作者: 赵广立 来源:中国科学报 发布时间:2018/9/6 9:07:11
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“牙髓再生术”让坏牙死而复生

 

8月29日,空军军医大学(第四军医大学)口腔医院金岩率领的科研团队举行新闻发布会,报道了该团队通过模拟牙齿发育原理,建立基于干细胞自组装的细胞聚合体技术,利用脱落乳牙干细胞成功实现了全牙髓组织的功能性再生的研究成果。

■本报记者 赵广立

人类的恒牙坏死后还能重生吗?这个问题的答案在以前毋庸置疑是否定的,这也是“恒牙”之所以为“恒牙”的道理。而且,一直以来,主要由牙髓坏死导致的牙“死亡”也是牙髓组织再生的世界性难题。不过,随着中国科学家近日一项干细胞技术成果的宣布,这个问题或许将变为肯定答案。

8月29日,空军军医大学(第四军医大学)口腔医院金岩率领的科研团队举行新闻发布会,报道了该团队通过模拟牙齿发育原理,建立基于干细胞自组装的细胞聚合体技术,利用脱落乳牙干细胞成功实现了全牙髓组织的功能性再生的研究成果。在这项研究中,该团队开展了国际上首个全长牙髓再生的临床研究并获得成功。这一“历经20余年努力”的学术成果已于近日发表在《科学转化医学》上。据论文公开数据,该技术已用于临床近50例患者,有效率超过了95%。

科技查新显示,该技术为国际首个全长牙髓再生的成功研发。

记者了解到,牙齿再生有很大的难度,特别是牙髓再生,需要解决植入的细胞在仅2厘米长的狭窄根管中长期存活并与植入的颌骨组织整合的难题。“牙髓再生术”是如何解决这些难题的?有哪些开创性的技术应用?它的临床应用前景如何?就这些问题,《中国科学报》记者独家专访了金岩教授和该项成果的主要完成人之一、第四军医大学口腔医学院副教授李蓓。

上临床最难是“没经验可循”

《中国科学报》:公开报道称为了实现这一重大研究成果,你们经过了20年的不懈努力。我们了解到科学家最早在牙髓中发现间充质干细胞并命名“牙髓干细胞”是在2000年。这两者在时间上好像有点出入?

金岩:我们从研究组织工程皮肤到组织工程角膜,都是针对临床中急需解决的问题。由于我们是口腔医生,所以在研究皮肤和角膜的过程中,发现细胞聚合体具有强大的再生能力后,我们就想将其用于牙髓坏死的治疗,用来再生牙髓组织。而2000年“牙髓干细胞”的发现者施松涛教授是我们这项研究的共同通讯作者,在文章的发表中给予了建议和指导。

《中国科学报》:都做过哪些尝试和努力?

金岩:从最初做小动物实验,到后面大动物如小型猪,我们经历了很多次的探索和尝试,最终才将其用于临床患者。

《中国科学报》:你们在探索和尝试过程中遇到过哪些困难?是如何克服的?

金岩:这项成果从萌发至今历经20年,在这个过程中遇到了许多的困难。

比如,在临床试验前期的动物学实验中,我们需要用到小型猪来进行安全性及有效性的验证,由于中心同期开展课题较多,当时仅有一名人员进行该项实验,同时这种大动物实验的难度本身也非常巨大,所以在课题开展前期遇到了一些困难,最终经过中心相关人员密切配合,困难得到了克服。

随后是临床试验的伦理审批。我们知道,干细胞用于临床治疗的审批是极为严格的,其中最重要的是安全性的问题,植入的干细胞会不会产生炎症反应、会不会有形成肿瘤的风险等等,我们经过大量的实验及论证,证明了其应用的安全性。

