21世纪以来，干细胞因被发现有治疗心脏病、糖尿病、帕金森、癫痫、眼疾和癌症等顽疾的潜能而备受医学界青睐。

但技术从设想到落地并非短期可成，究竟何时干细胞疗法才能惠及大众？近日，国际顶级期刊《Nature》回答了这个问题：在克服诸多挑战之后，我们距离干细胞进入临床已经很近了，可能就在未来的5-10年内。

△文章刊登于《Nature》（影响因子：50.5）

以下为原文摘编：

安德鲁·凯西，原是电信领域研究员，却因在2010年被诊断帕金森，不得不提前退休。2024年，他参与了一项“激进”的实验——当年10月，瑞典隆德的外科医生会将源自人胚胎干细胞（ES细胞）的神经元植入他的大脑， 去尝试取代他脑袋中受损的部分。

包括这一实验在内，世界上探索干细胞治疗糖尿病、癫痫、心力衰竭，甚至癌症等严重疾病潜力的实验已有百余项，尽管规模尚小，且主要探索验证疗法的安全性。

但这一系列临床研究依旧标志着干细胞疗法的转折点，它指向：历经数十年的深入研究，越过此起彼伏的伦理与政治争论，如今干细胞在组织再生领域的安全性与潜力正接受广泛检验。

美国杰克逊实验所的干细胞专家马丁·佩拉说：“这个研究速度是惊人的。从人类首次学会在烧瓶中培养人类干细胞到现在才过去仅仅26年。”

有研究人员预计一些干细胞疗法将很快进入临床试验。他们说，对某些疾病的干细胞疗法可能会在5到10年内成为医学的一部分。

凯西的病始于44岁，他的手指总会不受控制地轻微震颤。

这是帕金森的典型症状之一，其根源在于大脑黑质中产生多巴胺的神经元——名为A9细胞——退化导致的。用药物替代缺失的多巴胺虽一时有效，但却存在副作用，包括引发不受控制的动作和冲动行为等，且随着病情的发展，药物疗效减弱，副作用也会加剧。

△帕金森病患病特征

替换多巴胺神经元的想法由来已久，在发育过程中，具有多向分化潜能的胚胎干细胞可分化为脑、心、肺等特化细胞，因此在理论上，利用干细胞可以修复任何受损的组织。

帕金森研究为验证这一想法提供了契机。早在1987年，瑞典就曾用终止妊娠胎儿大脑中的神经元——当时这是未成熟或祖神经细胞的唯一来源——移植给帕金森患者，到今天，共有400名帕金森患者接受了该种疗法，结果好坏各半，有的人恍然新生，无需再服用多巴胺能药物，有的人却并无起色。

英国剑桥大学的神经学家罗杰·巴克对此评论道：“总的来说，研究表明这种方法是有效的、甚至是革命性的。但我们还需要更可靠的‘原材料’。”

因为可供使用的胎儿脑组织非常稀少，无法实现标准化，并有概率发育成错误类型的细胞。更重要的是，从道德或宗教角度出发，这种疗法势必会遭到许多人反对。

所以直到人类胚胎干细胞（ES细胞）与诱导多能干细胞（iPS细胞）出现，再生干细胞疗法的前景才显得夺目起来。尤其是后者，对成年细胞进行重编程后，即可获得类似胚胎干细胞的未成熟状态，即iPS细胞。如今，已能生产大量特化细胞，其质量及纯度都足够临床使用。

丹麦哥本哈根大学的干细胞研究院阿格尼特·柯克比和同事调查了世界范围内利用干细胞进行临床试验的情况，截止2024年12月，他们筛选出116项已获批或完成的实验（涵盖多种疾病），其中，约一半的试验以人ES细胞为原料，其余则为iPS细胞，其中有12项试验尝试利用干细胞衍生相关细胞以治疗帕金森。

△瑞典隆德斯科讷大学医院 （Skåne University Hospital）的一个团队准备了一根针头，用于将细胞移植到人的大脑中，以治疗帕金森氏症。图片来源：Åsa Sjöström for Nature

凯西参与的就是其中一项，研究者会向他提供源自人ES细胞的A9祖细胞。另一项由美国蓝石医药公司开展的研究也运用了类似的方法，他们在近期报告中提到了12名参与者的初步结果，两年来，这种疗法已被证明是安全的，且在接受较高剂量的患者中显示出疗效，到目前为止，这种帕金森病实验尚未报告患者出现不受控动作等副作用。

△隆德大学的研究人员从干细胞中培养出能产生多巴胺的神经元

与此同时，由于大脑在很大程度上不受人体免疫系统的影响。帕金森病试验的参与者只需要接受一年的免疫抑制剂，便可保证术后血脑屏障的愈合，而其他器官实验参与者通常需要终身服药。

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同样值得注意的是一项关于癫痫的研究，在加州旧金山生物技术公司Neurona Therapeutics的临床实验中，外科医生将干细胞来源的未成熟中间神经元移植到10名药物难治性癫痫患者脑中，这些患者在接受治疗前癫痫反复发作，生活无法自理。

而在接受移植后一年，两名参与者的严重癫痫发作频率几乎降至零，且效果已经维持了两年。大多数其他参与者的癫痫发作频率也显著降低。该公司报告称：这一疗法无明显的副作用，也不会造成认知损伤。

