100 多项临床试验对用于再生医学的干细胞进行了测试。对于一个饱受道德和政治争议困扰的领域来说，这是一个转折点。

安德鲁·卡西（Andrew Cassy）一直在一家电信研究部门工作，直到2010年被诊断出患有帕金森病，这使得他提前退休。出于对自己所患疾病的好奇（他逐渐将其视为一个工程学问题），他决定自愿参加临床试验。

“我有时间，这是我能为了解这种疾病以及寻找良好治疗方法的过程所贡献的有价值的东西。”他说道。

2024年，他被纳入一项激进的试验项目。那年10月，瑞典隆德的外科医生将源自人类胚胎干细胞（ES细胞）的神经元植入他的大脑。人们期望这些神经元最终能够替代他大脑中一些受损的组织。

这项研究是100多项临床试验中的一项，这些试验旨在探索干细胞在替代或补充因衰弱性或危及生命的疾病（包括癌症、糖尿病、癫痫、心力衰竭以及某些眼部疾病）而受损组织方面的潜力。这与许多不良诊所兜售的未经批准的疗法不同，那些诊所使用的干细胞类型并不能转化为新的组织。

所有这些试验规模都较小，且主要聚焦于安全性。而且仍然存在诸多重大挑战，包括确定哪些细胞最适合用于哪些用途，以及研究出如何绕开对免疫抑制药物的需求——这类药物能防止身体排斥植入的细胞，但会增加感染风险。

尽管如此，这一连串的临床研究标志着干细胞疗法的一个转折点。经过数十年的深入研究（其间不时引发伦理和政治争议），干细胞用于组织再生的安全性和潜力如今正在得到广泛检验。“进展速度十分显著，”缅因州巴尔港杰克逊实验室的干细胞专家马丁·佩拉（Martin Pera）说道，“距离我们首次学会在烧瓶中培养人类干细胞才过去了26年。”

研究人员预计，一些干细胞疗法很快就会进入临床应用。他们表示，针对某些病症的治疗方法可能会在五到十年内成为常规医学的一部分。

寻找来源

卡西的症状最初是在他年仅44岁时，手指出现轻微且持续的震颤。帕金森病特有的运动症状是由大脑黑质中产生多巴胺的A9神经元退化所导致的。用于替代缺失多巴胺的药物是有效的，但存在副作用，包括不受控制的动作以及冲动行为。而且随着病情的发展，药物的疗效会减弱，副作用也会加重。

替换退化的多巴胺能细胞这一想法由来已久。在发育过程中，具有分化成多种细胞类型潜力的多能胚胎干细胞会转变成大脑、心脏、肺等器官的特化细胞。从理论上讲，移植的干细胞可以修复任何受损的组织。

帕金森病很适合用来检验这一理论。1987年，首次此类细胞移植手术在瑞典进行，使用的是来自流产胎儿发育中的大脑的神经元，在当时，这是未成熟神经细胞（即祖细胞）的唯一来源。从那以后，已有400多名帕金森病患者接受了此类移植——结果喜忧参半。许多患者根本没有获益，或者出现了使人衰弱的副作用。但也有其他一些患者病情改善明显，以至于不再需要服用多巴胺能药物了。

一项试验参与者的脑部磁共振成像扫描被用于规划穿刺针将细胞植入的位置。图片来源：《自然》杂志，阿萨·舍斯特伦（Åsa Sjöström）摄

“总体而言，这些研究向我们表明，这种方法是可行的，有时还会带来变革性的效果，”英国剑桥大学的神经病学家罗杰·巴克（Roger Barker）说道，“但我们需要一种更可靠的原材料来源。”

胎儿脑组织无法实现标准化，而且可能还会混杂有注定会发育成错误类型细胞的祖细胞。除此之外，有些人基于伦理或宗教原因反对使用这种材料。巴克还指出，无论如何，往往很难找到足够的此类材料来开展细胞移植手术。

当能够从更可控的来源获取特化细胞时，再生干细胞疗法的前景得到了改善，特别是人类胚胎干细胞，以及后来出现的诱导多能干细胞（iPS细胞）——它是通过对成年细胞进行重编程，使其恢复到未成熟状态而产生的。如今，大量高质量、高纯度且足以应用于临床的特化细胞能够被可靠地生产出来。

哥本哈根大学的干细胞研究员阿格妮特·基尔克比（Agnete Kirkeby）及其同事对全球再生干细胞临床试验的情况进行了调研，截至2024年12月，他们已确定了116项针对一系列疾病获批或已完成的试验。大约半数试验以人类胚胎干细胞作为起始材料。其他研究则使用诱导多能干细胞，要么是现成的，要么是利用个体的皮肤细胞或血细胞生成，以治疗他们自身的病症。其中有12项试验试图利用源自干细胞的产生多巴胺的细胞来治疗帕金森病。

