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中科院遗传发育所戴建武教授:走出科幻,再生医学的应用与前景

“我们希望健康产业的发展能帮助人们在老了,器脏衰退、皮肤老化之后,也能通过再生医学去修复实现更年轻的状态,像汽车4S店一样能够随时修复,这是再生医学的梦想。”

在最新一期复旦管院科技之光大讲堂上,中国科学院遗传与发育生物学研究所再生医学中心主任戴建武教授带来再生医学的最新研究与临床应用成果,学界、业界、政界嘉宾齐聚,多方深度对话探讨再生医学的市场化路径,推动再⽣医学产业化,以科创之力实现造福人类的梦想。

主题演讲

戴建武教授在再生医学基础和转化研究中取得了卓越的成就,领导了包括子脊髓损伤再生修复、子宫内膜再生、卵巢再生、心肌再生、声带再生及肺纤维化再生修复等多个人体组织器官再生修复的临床研究,实现脊髓损伤再生修复、子宫内膜再生及卵巢再生等领域的医学突破,这些原创性成果引领了再生医学的发展。

他以“走出科幻,用再生医学打造人的4S店”为题,为大家介绍了再生医学领域的前沿技术。以下内容精选自现场演讲:

2002年,我在科技盛典演讲的时候写了一篇《120岁不是梦》的文章,我认为120岁对于人类来说是一个极限。但是,我希望更多人能够健康快乐得活到这个岁数。在汽车4S店,买车要换油,轮胎磨平要换,那在人体领域,我希望未来有很多组织器官修复的4S店,这是再生医学的梦想。

再生医学的核心——生物材料

让组织再生,需要一个模拟组织器官发育微环境。这在体外模拟是非常难的,但是生物材料作为一个支架是可以做到这一点。如果我们对生物材料进行修饰,让它能够有特定的细胞结合能力,包括干细胞,那么细胞在空间的位置就可以确定。有了它,就有可能解决体外微环境或者体内微环境重建的问题。

再生医学应用——空鼻症

空鼻症是因为鼻息肉切多了后,空气就直接进入到肺里面,病人会非常难受,因为黏膜对湿度和温度的调节很敏感,病人要用湿毛巾白天和晚上都要捂着睡觉才会感到舒服一点。我们设计了一个“夹心饼干”,中间的材料长软骨,两边长黏膜。在南京鼓楼医院耳鼻喉科做了8例病人的临床,基本上四个月的时候黏膜和软骨就能长好。

再生医学应用——声带修复

在声带修复领域,国际上目前只有一种方法就是取病人的脂肪细胞打入声带,但是往往两三个月以后还得重打,因为细胞死掉了或者跑掉了。所以我们设计了一款胶原支架打在声带上,95%以上的病人都有显著的效果。有一位病人随访了四年,声带都没问题,这种再生修复是真正的永久性修复。

可以确定。有了它,就有可能解决体外微环境或者体内微环境重建的问题。

再生医学应用——膈疝缺损

我们国家大概每年有5000-10000婴儿发育有膈疝缺损,就是胸腔和腹腔之间的膈肌有缺损,会影响肺的发育。我们设计了一个疝气模型,两层膜叠加,粗糙面朝里,中间可以吸收肌肉再生,胸腔和腹腔可以长上皮,这样的话可以阻碍粘连。6月5日,在北京开了临床启动会,希望它能真正地拯救这些新生儿。

再生医学应用——生殖器官修复

膀胱有出生缺陷、肿瘤创伤等问题,目前,膀胱的重建都是用肠道来替代,但是大部分解决不了小膀胱的问题。大家认为膀胱不能再生,但其实用一个好材料、在一个好环境里,是可以再生的。我们设计了一款胶原补片,用它做大鼠的膀胱,经过大约90天,一个完整的膀胱就再生了。

我们国家大概有几百万的年轻女性因为宫腔的粘连或者斑纹化造成不育,这是我们希望解决的问题。2013年,我们开展了临床研究。到现在为止,已经有近百个“再生医学宝宝”出生,其中第一个是2014年7月17日。也因此我们入选了中国CCTV“十大创新人物”。这个产品已经完成了它的临床试验,现在正在准备报证,希望今年年底或者明年初能拿到注册证。

同时,我们也在做阴道再生研究,我在“十三五”期间担任了国家出生缺陷再生修复产品专项项目的首席科学家,主要目的是研发出生缺陷再生修复的产品,很大一部分就是阴道再生。

我们用胶原做成了一根管道,一头是封闭的,一头是朝内的,结构是多层的支架,这里面需要有足够的时间让足够的平滑肌细胞、上皮细胞、神经细胞生长。在这样的环境下,阴道的重建和阴道的再生就可以实现。

再生医学应用——肺再生

肺再生更多的还是依托支架材料+肺再生因子,所以我们设计了跟胶原结合的CBD-HGF的胶原支架。任何一个组织里都有足量的干细胞帮助这个特定组织再生,把瘦素受体特异组合亲和肽,架在支架上,它就可以吸附创伤里面的干细胞过来参与肺的再生,可以看到干细胞的数量明显是大大增加的。

最初在洗肺领域做临床实验,通过接入最后一道洗肺程序帮助肺再生,200例病例中,早期是有一点效果的,比如通气量,很多时候又回去了。这里面有肺容积和炎症因子,在一个月到两三个月是有效的,但是长期来说是无效的。所以我觉得干细胞应用,未来可能要做深入地思考。