△首例接受治疗的患者癫痫发作次数比基线降低95%以上（图片来源：Neurona官网）

基于这些数据，美国食品和药物管理局授予该疗法快速通道资格，以加速审批流程，加州大学旧金山分校的阿诺德·克里格斯坦作为Neurona Therapeutics的联合创始人表示：“尽管试验在不同地点进行，但患者结果相近，疗效显著”。

福泰制药（Vertex Pharmaceuticals）的一项试验则为糖尿病治疗带来了希望。

干细胞生物学家道格拉斯·梅尔顿（Douglas Melton）及其团队于2014年在哈佛大学成功研制出首个源自人类胚胎干细胞系的功能性胰岛细胞，如今在福泰制药，梅尔顿尝试制备专有的胰岛细胞去治疗重症糖尿病患者。

据公司称：接受全剂量治疗的12名患者中，有9名已经无需注射胰岛素，还有两人已减少注射量。梅尔顿表示：“效果之好令我惊讶且欣喜，尤其是对患者展现出的潜力。”他自20世纪90年代进入该领域，当时他的小儿子刚刚被确诊患有1型糖尿病。

△VX-880胰岛细胞疗法的1/2期FORWARD临床研究的新数据在美国糖尿病协会®（ADA）第84届科学会议的研讨会上公布

心脏对再生医学而言是另一大挑战，心脏由不同细胞类型构成，复杂且庞大，一旦受损都必须在原位修复。2002年，荷兰莱顿大学的干细胞科学家克里斯蒂娜·马默里是第一批从人胚胎干细胞中培养出跳动心肌细胞的科学家之一，然而引入临床后她才发现，这件事有多么具有挑战性。

但即使困难重重，这一领域的研究也从未停止过。来自美国南加州大学凯克医学院的干细胞生物学家——查克·默里已经在该领域耕耘了近30年，如今他正为明年的临床试验准备着，以测试iPS细胞产生的未成熟心肌细胞注射到中度心力衰竭患者心脏中的安全性和可行性。科学家们希望注入的细胞能够成熟并使心脏重新肌肉化，从而为心脏提供额外的泵血动力。

△诱导多能干细胞（iPS细胞）衍生的CM和基质细胞共同构建“心脏贴片”，可重塑心肌

由多能干细胞衍生的免疫细胞也正用于癌症的靶向治疗。目前有23项试验正在测试这些来源的T细胞或NK细胞治疗癌症的潜力。这种方法比当前的细胞免疫疗法更快且更经济。中期报告显示，这种疗法安全性及患者耐受性良好，且在某些情况下疗效显著，部分参与者癌症达到了临床治愈。

除了上述研究外，哥本哈根大学的柯克比和她的同事发现了29项眼部疾病的临床实验，尤其是与年龄相关的黄斑变性。研究人员通常会将干细胞培养成视网膜色素上皮细胞，随后移植到患者眼内。结果显示，这些细胞能替代受损的视网膜组织，部分患者的视力得到了显著提升。

△日本研究者还利用iPS细胞衍生角膜薄片，拯救视力障碍患者

还有部分研究者尝试构建肾脏，但哥本哈根大学国际干细胞研究中心诺和诺德基金会干细胞医学中心（reNEW）首席执行官梅丽莎·利特尔坦言：由于肾脏结构错综复杂，其挑战“比心脏还要高个量级”。

然而肾脏再生治疗的需求巨大，仅在美国就有超过10万人等待肾脏移植，而最终仅四分之一的人能获得移植。利特尔认为：解决这些挑战需要干细胞生物学家与工程师通力合作，截至目前，该交叉领域“尚处于初级阶段”。

那么人类ES细胞与iPS细胞之间，何种更适合作为细胞治疗的原料呢？

耶路撒冷希伯来大学的干细胞生物学家本杰明·鲁比诺夫（Benjamin Reubinoff）认为：“从功能上看，两者并无差异。”

△经过诱导生成的iPSC与ESC相当类似，都具有出色的多向分化潜能与“发育全能性”

不过由于人类胚胎研究的伦理敏感性，近期多数研究都会偏向于iPS细胞。尽管里面存在不和谐之音——有科学家担心重编程有额外基因风险，然而，这可能只是假设而非现实，至今的动物或人类研究中都未出现相关病例。

默里说：“政策起到至关重要的作用，过去20年我始终坚信，把被抛弃的胚胎用于救人，是比简单丢弃更贴合伦理的选择，如今我开始转向iPS细胞——既然迎来了全新的开始，我们为何还要在胚胎干细胞这一议题上继续挣扎？”

此外，防止移植细胞排斥也是个紧迫的问题，由iPS细胞或人ES细胞产生的通用型细胞系支持随时使用，但现阶段仍需要搭配免疫抑制治疗，使用由自身细胞重编程的iPS细胞可以规避这一需要，但不可避免地需要耗费更多成本与时间。

如今，研究者正在尝试让通用细胞系逃离免疫细胞的“追击”，比如基因编辑，又或是“封装”细胞提供保护，从而让患者摆脱免疫抑制剂。

△封装设备（Encaptra）和胰腺内胚层祖细胞产品（PEC-01）的组合

总的来说，要全面评估干细胞于再生医学中的价值，还要时间去检验。但凯西仍自己参与帕金森实验感到欣喜，他说：“这是一项探索性的研究，谁也不知道结果会怎样，但当我进入手术室时，我满怀希望，且毫无畏惧。”