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什么是再生医学?

大多数医学是给坏掉的零件搭个支架撑住它;再生医学则试着让它重新长出来。这里讲清楚这个核心想法、它的工具箱,以及如今哪些已经是现实、哪些还只是希望。

修好零件,而不只是撑住它

想象一栋房子里有一根下垂的木梁。处理它的一种办法,是在底下塞进一根钢柱。这根钢柱并没有修好那根梁——梁照样是裂的——但它把天花板顶住了,让房子继续能用。今天有一大部分医学就是这样工作的:它撑住一个正在失灵的零件,却从不去修复零件本身。降血压的药片、肾脏罢工时替你过滤血液的机器、因为身体不再自己制造而注射的胰岛素——这些全都是钢柱。它们是真真切切有用的,有时甚至能救命,但它们是在管理问题,而不是修补问题。

再生医学问的是一个更大胆的问题:如果我们不去永远撑着那根裂梁,而是能长出一根全新的梁呢?它的目标是通过重新长出或替换活的零件本身,来恢复功能——也就是那些已经丢失或受损的细胞与组织——好让身体重新能自己干活。不是天花板底下的钢柱,而是一根完好的梁,重新归位。

PROP IT UP (manage)        FIX THE PART (regenerate)
----------------------     ------------------------
beam still cracked          new beam grown in
   |                          |
[steel post]               [sound beam]
   |                          |
ceiling held, for now      house repaired

symptom controlled         function restored
两种思路:把失灵的零件顶住,或者把它重新长出来。

你的身体其实已经在做这件事——但只是有时候

这里有一个令人振奋的秘密:你的身体本来就是一台再生机器。膝盖上擦掉的皮肤会重新长出来。你的肠道内壁每隔几天就被重建一次。一块捐出去的肝脏能再涨回接近完整的大小。这种日复一日对活组织的重建,就叫作组织再生,而你这辈子一直在做,只是从没想过它。

但这份天赋分布得并不均匀。蝾螈能把整条断掉的腿重新长出来,你却不能。当你心脏病发作时,那些死去的心肌不会再长回来——你的身体用坚韧而毫无活性的疤痕组织把窟窿补上。疤痕,就是身体退而求其次的那根钢柱:它堵住了缺口,让东西不至于散架,但它不会跳动、不会泵血、不会思考。再生医学的很大一部分,正是去尝试在身体本来只会结疤的地方,诱导它进行真正的重建

工具箱:细胞、信号、支架

那么,到底怎样才能把一个零件重新长回来?把它想成给房子重盖一翼。你需要三样东西:干活的工人、告诉工人盖什么的图纸说明,以及一副供他们施工的框架。再生医学恰好就有这三样,而这个领域里几乎所有的东西,都是这三样的某种组合。

        THE REGENERATION TOOLKIT

  CELLS    ->  the workers (build the new tissue)
  SIGNALS  ->  the instructions (what to build, where, when)
  SCAFFOLD ->  the frame (something to build the tissue on)

     cells  +  signals  +  scaffold  =  new working tissue
三种原料,针对不同的任务以不同的配方搭配。
  1. 细胞是工人。最受看重的工人是干细胞:一种尚未特化的细胞,它既能复制自己,又能转变成某种组织所需要的特化细胞——骨、肌肉、神经、血液。把活细胞放进身体里去完成一项修复工作,就叫作细胞疗法,它是这个领域两大策略之一。
  2. 信号是图纸说明。细胞不会随机乱建,它们要等着被告知该干什么。一种叫生长因子的微小信使分子,就像留给工人的便条——在这里分裂、在那里变成肌肉、现在停下。信号给错了,工人就会盖错东西,或者干脆什么都不盖。
  3. 支架是那副框架。新组织需要有东西可以攀附、可以撑出形状,就像盖楼需要脚手架一样。打造这些框架——并往里播下细胞与信号,好做出活的零件——这门手艺叫作组织工程,是这个领域的另一大策略。这副框架甚至可以是一个组织支架,被精确地打印成你想要的那个零件的形状。

把这三样按不同比例调配,你就得到了整张菜单。有时你只给细胞。有时只给一副支架,让身体自己的细胞搬进去。有时你在实验室里把细胞养在支架上好几周,然后再把那个长好的、活的零件植入体内。这架阶梯接下来的内容,其实就是带你一道道地、稳稳地把这些配方逛一遍。

今天哪些是现实,哪些还只是希望

我很容易就让你以为,重新长出器官已经近在眼前了。它并没有,而诚实正是这个领域分内的事。所以这里给你一本真账。有些再生医学已经悄悄地救了人几十年。骨髓移植——把造血干细胞从健康的捐献者移进病人体内——是一种货真价实的细胞疗法,从上世纪七十年代起就是标准治疗。给烧伤做的植皮,把病人自己的一片皮肤细胞培养出来再铺上去,是医院里每天都在发生的现实。这些不是科幻;这些就是平常的一个星期二。

可是其余的很大一部分,仍然是实验性的。按需长出一颗完整的、会跳动的心脏,或一只能工作的肾脏,在今天还是实验室里的一个希望,而不是你能预约的治疗。许多前景诱人的结果只活在培养皿里或老鼠身上;从那里走到一种被证实的人类疗法,路又长、又贵,沿途还散落着无数曾看起来美妙、最后却没能成功的想法。当你读到一条让人喘不过气的新闻标题时,要诚实地问的那个问题永远是:这件事真的在一项严谨的试验里帮到过人吗,还是它仍然只是培养皿里一个漂亮的结果?

所以这就是这片土地的全貌:一个领域,怀着一个大胆的想法——修好零件,而不只是撑住它——手握一套由细胞、信号和支架组成的三件套工具箱,临床上已经有了寥寥几项货真价实的胜利,外加一整片仍在被探索的广阔前沿。沿着阶梯往上走,下一步我们就去近距离认识那些工人:干细胞从哪里来、为什么有些几乎能变成任何东西,以及那个能把一个普通皮肤细胞变回干细胞的惊人戏法。