再生医学应用——脊髓损伤修复

再生医学领域里最难的问题就是脊髓损伤,脊髓就是后背的一根电缆,它连接大脑和四肢,大脑的运动指令通过它来发射到四肢,四肢的感觉信是通过它来传到大脑。我们设计了一款产品——一个胶原纤维形成的支架,它在脊髓缺损的时候可以形成一个桥梁。从2014年到现在,我们入组了将近120例病人,完成了长达8年半的临床研究。大约60%的患者改善了症状,主要是能感受到冷热,以及大小便的感觉。

我们在脊髓领域里面做了很多底层技术研究,它为我们其他组织器官再生的修复的产品研发提供了底层技术的支持。

再生医学应用——皮肤修复与医美

皮肤再生领域非常难,随着老龄化,随着慢病的增加,这一领域的需求逐步增加。我们做了CBD-PDGF,它是跟胶原结合的,有时候可以非常快得引导皮肤再生。还有一大堆生长因子,皮肤还有很多组织需要用到外周神经。所以我们设计了一款跟胶原结合的NAT-NGF,在创伤里面放上CBD-NGF,可以看到有大量的神经末梢长过来,这个创面就修好了。

通过仿生原理把胶原蛋白和淀粉设计成胶,它在创面的损伤上、黏附上,在液体里面不会掉下来,不会损失它的结合力,可以很快止血和再生,关键是疤痕会显著减少,仿生生物胶未来在皮肤创面的修复也是非常重要的。

我们也在思考怎样帮助皮肤或者其他器官机理再生来实现医美,即再生医美。现在主推这两块产品:I型胶原蛋白,这个胶原蛋白是完整的大分子结构,能够起到物理支撑作用,最后把它制成微球结构,既能保证体内的长期存在,而且能够引导再生。还有一类是II型胶原蛋白,已经完成了初试,将来对于软骨的修复和医美都非常有用的一款产品。

跨界对话

产业发展过程中,研发、管理、政府三方如何协作?陆雄文院长、戴建武教授与天津市西青区委副书记齐中波,围绕“再生医学产业化之路”展开跨界对话——

陆雄文:我们观察过去10年中科创企业的成长发展,有的上市了,有的没了。您2003年就开始自己创业,做了8年的总经理,能不能跟我们简单分享一下经验教训?今天如果再办企业,哪些经验对办企业有好处,哪些经验对做科研有好处,哪些教训是需要避免的?

戴建武:现在回想起来那8年的经历,其实也是一个成长的过程,让我们科学研究方式有了非常大的变化。因为做了企业,你就知道市场要什么,科学家研究以前很多是理想化的,一般的科研是把一件很简单的事情做得复杂化,因为做得越复杂,发表好的文章的概率就会越大。但在企业做过,就会发现一个产品可能不是完美的,但是你抓它有用的东西就行了,剩下的细枝末节的东西不要去管它,如果管它的话,产品永远出不来,这是做转化研究和基础研究的区别。

在产业化过程中也遇到了很多问题,因为医疗器械产品研发成本比药品低得多,所以当时不存在融资问题,但现在融资环境不同,很多LP没了或者少了,投资人的工资也减了,投企业就是看哪个便宜就往哪投。我觉得投资环境、投资项目非常重要,对企业的信心、对后面的融资都很重要。

陆雄文

戴建武

齐中波

陆雄文:我最近一直在观察和总结,哪些城市的科创比较活跃和有成效,哪些地方的科技资源相对集聚,包括社会资本和政府资本。科创需要有市场化网络、国际化网络,以及政府要积极有为。但有一个问题,很多科学家在一个城市做研发后,却跑到其他城市做资金对接、做落地,您怎么看待这个情况?

齐中波:不光是政府,还是企业,还是研发,这都是值得关注的问题。市场配置资源,我觉得这是大原则。但是这里拼的是政策环境、软实力、未来。天津虽然说在生命健康领域有这样的布局,但我们要解决成果转化的几个痛点,这是逾越不了的。

一个就是刚才说的,科学家专注科研,术业有专攻,但是他想成果转化的时候遇到了社会问题怎么办?交给政府。第二,如何跨越第一道死亡之谷的问题,好像市场资金还没有看清楚或者前沿还没有投怎么办?就是要政府来主导解决第一桶金的问题。所以我们专门出台了一系列的政策措施,从50万到1000万的20条政策措施,就是要进入可落地,一旦进入就可落地。所以我们会一个项目一个项目的对接,需要厂房,我们提供厂房;需要土地,我们可以提供土地;需要设备,我们就要融资解决设备的问题,还有流动资金,所以这一系列的政策决定了它能否落地,我们就是在做这样的事。

陆雄文:科学会给人类带来无限美好的想象空间,不仅可以活得长,而且可以活得美丽、健康、有力量。我们也需要政府支持,也需要产业配合,也需要管理来赋能,三方相互真诚真心地合作,一定能共创科创美好的明天!

活动现场,陆雄文院长向戴建武教授颁发复旦大学科创管理研究中心顾问研究员聘任证书。

“对较小器官的微小区域损伤或在组织支架仍完好的器官,使用用基于干细胞的细胞治疗会更适用更简单。”“手术中取出的角膜透镜,未得到有效利用,我们整个团队一直在思考的就是如何把它变'废’为宝。”“科学家怎么从筛选项目到走向临床,并不是说做成了就一定有商业转化价值……”

围绕“再生医学创新转化”这一话题,在浙江⼤学医学院附属第⼀医院原副院长沈晔的主持下,戴建武教授,独步吾奇生物医疗科技(江苏)有限公司董事长、总经理董群,同济大学医学院原院长医学与生命科学部副主任徐国彤,镇江雷⾳再⽣医学科技有限公司研发总监蔡枫,上海软馨生物科技有限公司联合创始人周广东,分别从学界、业界的角度展开讨论。

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