帕金森病的治疗前景

卡西参与的这项由巴克共同牵头的试验，以及由位于马萨诸塞州剑桥市的生物技术公司蓝石医疗（BlueRock Therapeutics）开展的另一项更先进的试验，都给参与者植入了源自人类胚胎干细胞的A9祖细胞。蓝石医疗的试验已经公布了其12名参与者的初步结果。在两年的时间里，该治疗方法已被证明是安全的，并且在接受较高剂量的参与者身上显示出了些许疗效。到目前为止，还没有帕金森病试验报告出现像使用多巴胺能药物以及部分使用胎儿组织的试验中所见到的那种不受控制的运动副作用。

与心脏、胰腺和肾脏等其他器官相比，大脑已被证明是最适合用干细胞进行治疗的器官之一。一个优势在于，大脑在很大程度上受到身体免疫系统的保护，免疫系统会识别并摧毁外来组织。帕金森病试验的参与者只需服用一年免疫抑制剂，以覆盖血脑屏障术后愈合的这段时期。而其他器官试验的参与者通常余生都要服用这类药物。

而且大脑的适应性很强。A9细胞通常位于黑质中，并向前脑的壳核发出投射，在那里释放多巴胺。但神经外科医生经常将祖细胞直接植入壳核，因为从手术操作角度来说这样更容易触及。巴克说，大脑适应胎儿组织以及适应被移植到“错误”位置的细胞的能力“相当巧妙”。

他说，同样值得注意的是一项关于癫痫的研究，在这项研究中，源自人类胚胎干细胞的移植细胞融入了大脑中正确的神经回路。在由位于加利福尼亚州旧金山市的生物技术公司神经元治疗（Neurona Therapeutics）开展的这项临床试验中，外科医生将一种名为中间神经元的未成熟脑细胞移植到了10名患有药物无法控制的癫痫病症的患者大脑中。在接受这种治疗之前，这些参与者癫痫发作非常频繁且病情严重，以至于无法独立生活。

一只植入了源自干细胞的细胞的大鼠大脑被置于冰上，并切成薄片以备分析。在一项针对帕金森病患者正在进行的临床试验获批之前，这些细胞已先在大鼠身上进行了测试。图片来源：《自然》杂志，阿萨·舍斯特伦（Åsa Sjöström）摄

移植一年后，前两名参与者严重癫痫发作的频率几乎降为零，且这一效果已维持了两年。该公司报告称，其他大多数参与者癫痫发作的频率也显著降低了。没有出现重大副作用，也没有认知损伤。去年6月，美国食品药品监督管理局（FDA）授予该疗法快速审批资格，以加快其获得监管批准的进程。

“尽管手术是在全国不同地点开展的，但患者的治疗效果惊人地相似，”加利福尼亚大学旧金山分校的阿诺德·克里格斯坦（Arnold Kriegstein）说道，他是神经元治疗公司的联合创始人之一，“效果非常显著。”

和大脑一样，眼睛也能很好地免受身体免疫系统的影响。基尔克比及其同事确定了29项针对眼部疾病的临床试验，尤其是针对各类年龄相关性黄斑变性的试验。其他器官并不具备同样的免疫豁免权，然而却会引发一些最为棘手的疾病，包括心力衰竭以及1型糖尿病——它是由胰腺中产生胰岛素的胰岛细胞遭到破坏所导致的。

大脑和眼睛之外的情况

针对其他病症的进展较为缓慢。但位于马萨诸塞州波士顿的福泰制药公司（Vertex Pharmaceuticals）开展的一项试验所取得的积极早期结果，让人们对糖尿病治疗燃起了乐观的热情。干细胞生物学家道格拉斯·梅尔顿（Douglas Melton）及其同事于2014年在剑桥市的哈佛大学首次利用人类胚胎干细胞系培育出了有功能的胰岛细胞。如今在福泰制药公司，他正牵头一项针对病情尤为严重的糖尿病患者的试验，使用的是通过类似方法生成的专有胰岛细胞。无论这些细胞被植入身体的哪个部位（在该试验中是肝脏），它们都能发挥作用。据该公司称，在接受全剂量的12名参与者中，有9人不再需要注射胰岛素，另有2人能够减少胰岛素的注射剂量。

“效果如此之好，我既惊讶又高兴，”梅尔顿说道，他在20世纪90年代进入这一领域，当时他尚在襁褓中的儿子被诊断出患有1型糖尿病，“尤其高兴的是看到了它为患者带来的潜力。”

瑞典隆德大学马林·帕尔马（Malin Parmar）的实验室研发出了源自干细胞的替代细胞，用于一项正在进行的试验，该试验试图运用干细胞疗法来替换帕金森病患者受损的组织。图片来源：《自然》杂志，阿萨·舍斯特伦（Åsa Sjöström）摄

心脏已被证明是再生医学领域一个尤为棘手的难题。它是一个由不同细胞类型构成的大型复杂泵体，任何损伤都必须在原位修复。荷兰莱顿大学的干细胞科学家克里斯蒂娜·穆默里（Christine Mummery）是最早于2002年利用人类胚胎干细胞培育出跳动的心肌细胞（即心肌细胞）的研究者之一。但她很快就意识到将其应用于临床会面临多大的挑战，尤其是当她看到在一次移植手术中取出的那颗布满深深疤痕且伴有脂肪堆积的心脏时，她心想：“我们短期内没办法修复那样的心脏。”于是她改变了自己的研究方向，转而去进行疾病建模研究。不过，鉴于全球约有6400万人患有心力衰竭，穆默里表示她很赞赏那些没有放弃的研究者的坚持精神。

