吳訓(xùn)偉博士在“千人計(jì)劃”創(chuàng)業(yè)大賽決賽上做展示
皮膚是人體面積最大的器官,非常容易受到外傷,、燒傷,、炎癥等因素的損害。據(jù)統(tǒng)計(jì),,中國(guó)每年燒傷與潰瘍患者1500萬人,,其中需進(jìn)行皮膚移植的病例在350萬人。由于沒有可替代的皮膚來源,,治療上多采用自體皮膚移植,,這種“拆東墻補(bǔ)西墻”的方法,,不僅會(huì)造成新的創(chuàng)傷,同時(shí)還存在無“墻”可拆,,無自體皮膚可用的情況,。
現(xiàn)在這種情況有了新的解決方法。2014年10月23日,,在“千人計(jì)劃”創(chuàng)業(yè)大賽決賽上,,哈佛歸國(guó)博士吳訓(xùn)偉展示了他們研發(fā)的多功能干細(xì)胞再生人類皮膚,為燒燙傷,、潰瘍,、毛發(fā)再生、疑難皮膚疾病患者帶來了治療希望,,同時(shí),,也為科學(xué)家進(jìn)行皮膚毒理學(xué)研究提供了更好的工具。生物探索記者對(duì)此進(jìn)行了專訪,。
全功能人造皮膚,,干細(xì)胞培養(yǎng)
一直以來,國(guó)際醫(yī)學(xué)界都試圖體外制造皮膚,,用來更換人體損壞的皮膚組織,。到目前為止,已有多種人造皮膚問世,,有用蠶絲蛋白,、結(jié)締細(xì)胞、生物高分才材料,、合成高分子材料制成的生物人造皮,,也有用納米材料、傳感器制成的非生物人造皮——近來報(bào)道最多的是電子皮膚,。
這些人造皮膚在臨床實(shí)驗(yàn)上都取得良好的效果,,但它們與真正的皮膚相比還是有很大差距。從組織工程學(xué)的角度看,,完整的皮膚包括不同的層次:表皮,、真皮和皮下組織,而這些皮膚一般都只包含兩個(gè)層次:表皮和真皮,。
在皮膚研究和開發(fā)領(lǐng)域有15年經(jīng)驗(yàn)的吳訓(xùn)偉博士另辟蹊徑,,從患者自身提取少量皮膚組織,獲取干細(xì)胞,,進(jìn)行分離,、培養(yǎng)、擴(kuò)增,,最后得到完整的人類皮膚組織,,不僅包括表皮和真皮,,還包括汗腺、皮脂腺,,神經(jīng)等皮膚附屬組織,,有色素沉著,再生的毛發(fā)還能循環(huán)生長(zhǎng),。
兩大用途
該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在哪些方面呢,?吳博士說:“主要有兩個(gè)方面的用途,一是可以生產(chǎn)載有人類皮膚的老鼠模型,,用作皮膚疾病研究,、藥物開發(fā)、化妝品和皮膚毒性物質(zhì)的篩選,,加快藥品及化妝品上市的步伐,。二是我們的重點(diǎn)產(chǎn)品,也就是臨床細(xì)胞產(chǎn)品,。目前有很多皮膚疾病都不能夠得到完善的治療,,特別是燒、燙傷,,在嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)危及生命,,白癜風(fēng)、胎記等多種皮膚疾病則影響人們的生活質(zhì)量,。我們培養(yǎng)的人造皮膚可以解決這些問題,,能夠用于以下疾病的臨床:慢性皮膚瘡傷,燒傷,,頭發(fā)再生等,、白癜風(fēng)皮膚病等,。”
目前,,吳博士團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出從組織培養(yǎng)的人頭皮細(xì)胞在老鼠身上再生出全功能的人類皮膚(如下圖所示)。再生的皮膚中包含表皮,、真皮,、發(fā)囊、汗腺,、皮脂腺,、神經(jīng)、肌肉和皮下脂肪,,還有頭發(fā),。
吳博士表示,人造皮膚在小鼠身上實(shí)現(xiàn)的效果非常好,,培養(yǎng)的細(xì)胞用在小鼠身上后,,一個(gè)星期就形成了皮膚,,三到四個(gè)星期就長(zhǎng)出了毛發(fā),再過兩個(gè)月就可以看到毛發(fā)在生長(zhǎng),,并且該小鼠模型證實(shí)了該皮膚可實(shí)現(xiàn)無疤痕愈合,。
