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任晓平“换头术”宝贝 PEG 是甚么?国内主流团队

发布时间:2017-11-23 00:00

任晓平和他的意大利合作者塞尔焦•卡纳韦罗。 中国科学报 图

哈尔滨医科大学任晓平教授否认完成“换头术”,强调只是“头移植外科模型”、“在新鲜的遗体上,做了临床前的手术设计”。但任晓平同时称,这是一个“重大的科学突破”,并称为世界级难题脊髓损伤修复找到很好的解决办法。

任晓平和他的意大利合作者塞尔焦•卡纳韦罗(Sergio Canavero)找到的解决办法中有两大重量级大“法宝”:超薄手术刀下的完美刀功,以及水溶性合成高分子材料聚乙二醇(PEG)。在任晓平和卡纳维罗看来,PEG 堪称“神奇的胶水”,在脊髓连接时能使起“立刻融合”,并最终获得脊髓重生。

中山大学从事中枢神经系统研究的全大萍教授在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时表示,“现有的研究来看,PEG 在中枢神经系统中的作用主要是保护神经细胞和调控微环境,但对于脊髓再生是否有效目前并没有临床数据。”

值得注意的是,撇开任晓平和卡纳韦罗的“换头术”,PEG 在脊髓修复中的作用并没有那么“神奇”。早有文献资料显示,尤其在脊髓损伤的早期阶段,PEG 能减缓炎症反应、抑制神经纤维溃变、抑制胶质瘢痕形成等。然而,这在修复脊髓损伤整个过程中起到的仅仅是“控制住不断恶化的局面”而已。

中国科学院遗传与发育生物学研究所再生医学中心主任戴建武则直接对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示,“通过聚乙二醇粘合脊髓切面既无科学性,也无可行性。无任何动物试验数据。”他认为,任晓平过往的动物试验存活时间太短,这次是在尸体上完成缝合,没有脊髓再生证据。

“神奇胶水”PEG 缺乏临床数据

任晓平此前在解释 PEG 作用机制时曾提到,它的作用是阻止细胞坏死、凋亡,再往深处说,是阻止钙离子从细胞外流入细胞内。

这里首先涉及到脊髓损伤的一个过程。全大萍对澎湃新闻表示,在中枢神经损伤的早期,由于应激反应,会出现炎症浸润现象,导致神经纤维和神经元进一步地恶化,胶质细胞也会增殖很快,最后形成胶质瘢痕。

正是胶质瘢痕的产生,阻断了轴突再生。也从而导致人体中枢神经系统异于外周神经系统,不具备自身修复的潜能。

已有的文献理论认为,在中枢神经损伤的早期阶段如果使用 PEG,能减少炎症反应、抑制神经纤维溃变、减少细胞凋亡,也可以作为损伤轴突膜的密封剂。全大萍称,“总体来说起到一个保护和调控微环境的作用。”

但全大萍强调,“PEG 并不具有积极治疗的作用。”而任晓平在以往的论文中则直接称 PEG 对损伤脊髓具有修复作用。

任晓平团队在今年 5 月份发表的一篇文章显示,在脊髓完全切断大鼠身上使用 PEG,能使它们平稳恢复运动功能。这些大鼠在这项实验中的术后存活期是 1 个月。

除了老鼠,任晓平的动物模型中还包括狗。11 月 21 日,任晓平向包括澎湃新闻在内的媒体展示的视频中,团队将一只狗的颈部切断 90%,并用 PEG 进行修复,术后小狗恢复走路。

全大萍对任晓平团队的上述结果并不意外。“以老鼠为例,老鼠脊髓能再生不代表人一定能再生。老鼠的再生能力是很强的,我们学生有做过一些实验,老鼠脊髓切断以后,即使没有植入任何东西,也能部分恢复。”

全大萍认为,PEG 是否能直接修复人脊髓这块目前没有做临床试验,缺乏人脊髓再生这块数据。

国内主流实验室并未采用 PEG

不同于任晓平和卡纳韦罗坚信仅用 PEG 就能撬动世界级难题,国内其他主流实验室都未曾采纳过 PEG。

以戴建武团队为例,在 2015 年曾完成世界首例神经再生胶原支架材料修复脊髓损伤手术。具体来说,就是通过手术切除患者胶质瘢痕,再把间充质干细胞“种”在胶原蛋白支架材料填入脊髓损伤区域。

脊髓修复的另一主流团队,首都医科大学神经生物学系和北航生物与工程学院的双聘教授李晓光的团队,他们发明的“脊髓重建管”在结构上也是模拟了脊髓的形态,通过其桥接作用和负载的神经生长因子来促进神经再生。

这些研究团队的实验思路实际上就是严格在“组织工程”的框架下设计。1993 年,美国麻省理工学院化学工程师 Robert Langer 和麻省总医院的临床医生 Joseph Vancanti 在知名学术期刊《科学》(Science)上共同发表了一篇关于组织工程的综述文章,至今被奉为经典。

组织工程最终公认包含三要素,即生物材料支架、细胞和活性因子。这三者也被比作造房子中的脚手架、砖瓦及水电等。即使较为新兴的 3D 打印人体器官,也躲不开上述三要素的束缚。

而实际上 PEG 在组织工程中也应用广泛。以 PEG 水凝胶的形式形成支架,作为活性因子在微环境中的缓释载体,这些都是研究的主流方向。

值得注意的是,此前的一些文献也提到,尽管 PEG 在脊髓损伤修复中有诸多优点,但如任晓平所说的“用一种化学试剂 - 聚乙二醇(PEG),在短时间内进行创面融合,脊髓神经几周后开始逐渐恢复功能”并不是修复脊髓损伤的首选。

单纯使用 PEG 生物相容性并不是特别理想,另外其并没有为神经再生提供附着和定向迁移功能,极有可能会导致神经错位对接等现象。

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