基因修复的未来不是梦_风闻

陈霖

解放军117医院再生医学中心副主任

浙江大学细胞生物研究所特聘副教授

我叫陈霖，就职于解放军117医院再生医学中心。02年出国之前，我在北京理工大学当了七年的老师。当时从事的是细胞生物学，人体的原代细胞核、细胞株培养这一块。在哈佛的时候，我的研究方向是药物肿瘤学，实际是血液肿瘤这一块做的更多一些。

所以我在我这个领域做的主要就是“抗癌”和“细胞”。

我们为什么会衰老？

癌症与衰老密不可分

提起“衰老”，大家都不陌生，每个人都会衰老，从出生到最后，不可避免都会走向衰老。人们为什么抗拒衰老，甚至恐惧衰老？

原因很简单，因为衰老就意味着人在不久的将来会死亡。没有人愿意死亡，生命永远是宝贵的。提到“死亡”，有一种疾病就会在我们脑海中浮现——癌症。谈“虎”色变，这是目前大家最害怕得的一种病。这么多年来，癌症其实一直没有得到很好的改进治疗。

据2015年的官方统计，世界上每年有几十万的各种癌症患者离开人世。实际每6秒钟就会有一个人离开人世。也就是说，我刚刚说话的6秒钟时间内可能有一个人已经永远离开我们了，当然我们希望他进的是天堂。

癌症这么可怕，而且缺乏治疗手段，会不会？我只是说也许，人们对癌症的认识可能存在误差。

认为癌症是一种绝症，得了马上就要去治疗，这个理念是没有错的。但是，越来越多的观念认定，癌症其实是一种慢性病，它本质上和糖尿病、帕金森症没太大区别。它是可以作为一种慢性病来处理和对待的。我们要做的，不是把癌症完全杀灭掉，而是怎么样让癌症作为一种慢性病，有效控制住它，起到一个带瘤生存的效果。 癌症其实与衰老密不可分。

这种衰老并不是我们常规意义上的、人体表面上的衰老，而是你的身体机能，内在的衰老，把你身体的平衡打破了。癌细胞其实来源于你的正常细胞，它是你自己的，并非外来。回到衰老这个问题。不同领域对衰老有着不同的定义，本质还是差不多的。生物科学家会说，衰老是你从一个受精卵到成熟，到出生，到成年，到老年，最后逐渐走向死亡的一个过程，衰老过程是一个自发的必然过程。物理学家会说，衰老是一个熵增加的过程。你不断地走向混乱，最终灭亡的这样一个情况。

免疫学家会说，衰老是因为你的免疫系统出现了衰老，自我更新循环的能力变弱。社会学家和心理学家则会说，衰老是你老糊涂，爱忘事了；你念旧，爱唠叨一些以前的事，这是衰老。这些定义终究说明一个事实，衰老是不可逆的，它是一定存在的。这个过程谁都免不了，任何人的一生都会有衰老。我们可以做什么呢？我们可以延缓这个过程的来临，可以让衰老变得更缓慢一些。医学上的研究结果称，正常一个人类的生命应该可以到达120岁到150岁。现在，没有人能活那么长久。有记录的最高寿命是110多岁，这还是在一个极端个例的情况下。如何让我们活到150岁既然理论上我们可以活到150岁，那我们为什么不去尝试把这种理论变成现实呢？我们平常所看到的衰老，脸上有皱纹了，有雀斑、有老年斑了，这些都是表面上表现出来的。衰老的本质其实是从微小的基因层面上开始的。

左边这个图显示的是人的染色体。一条一条的，是一对染色体在一起。我想让大家关注的是，在每条染色体的顶边，有一些亮点，这些亮点医学上称之为“端粒”。端粒的作用是什么？它是一个“帽子”，它把染色体给保护起来。如果这个“帽子”丢失了，那么染色体会不断地缩短。缩短的结果是你的基因不断丢失。

这个过程，从基因学来说就是人类衰老的过程。可以看到，（上图）右边显示的是一个细胞，细胞中间那个绿色的是细胞核。

当它的端粒丢失以后，染色体不断在缩短的时候，细胞核周围形成这种红色的，我们叫它“凋亡小体”。“凋亡小体”越来越多，细胞的形态随之发生变化。最终，细胞将出现一种异常的状态。整个过程叫做“细胞凋亡”，细胞程序性死亡。这是一个典型的细胞衰老的过程。基因的衰老，最后体现在细胞的衰老上。

 

