■創新啟示錄

　　10月12日，國際著名期刊《美國科學院院刊》（PNAS）線上發表了首都醫科大學神經生物學系和北航生物與工程學院的雙聘教授李曉光團隊的兩篇論文，首次證明了“應用生物活性材料激活內源性幹細胞修復脊髓損傷”，採用全基因組表達譜分析方法闡明其機理，破解了截癱這一世界性難題。今年10月，路透社就此創新成果專門採訪了李曉光教授，對其科技創新成果的評價是：這是科學家首次證明激活內源性神經幹/祖細胞以促進再生，儘管之前移植外源性神經幹細胞也可促進一定程度上的再生，但是功能的恢復相當弱。李曉光教授的研究突破了以往的局限，在脊髓損傷的臨床救治上有積極意義。日前，科技日報記者就此創新技術及成果未來的應用以及目前存在的問題採訪了李曉光教授。

　　以生物新材料為載體

　　修復脊髓損傷

　　脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是指因直接或間接暴力作用在正常脊髓組織，導致損傷平面以下各項功能，包括運動、感覺、括約肌和反射等功能障礙，是中樞神經系統的嚴重創傷，臨床也稱截癱。數據顯示，我國脊髓損傷患者人數眾多，每年全國脊髓損傷的患者超過12萬人，而慢性脊髓損傷患者約數百萬或千萬以上。SCI不但會給患者造成終身的殘疾，而且會給家庭及社會帶來沉重的負擔。目前國內外臨床尚無任何治療辦法。2010年，美國FDA批准的應用胚胎幹細胞治療脊髓損傷的臨床試驗，一年後宣佈失敗。

　　李曉光教授介紹説，脊髓不能再生的主要原因是成年中樞神經損傷局部的微環境不利於神經再生，這是近百年來醫學界普遍的認識。迄今為止，脊髓損傷修復是全世界醫學界高度關注並投入鉅資研究的重大醫學難題。但近年的研究發現成年中樞神經系統存在處於休眠狀態的神經幹細胞，仍然保留有潛在的再生能力。因此，只要通過操作改變損傷局部的微環境就可能促進脊髓損傷後的再生，這已經成為本世紀科學家們最宏大的夢想之一。

　　李曉光教授所帶領的研究團隊從上個世紀80年代開始，在北京市科委重大項目、國家863計劃重大項目和國家自然科學基金重點項目等的支援下，致力於應用組織工程修復脊髓損傷的研究，該團隊通過自主研製的新型生物材料支架實現受控的藥物釋放，將生物活性分子局部遞送到損傷部位，重建疾病過程中丟失的神經回路。

　　業內人士認為，這一成果的創新性在於：利用生物材料激活成年動物內源性神經幹細胞，誘導其分化成功能性的神經元並與宿主脊髓建立了功能性神經環路，最終導致截癱功能的恢復，避免了倫理糾紛、免疫排斥並降低了發生腫瘤的風險，這將是修復組織器官最理想的辦法。

　　創新技術“脊髓重建管”

　　獲准進入臨床試驗

　　李曉光教授所領導的團隊前期研究圍繞生物材料支架定向誘導神經幹細胞向神經元分化這一主題，在不同層面上研究了神經營養因子與神經幹細胞相互作用的一系列重要科學問題，從技術上解決了生物材料長時程緩釋蛋白多肽的問題，成功地應用生物材料支架移植修復成年動物脊髓損傷。實驗結果證明：以成年大鼠和高等靈長類動物——猴為實驗模型，經過形態學觀察和電生理學檢測及行為學評價證明，採用自己研製的“脊髓重建管”可以修復大鼠和猴的脊髓損傷，不但有形態結構的再生、生理機能的重建，而且有部分行為障礙的改善。

　　李曉光教授的成果首次在世界上證明：通過激活成年動物自體的內源性幹細胞，並誘導其遷移至損傷區且分化為功能性的神經元來修復的中樞神經損傷，並最終導致功能恢復。

　　這項研究成果為臨床治療截癱病人提供了創新的思路。該研究成果2010年在國際生物材料學專業最好的雜誌《Biomaterials》連續發表四篇文章，並獲國際同行的高度評價，同時，獲得國家食品藥品監督管理局（CFDA）臨床試驗研究批文，並獲四項國家發明專利的授權。

　　目前，李曉光研究團隊研製的“脊髓重建管”已經通過了中國食品藥品檢定研究院的檢測，各項指標均符合ISO10993的國際標準；制定了産品技術標準，已經具備了開展臨床試驗研究的基礎條件。然而，脊髓損傷的治療與功能重建是一個系統工程，涉及診斷、治療、康復訓練和功能評價等多方面內容。

　　成果産業化期待資金支援

　　脊髓損傷修復和功能重建，從科學角度看是世界級尚未解決的重大醫學難題，從醫學角度看眾多的截癱患者和肢殘患者急需救治。如果脊髓損傷修復和功能重建，能夠全部或部分首先在我國取得研究進展，特別是在臨床治療方面取得突破，眾多脊髓截癱患者就有可能重新站起來，其社會效益和歷史意義是不可估量的。而且，支援脊髓損傷修復的生物材料及其技術，可以形成生物醫藥領域新的支柱産業，産生巨大的國內、國際市場需求，成果的成功産業化和推廣將對康復醫學産業和高新醫用生物材料産業形成強大的輻射和帶動作用。

　　2013年諾貝爾醫學或生理學獲得者S·DHOF Thomas C及另外兩位國外同行也給予了積極的評價。他們認為，李曉光團隊的成果令人興奮。在脊髓損傷治療中通過載有神經營養素3（neurotrophic factor 3， NT3）的殼聚糖生物材料，緩慢釋放營養素來激活內源性神經發生。此外，研究通過基因表達和神經功能的分析， 探究了脊髓損傷治療的機理。而且提示出調動、利用神經幹/祖細胞的小生態可能是一條更有希望的途徑，但是到目前為止還未見成功先例。其他國際同行也認為，各種實驗數據對脊髓損傷後功能恢復的分子機理不斷提出質疑，其核心原因就是缺乏一個依據時間分析來判定從脊髓損傷到恢復期間的病理特徵。

　　近年來，李曉光教授團隊重視醫工結合，醫工交叉，研製開發了脊髓瘢痕定位軟體為臨床應用奠定了基礎。李曉光教授團隊正在進行臨床試驗前的相關研究。他告訴記者，脊髓損傷的治療與功能重建是一個系統工程，涉及診斷、治療、康復訓練和功能評價等多方面內容。目前，團隊正面臨床前—0期的一些相關問題，比如，急性期損傷程度的鑒定——挑選完全性截癱患者作為第一批受試者；慢性脊髓損傷瘢痕範圍的界定開發軟體；最低有效恢復的評價標準的制定；康復方案的制定；3—6例完全性截癱患者的臨床試驗（配合康復訓練，觀察時間為1年）等等。

　　李曉光教授説：“上述問題的解決都急需政府資金和社會資本的大力支援，我期待著有更多的人參與到這一創新技術産業化的進程中，為早日完成臨床應用做出努力。”