市場(chǎng)前景廣闊
據(jù)吳博士介紹,根據(jù)2011年國(guó)際化妝品化學(xué)家學(xué)會(huì)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì),,2011年有16億美元用于皮膚化妝品測(cè)試的研究,、研發(fā)。根據(jù)零售藥品監(jiān)測(cè),,每年有550多種皮膚藥品上市,,用于藥品的研發(fā)測(cè)試,需要經(jīng)費(fèi)在35億美元以上,。根據(jù)這兩項(xiàng)統(tǒng)計(jì),,人造皮膚市場(chǎng)容量達(dá)50億美元,這還只是在科研領(lǐng)域的應(yīng)用,。
在臨床上,,人造皮膚也面臨著廣闊的市場(chǎng)。在我國(guó),,燒燙傷的發(fā)病率比較高,,因糖尿病導(dǎo)致的潰瘍發(fā)病率、白癜風(fēng)發(fā)病率也逐年增長(zhǎng),,每年估計(jì)用于上述疾病的治療費(fèi)用大約在一千億人民幣以上,。
目前國(guó)內(nèi)外有多家公司從事人造皮膚的研發(fā)、生產(chǎn),,但是他們的產(chǎn)品大多只是簡(jiǎn)單的表皮和真皮,,吳博士團(tuán)隊(duì)利用自體干細(xì)胞技術(shù)研發(fā)的人造皮膚更接近真實(shí)皮膚,排異反應(yīng)更小,,更容易實(shí)現(xiàn)傷口無疤痕愈合,。
何時(shí)能夠真正用于人體?吳博士說,,這項(xiàng)技術(shù)在老鼠身上已經(jīng)很成熟了,,他們正在做臨床試驗(yàn),預(yù)計(jì)兩年時(shí)間推向市場(chǎng),。“用在人身上是我們的研發(fā)重點(diǎn),,我們的關(guān)鍵是要解決人類疾病的痛苦,這才是我們真正的目標(biāo),。”結(jié)束采訪時(shí),,吳博士這樣總結(jié)——我們相信,這也是人類醫(yī)學(xué)的共同目標(biāo)。
吳訓(xùn)偉博士簡(jiǎn)介
吳訓(xùn)偉,,畢業(yè)于上海復(fù)旦大學(xué),,上海醫(yī)科大學(xué)、浙江大學(xué),。從2001起,,吳博士一直致力于皮膚和毛發(fā)的研究,先后在國(guó)內(nèi)外雜志發(fā)表論文40多篇,,其中,,國(guó)外雜志34篇,第一作者12篇,,另外有10篇論文影響因子在10分以上,。其在哈佛醫(yī)學(xué)院研究的有關(guān)皮膚癌的課題發(fā)表在“自然”(nature)雜志上。他成功研發(fā)出用培養(yǎng)的人的皮膚干細(xì)胞種在老鼠身上,,長(zhǎng)出人的完整皮膚和毛發(fā)來,。這是世界上首次成功地用體外培養(yǎng)的人的細(xì)胞再生出完整的人的皮膚來。這項(xiàng)技術(shù)在美國(guó)申報(bào)了專利,,并是第一發(fā)明人,,2013年回國(guó)與合伙人邢志青共建了濟(jì)南磐升生物技術(shù)有限公司,并與濟(jì)南高新區(qū)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心共建了濟(jì)南藥谷˙生物醫(yī)用材料與組織工程公共服務(wù)中試平臺(tái),,申請(qǐng)組建了濟(jì)南市皮膚再生與修復(fù)工程技術(shù)研究中心,,申報(bào)了3項(xiàng)發(fā)明專利,將該成果在國(guó)內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,。同時(shí)該研究成果已被組織工程學(xué)最有權(quán)威的Tissue Engineering雜志接受和發(fā)表,。