细胞是组成人体的最基本的单位。我们常说的皮肤细胞，心脏心肌细胞，胃肠也有胃肠黏膜细胞、消化细胞，脑子里是脑神经元细胞，骨髓有各种骨髓干细胞。其中两大类细胞对我们抗衰老有着非常重大的意义，一类是干细胞，一类是免疫细胞。记住这两种细胞，因为我们很喜欢这两种细胞。先给大家留个悬念，稍后我会讲到。

 

这张图显示的是不同层面的衰老情况。人体从单个细胞发展过来，成人也是由不同的细胞组成。同一种细胞聚集在一起，形成组织，如肌肉组织、皮肤组织。不同的组织在一起，构成器官，我们的心脏是一个器官，我们的肺是一个器官。各种器官拼在一起,又形成一个系统。呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统、神经系统等等,各个系统组成一个完整的人。所以衰老的整个过程，从基因发起，以细胞为最小单位衰老过来，最终达到人体的整体衰老。你看到了人表现出来的衰老，其实细胞层面的衰老在很早以前就已经发生。 回到最开始的问题，我们怎么样去延缓衰老这个过程？

我们一直认为衰老是不可逆的，是必然的，没错。但是我们可以把它拉得很长。我想从这三个方面带给大家提一个建议：

第一是健康饮食

第二是合理作息

第三是医疗保健

医疗保健，将是我们的终极法宝。 谈到医疗和抗衰老，我想重点说道一个学科——再生医学。

再生医学并不是一个新的理念。所谓再生，就是在我体外再生出一个东西来。它一定是自体的，不是异体的。异体是另外一件事，异体移植。我自己的一个东西，我做出来，再回馈到我个人。这是最通俗的解释。 在座各位可能看过一些科幻片，甚至一些卡通片里会有这样的场景：把原材料放进一台机器，这个机器就会生产出各种组织器官，然后像摘果子似的，可以直接拿到人体上来用。而且这些组织器官是你自己的东西，不会有免疫排斥。 就像机器人一样，你坏了哪个零件，我给你修哪个零件或者换哪个零件。这只是科幻吗？不是，它正在逐步成为现实。这就是再生医学实现的范畴。

再造的奇迹

可以从三个层面来说这个事情：组织工程、细胞层面的治疗和基因治疗。

组织工程是很传统的一种做法，现在已有革新的技术，3D打印技术。细胞层面的治疗，就是我目前研究的核心部分。刚才提到的干细胞治疗和免疫细胞治疗，我会一一描述。基因治疗，是美国总统奥巴马提出的“精准治疗”的一个基石，也是我们在尝试着去触摸上帝的禁地，去做一些上帝想做的事情。至于这个尝试的好坏、伦理上的问题，就留给下一代人去解决。

这张图给大家展示的，左上角是一个“人造肾”。它是怎么做出来的呢？把人体内的某种可以转化成肾脏的细胞，做成肾细胞、肾血管或者其他细胞，再有3D打印完成这样一个肾器，当然这里还要有无菌搭配，各种组织搭配。第二个是人造耳朵，这在实验室里已经实现了，一个耳廓。第三个是一个人的手指骨。成骨细胞，经3D打印机打印出人造骨骼。这一块目前还在实验室阶段，因为有很多实际的问题还没有解决。但是我们走在一条正确的路上。你的某一个器官、某一个组织衰老了，我可以动手术替换它。

 

这是我非常喜欢的一张图。它是一个人造的猪的肝脏，在体外造的。想要做出人肝来，先得在猪身上做试验，然后尝试用人的细胞嫁接到猪的身上，最终尝试把它打印出来。目的是什么呢？治疗有肝病的人，用他自己的肝细胞。因为在中国，得乙肝的、肝硬化的、肝癌的人太多太多了。这是我们实验室目前在做的一些工作。在再生医学范畴之内，基于细胞层面，我们做的一个是“抗肿瘤”，一个是“抗病毒”；另外一个很重要的工作是，延缓衰老方面的机体研究。接下来我会举几个例子具体描述一下。

干细胞是什么细胞？干细胞，又被我们称之为“祖细胞”，或者“母细胞”。它可以分化成各种不同的其他细胞，就像妈妈一样。图上显示，它可以分化为成纤维细胞、血液细胞、上皮细胞、神经细胞、骨骼细胞等。最终分化成不同的组织，不同的器官。这是干细胞在体内就有的功能。每个人的身体上都有健康活跃的干细胞存在，那就意味着我们可以在适当的条件下，把它诱导分化成我们想要的组织细胞和器官，以取代我们衰老了的。 如何用干细胞延年益寿？我从医学的角度举几个例子。老年病中有一种非常严重的病，帕金森症。它是脑神经萎缩的表现。因为人的脑神经细胞，在这个人一出生就身体自带了，它的数量是一定的，不会再增长。它只会不断地成熟。