李蓓:我们的临床研究是从2012年开始的,从收集病人并开展临床试验到文章发表总共历经了6年的时间。临床试验时我们遇到的最大问题是没有前人经验可循。得益于儿童口腔科副教授轩昆和郭皓博士的严谨设计,我们才最终确定了临床试验的方案。同时还有很多临床相关的细节性问题(如何观察牙齿生长情况、如何评估病人术后有效性及安全性等)也经过大量的论证最终确定下来。

选材乳牙牙髓干细胞是关键

《中国科学报》:牙髓再生的难点是,需解决植入的(干)细胞如何在仅2厘米长的狭窄根管中长期存活的难题。团队使用乳牙中的牙髓干细胞(体外培养1个月左右)使这一问题得到了解决,这背后的功劳是选材得当还是体外培养给力?抑或是其他技术因素?

金岩:首先是细胞选择得当。乳牙牙髓干细胞是一种相对比较原始、低分化的细胞,同时由于其来源于发育期的神经嵴,使得乳牙牙髓干细胞不仅具有成牙、成骨、成血管方向分化的能力,同时还可使其在特定条件下向神经方向分化,这对于后续患者血运重建以及获得感觉具有重要的意义。

其次,细胞聚合体技术含有丰富的细胞外基质,是细胞生存微环境必备的条件,为细胞存活提供了非常重要的基础。

最后,一名具有丰富临床经验的医生也是至关重要的。如何在无菌环境下将细胞聚合体植入牙根、如何将其植入我们需要的位置、如何通过微创获得根尖及根管内的血液供给对于本试验都是非常重要的,我们团队都很好地攻克了这些问题。

《中国科学报》:牙髓干细胞经过体外培养形成的“干细胞聚合体”,在整个技术中扮演着关键角色。培养干细胞聚合体意在解决哪些问题?

李蓓:首先“干细胞聚合体”解决了细胞长期存活的问题;其次它为细胞定向分化提供了大量的生长因子;再次,细胞在自我凝聚的过程中,能够发生自组装,其与发育相关的因子也被启动。

理论可异体移植 临床前景可期

《中国科学报》:论文公开的数字是,该技术已用于临床近50例患者,有效率超过了95%。这是非常可观的结果,但我们也注意到这项临床研究的对象是学龄期少年、青少年期的牙髓坏死(外伤是主因)。这是否意味着,成年人的牙髓坏死等相关口腔疾病难以使用这项技术?

金岩:我们首先选择年轻恒牙的主要目的,是为了观察干细胞聚合体植入后牙齿发育的情况。但这并不意味着这项技术在成人中无法使用,我们已经开展了相关的临床预试验。

《中国科学报》:另外一个重要的方面是,该项研究成果中的“牙髓再生术”的原材料——乳牙牙髓干细胞是从患者脱落乳牙中获取的。也就是说,全部是自体干细胞移植。我了解到牙髓干细胞主要是间充质干细胞,免疫原性低,异体使用也不会带来强烈的排异反应。请问,该项技术是否可用于异体移植?

金岩、李蓓:从本质上讲,这项技术可以用于异体移植。我们前期的动物学实验已经验证了其安全性及有效性,课题组在伦理委员会的审批下已经开展了相关异体临床试验。

《中国科学报》:干细胞技术的临床研究,世界各国都是鼓励为主,用于真正的临床应用,还受到很多技术和非技术因素的限制。牙髓干细胞作为没有伦理问题的细胞来源,有可能是我国干细胞技术或产品临床推广的突破口。你怎么评价该项成果的临床应用前景,以及你是否看好口腔干细胞技术或制品帮助中国在干细胞医疗产品上实现零的突破?

金岩:确实如你所了解,目前干细胞技术各国都是鼓励为主,我们的这项成果也是世界首创的牙髓再生技术,包括我们团队目前正在尝试的成年人治疗,未来可能成为取代目前牙髓疾病治疗的一种新的临床技术。

李蓓:口腔干细胞技术或制品也有望帮助中国在干细胞医疗产品上实现零的突破。


 

《中国科学报》 (2018-09-06 第6版 前沿)
 
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