互动科普

人类的iPS细胞被培育出来大概是在5年前。从那以后，面向临床试验的研究也在稳步进行，很多患者都盼望着它能在再生医疗、疾病研究以及制药研究方面有所成就。那么，iPS细胞的医疗应用现在究竟进展到什么阶段了？后面我们就会看到，某个使用iPS细胞的再生医疗临床试验已计划在今年进行。

iPS细胞的技术问题不断被攻破

使用iPS细胞的再生医疗中，“癌化的风险”是最大的瓶颈。对于早期的iPS细胞培育方法，很多人指出，原细胞的DNA只要有一点点损伤，就有可能癌化。然而，现在科学家们已经开发出了几种不会损伤DNA的iPS细胞培育方法。

现在，越来越多的人认识到，只要是品质优良的iPS细胞，其安全性与ES细胞是一样的。毋庸否认，相对于ES细胞来说，iPS细胞的品质参差不齐，所以科学家们也在研究，通过什么方法来识别那些品质不好的iPS细胞。

即将迎来首次临床试验的视网膜再生医疗

在解决了众多问题后，它即将迎来世界首次临床试验。这就是日本理化学研究所发育/再生科学综合研究中心的高桥政代博士小组目前正在进行的研究。为了能在2013年开始首次临床试验，他们对“年龄相关性黄斑变性”的治疗，进行了两年的研究。

我们眼睛里的视网膜，从纵剖面上看可以分为里外两层。里面的一层叫视网膜神经感觉层，分布着感光细胞和神经细胞，它们可以产生视觉信号并向大脑传递；外面的一层则是视网膜色素上皮（RPE）层。从正面看，在整个视网膜中，黄斑只占其中极小一块，却是负责感知强光（明视觉）和色觉的视锥细胞最集中的地方，也是视网膜上视觉最敏锐的部位。

如果黄斑附近的RPE细胞发生变性（功能障碍或死亡），那么视网膜的感光成像质量就可能会大大降低，进而严重影响人的视觉。“年龄相关性黄斑变性”就是黄斑病变的一种，病因还不是很清楚，常见于50岁以上的老人，发病后视野中央变暗、变形，视力不断下降，而且整个过程不可逆转，会给患者造成很大的痛苦。

本次试验，计划使用6名重度患者提供的皮肤细胞来培育iPS细胞，然后用该iPS细胞培育出RPE细胞的层片，再把它移植到患者的黄斑部位。RPE组织是单层的，不像其他组织或内脏器官那样，必须用多种细胞构造出多层结构，从技术上来说比较简单。据说，过去研究人员曾经利用ES细胞在动物身上反复研究，很快就顺利地进入了临床试验的阶段。

那么，该临床试验将可能达到什么效果呢？高桥博士介绍说，“恢复程度取决于病情的发展情况。如果放任不管的话，那么最终视力会明显下降；如果移植细胞层片的话，那么视力至少可以维持在0.1左右。如果其安全性得到确认，应用的病例也会增加，对于病情不太严重的患者也可以进行移植，应该会有更好的效果。”

发展到当下的“视网膜再生医疗”的概要

上图是高桥政代博士小组计划在2013年开始的临床试验的概要，试验对象是6名重度“年龄相关性黄斑变性”患者。得了这种病后，人的视野中央部分会变暗或者扭曲。这是由于视网膜中央部分很微小的一块区域（黄斑）的病变造成的。视网膜是由很多层构成的，但是在黄斑部位，向接受光的神经组织层提供营养的RPE细胞发生了变性。

在临床试验中，研究人员取得患者的皮肤，培育iPS细胞（1），然后使它转变为RPE细胞（2），最后做成1.3毫米×1.3毫米大小的片状，移植到患者的黄斑部位（3）。据说如果放任患者的视力不管的话，最后视力会大幅下降，但是如果进行移植的话，可以保持0.1左右的视力。

对脊髓损伤的治疗研究正在稳步进行

为了在2016～2017年间进行临床试验，日本庆应义塾大学医学部的冈野荣之博士的研究组一直在持续进行相关研究。

脊髓是从大脑顺着脊柱延伸出来的神经细胞的轴索（呈细长突起状，是传输电信号的通道）的集合。如果脊髓严重受损的话，电信号无法从受伤处向下传递，身体也就不能动了。

在脊髓受损4周内，如果对患者大量移植可以产生多个神经细胞的“神经干细胞”的话，脊髓受损也是可能被治愈的。但是如果超过4周的话，脊髓组织就会“结痂”（瘢痕化），治疗就困难了。

这时就可以充分利用iPS细胞的特点。据说，根据损伤程度不同，移植需要的神经干细胞的数量也不同，一般大约需要1000万个。只有利用几乎可以无限增殖的iPS细胞，才能得到这么多的神经干细胞。2011年，冈野博士的研究小组使用由人类iPS细胞培育的神经干细胞，成功地治疗了老鼠的脊髓损伤，对猴子的试验性治疗也获得了成功。

但是，这其中还有一些问题没有解决。首先，就是耗时较长。通过皮肤等细胞培育出iPS细胞，再进一步培育出神经干细胞，总共花了将近半年的时间。此外，因为要培育出1000万个细胞，由于其中包含“不能转化为神经干细胞的iPS细胞”的概率增加，最终导致癌化风险加大。对此人们想出了一个解决方法，那就是建立储存纯度较高的神经干细胞的“神经干细胞银行”。

 通过iPS细胞治疗老鼠的脊髓损伤

如果将正常的老鼠（上半部分）弄成脊髓损伤的话，其后腿会残疾（左下部分）。在进行了同样操作后，又移植了由iPS细胞发育而来的神经干细胞的老鼠（右下部分），其后腿却几乎可以正常行动。

（本文发表于《科学世界》2013年第2期）