当人体衰老的时候，神经元细胞也在不断地衰老。所以这个人可能会出现记忆衰退、手颤抖等症状。拳王阿里的手一直是摇着的，摇的很好看，但他是不正常的。如果我可以利用干细胞，诱导分化成神经元细胞核和神经壳细胞，把它注入病人的骨髓，就有可能诱导它补充新的神经元细胞，修复以前损伤的部位，达到缓解疾病的目的。 第二个例子是关节炎。很多老年人都受关节炎的困扰，年轻人也有，尤其是髋关节股骨头坏死，这种疾病非常难治，而且很可能是致命的。

老年人骨质疏松？我可以把干细胞诱导分化成成骨细胞，注入他的关节腔里，它就会在那儿生长出软骨组织，慢慢地让你的骨腔长好。

再有一个我现在在做的课题是肝脏治疗。我用从骨髓里提取的骨髓干细胞，诱导分化成肝细胞，然后把这个肝细胞以介入的方法，打到肝硬化病体的肝组织里，真的有新的肝细胞奇迹般地长出来。

当然这个手术有很大的难度，如果打的位置不对，它会分化成成纤维细胞，那么病体的肝脏反而越来越硬化。所以，这是一把双刃剑，关键看人怎么去做。 再说免疫细胞，人体免疫力高低是由它来决定的。 

人体有一套淋巴系统，免疫细胞从骨髓中产生，到胸腺、淋巴结里头分化成熟。免疫细胞又分T细胞、NK细胞等等。

举个免疫细胞治病的例子：

这是一个很著名的例子，小女孩艾米莉·怀特海德是个美国人，6岁的时候不幸得了急性白血病，非常残忍的一种疾病。她试过做化疗，这是她放化疗以后的图片。所有治疗都无效的情况下，她只能苦苦等待骨髓移植，现阶段真正的临床应用还只能做异体的骨髓移植。在等待的过程中，艾米莉的病情不断恶化，已经奄奄一息。实在没办法了，科学界给她尝试了这么一种方法，就是把她的一种免疫细胞取出来，在体外进行修饰——这个修饰是细胞层面的修饰——做成一种工程细胞，再把这个细胞回输到她体内。这个做法本身就是一个“死马当作活马医”的权衡计策。细胞回输后，艾米莉连日高烧不退，昏迷不醒，所有身体指标全部紊乱了。家人也被告知，需要做好送别她的心理准备。这时候，奇迹发生了。艾米莉醒了，而且很快康复，体内所有指标恢复到正常，癌细胞没了。

左边是她现在的照片，现在她还活着。这个女孩能骑马，能画画，还受到了奥巴马的接见。奥巴马去年提出来“精准医疗大计划”，起始原因就是因为这个女孩，她改变了整个世界。 虽然这是一个医疗的例子，但它其实和抗衰老密切相关。由于她的免疫力提高，体内机能得到了很大恢复，所以她抗衰老能力也得到了提高，她可以活的更长了。

 

还有一个例子，这种免疫细胞叫NK细胞。NK细胞有几大作用：一是清除微小的肿瘤细胞，它可以直接杀肿瘤；另外一个是抗病毒的。

抗击流感时，体内首先起作用的就是这个细胞；第二天，它会把你的流感病毒杀死；第五天的时候，其他免疫细胞继续起作用；第七天到第十天，流感病毒降到最低点。实际上，如果你是流感病毒感染，不需要吃药，到了第七天、第十天，照样好。吃药完全是心理安慰。 这个细胞还有一个功能是，它可以清除体内的衰老细胞。你每天都会产生衰老的细胞，甚至产生癌症的细胞。这个细胞就能起到抵御作用。

这是一张示意图，显示了不同年龄阶段，通过不同程度的治疗，最终在你70岁的时候，完全是不一样的形象。最后一张图展示的是“基因修复”。因为一切的起源都来自基因，基因决定一切。现代人可以用一些技术，比如Talens、CRISPR，把体内染色体上的每一个基因精准到切除、添加和屏蔽。在这样的情况下，我们就有可能在这个基因出问题之前，也就是在疾病爆发之前，及时治疗。但这中间有很大的伦理上的问题，所以这条路还很长，很远。

基因修复的未来不是梦。这是上帝的领域，我们已经插手了，但上帝从来都不是仁慈的上帝。谢谢大家！