金投入。
20世纪80年代末，瑞典隆德大学医院取得关键先例：安德斯·比约克伦德和奥勒·林达尔领导的团队成功将神经干细胞移植到帕金森病患者大脑中。帕金森病是一种神经退行性疾病，特征是控制身体运动所必需的多巴胺能神经元进行性丧失。
结果令人惊叹：通过替换受损神经元，许多患者恢复了超过十年的运动功能。这些实验首次确凿证明，人类大脑可通过活细胞实现修复。此后，研究不断进步，技术日益精进，欧洲法规建立了严格框架以确保这些疗法的安全性和质量——它们现被归类为先进治疗 medicinal products。目前，全球各地正开展多项临床试验，延续比约克伦德和林达尔的工作，为帕金森病及其他影响大脑的疾病患者带来希望。
中风的独特挑战
尽管这一案例启发了众多研究，但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，而是涉及多种神经元、胶质细胞和血管群体。此外，移植细胞仅在患者大脑中存活是不够的——它们必须实现功能整合。这意味着它们需要延伸轴突（传递神经冲动的延伸部分），并与存活神经元建立突触或适当连接，从而融入脑回路。
这类似于重建一座坍塌的桥梁及其通行交通：连接必须以正确方式建立，信息才能流动。因此，除添加新细胞外，中风的挑战在于有效重新连接大脑。
基因工程的前景
此时，基因工程——现代生物学中最具变革性的技术之一——发挥关键作用。该学科允许对细胞进行改造，使其更有效、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）蛋白的基因整合到移植细胞中。这种神经营养因子促进大脑发育，支持轴突生长和突触形成。目标是促进新神经元在受损大脑中的功能整合，确保移植不仅能填补空缺，更能恢复神经元通信。
伦理考量
基因操作也引发伦理困境，尤其涉及应用界限及其潜在长期影响。例如，前述帕金森病患者的移植曾使用胎儿组织细胞。如今，得益于2012年诺贝尔医学奖得主、日本研究人员山中伸弥发现的诱导多能干细胞（iPS）技术，科学家能够利用患者自身成体细胞生成干细胞。目前，通过皮肤活检在实验室生成iPS细胞已十分普遍。
这避免了与胚胎使用相关的诸多伦理冲突，并降低了免疫排斥风险。因此，问题不再是我们能否改造细胞以修复大脑，而是应采用何种标准、在什么法规下、以何种责任感进行操作。
医学史由一次次对不可能的小胜组成。仅仅几十年前，修复中风损伤大脑的想法还完全不可想象。如今，得益于生物学、基因工程与再生医学的结合，这一构想正开始在实验室中成形。尽管仍有许多挑战有待解决，但每一项新进展都提醒我们一个核心事实：大脑不仅能学习，也能被修复。
作者简介
丹尼尔·托尔内罗·普列托（Daniel Tornero Prieto）为巴塞罗那大学细胞生物学教授兼神经干细胞与脑损伤实验室主任，阿尔瓦·奥尔特加·加斯科（Alba Ortega Gascó）为神经科学博士后研究员，圣地亚哥·拉莫斯·巴托洛梅（Santiago Ramos Bartolomé）为生物技术学家兼生物人类学家。本文经知识共享许可协议授权转载自《对话》（The Conversation），原文链接可查阅。
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