洛杉矶市南加州大学凯克医学院的干细胞生物学家查克·默里（Chuck Murry）就是其中之一。在该领域耕耘了近30年后，他希望明年终于能启动一项临床试验，以测试将由诱导多能干细胞生成的未成熟心肌细胞注入中度心力衰竭患者心脏的安全性和可行性。科学家们期望注入的细胞能够发育成熟，进而使心脏重新长出肌肉，为心脏提供额外的跳动力量。

他说，过去这几十年里出现过一些令人极度紧张的时刻，当时看起来这种方法可能根本行不通。而且，有人对一些心脏干细胞研究工作的可靠性提出了质疑。这类丑闻“让我们倒退了大概五年时间”。

肾脏的要求则更高。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）的首席执行官梅利莎·利特尔（Melissa Little）表示，鉴于肾脏内部结构错综复杂，其面临的挑战“甚至比心脏还要难上一个数量级”。她说，攻克这一难题需要干细胞生物学家和工程师之间展开合作，而目前这一交叉领域“仍相当初级”。然而，医疗方面对此的需求却十分巨大：“仅在美国就有超过10万人在等待肾脏移植，但只有四分之一的人能够等到。”

在临床研究一个发展尤为迅速的领域，由多能干细胞生成的免疫细胞正被用于对抗癌症。有23项试验正在测试源自这些干细胞的T细胞或自然杀伤细胞治疗一系列癌症的潜力，这种方法可能比当下基于细胞的免疫疗法更快且成本更低。中期报告显示，这些治疗方法是安全且可耐受的，在某些情况下还极为有效，部分参与者实现了完全缓解。

选择合适的细胞

人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞究竟哪种更适合作为细胞疗法的原材料，这是一个悬而未决的重大问题。“从功能角度来看，二者并没有明显区别，”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）说道，他为一项大型黄斑变性试验培育出了特化细胞。

早期的试验使用的是人类胚胎干细胞来源，尽管围绕利用人类胚胎存在政治争议，因为当时诱导多能干细胞来源还尚未出现。细胞重编程方法于2006年首次被研发出来。许多科学家仍然更倾向于使用人类胚胎干细胞，因为它们是受操作最少的多能细胞类型；从理论上讲，对成年细胞进行重编程可能会将诱发癌症的突变引入基因组中。“一旦你选择使用诱导多能干细胞，你就给患者增加了额外的风险，”基尔克比说道。

但许多科学家认为癌症风险更多是理论上的，而非实际存在的。在移植前会对重编程细胞的基因组进行检查，查看是否存在危险的变异，而且在针对重编程细胞开展的动物或人类研究中，尚未有癌症病例被记录在案。

大多数较新的研究都将诱导多能干细胞作为原材料，部分原因是在一些国家，围绕人类胚胎的伦理敏感性问题依然很突出。在美国，人们担心政治环境可能会突然变得不利于使用源自人类胚胎干细胞的治疗性细胞。“政策很重要，”默里说道，过去20年里他一直主张，利用废弃胚胎来帮助在世的人要比将其丢弃更符合伦理道德。但当他8月份从西雅图的华盛顿大学转至凯克医学院时，他借机改用了源自诱导多能干细胞的细胞。“既然我们有机会重新开始，我就想：我为什么还要继续为胚胎干细胞的事抗争呢？”

防止移植细胞被排斥仍然是一个亟待解决的问题。由诱导多能干细胞或人类胚胎干细胞生成的现成通用细胞系可以随时方便地使用，但需要进行免疫抑制治疗。使用从个人自身经过重编程的皮肤或血细胞定制的细胞则可避免这一需求，但生产这类细胞极其昂贵，而且耗时数周。不过，或许还有其他方法来避免使用免疫抑制剂。对细胞进行基因编辑，使其在免疫系统面前更具隐蔽性，这是一种方法。另一种方法则是对细胞进行物理防护。例如，糖尿病研究人员正尝试将胰岛细胞封装在由生物相容性、半透性材料制成的胶囊内。像葡萄糖和胰岛素这样的小分子能够透过这类材料，但大型免疫细胞则无法通过。 

随着这些疗法不断接受检验，科学家们正在努力扩充他们的细胞种类储备。例如，产生多巴胺的A9神经元并非导致帕金森病所有症状的原因，帕金森病症状还可能包括与使用乙酰胆碱作为神经递质的神经元退化相关的认知能力下降。科学家们已开始对这类源自干细胞的神经元进行测试。

要衡量干细胞对于再生医学的真正价值还需要时间。但卡西很高兴能参与到这项努力当中。“这是研究，我们不知道结果会怎样，”他说，“但我满怀信心、毫无疑虑地走进了手术室。”