智能細胞

常曉

當談及對抗頑固性疾病以及很多遺傳病如淋巴瘤、白血病、關節炎等，自體細胞療法一直都是醫療界最為關注的解決方案。然而，盡管理論上細胞療法的功效和功能性都顯而易見，但關鍵是復雜的操作問題還有待攻克。不過，值得慶幸的是，近年來智能制造、工程技術和物理科學方面的創新開始有助于解決這些關鍵問題。

事實上，時下十分火熱的智能醫學，不僅非常重視人體整體空間的變化運動，而且還注重于對細胞的研究。近日，一個美國研究團隊利用基因編輯工具CRISPR重新修飾小鼠的干細胞，得到了一種“智能細胞”，其中添加的基因可在需要時釋放抗炎生物藥物，抗擊關節炎和其他慢性疾病引起的炎癥。此消息一出，立刻在業界引發極大關注。

智能細胞可充當“疫苗”

關節炎疾病在我們的生活中是非常多見的，許多人都在被關節炎的癥狀折磨著。目前有很多治療關節炎的藥物，如腫瘤壞死因子TNF抑制劑依那西普、英利昔單抗及阿達木單抗等，但它們會對患者的免疫系統產生影響，容易帶來感染等副作用。研究人員就是希望通過重新編碼干細胞控制其對炎癥產生的反應，來提供關節炎靶向治療，避免目前的藥物治療對身體產生的影響。

他們從實驗小鼠的尾巴提取皮膚細胞，將其轉化為干細胞，然后敲除了其中與炎癥相關的基因，并用一個釋放抗炎生物藥物的基因取而代之。新獲得的干細胞又被稱為“自我修復再生療法干細胞（SMART）”，它可發育成軟骨細胞。實驗證明，該軟骨組織具有防止炎癥的作用，它不僅可被用于替換關節炎軟骨，還可保護關節和其他組織免遭慢性炎癥損壞。

負責該研究的華盛頓大學醫學院骨科教授沙貝特表示，該研究的主要目的是讓重組的干細胞發揮疫苗的作用，在患者的關節需要時提供所需的抗炎生物藥物。這相當于創建了一種“智能細胞”，當關節發出炎癥信號，如關節紅腫時，SMART細胞可阻止炎癥的發生。

精確“智能”遞送效果顯著

實際上，這一策略也可應用于治療其他疾病系統。由于多功能干細胞可轉變成任何細胞類型，與CRISPR一起應用，可以刪除或插入基因，從而具有治療許多類型疾病的可能性。比如，可制備一種檢測葡萄糖的干細胞，啟動胰島素作出相應反應，用于治療糖尿病等。

來自美國北卡州立大學及北卡大學教堂山分校的研究人員就開發出了這種新技術：利用修改版的胰島素和紅細胞創建了一個葡萄糖響應的智能胰島素遞送系統。動物模型研究表明，這一新技術能在1型糖尿病小鼠中有效降低血糖水平長達48小時。

具體來說，研究人員通過用化學方法將胰島素綁定到一種稱為葡萄糖胺的葡萄糖衍生物上。然后，葡萄糖胺能夠綁定到紅細胞表面的葡萄糖轉運蛋白上，有效地將胰島素連接到血細胞上。這一設計最終的結果是，產生了一個布滿胰島素分子的紅細胞。科學家們希望，這些裝載了胰島素的血細胞能夠被注射到糖尿病患者中，發揮治療作用。在當前的這一研究中，研究小組在1型糖尿病小鼠中初步證實了這一想法的可行性。

一旦進入血液中，攜帶胰島素的血細胞會與它們的環境相互作用。如果血糖水平很高，葡萄糖分子會有效取代血細胞葡萄糖轉運蛋白上的葡萄糖胺。當葡萄糖胺從血細胞中釋放出來，胰島素也會隨之釋放。然后，胰島素能夠與肝臟、肌肉和脂肪組織中與胰島素受體結合，從而觸發降低血液中葡萄糖水平的反應。簡言之，這就是一個類似“疫苗”作用并且完全不會引起排斥的智能系統。系統在需要時發生響應，使血液中的葡萄糖水平正常化。

智能細胞應用仍需時日

盡管有關“智能細胞”的研究已獲得欣喜成果，但這種細胞療法仍處在實驗階段。

其實，智能醫學的理論核心就是物質、能量、信息。它研究了物質的運動規律、能量的運動規律，以及以物質和能量為載體而存在并運動變化的信息的接收與發放方法，而這本身就是個極為復雜的過程。再加上，細胞在重組排列及運動過程中，其內部物質的精華輻射于細胞外部空間。由于人體五臟六腑的細胞其形狀不同，內部物質結構不同，構成臟腑的功能不同，因而它們各自輻射于人體空間的精華物質亦不同。其性質各異，也給研究帶來了難度。所以，仍需時間來判斷“智能細胞”的優劣。

不過，從長遠來看，“智能細胞”的研究無疑將給諸多頑固性疾病和遺傳性疾病帶來新的治療策略。可以確定，隨著智能醫學的不斷發展和突破，在不遠的未來，將有更多具有不同“疫苗”功能的“智能細胞”出現在人們的視野中，為人類治療各種疾病帶來無限可能。讓我們拭目以待！