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花費(fèi) 1400 萬,他雇傭頂尖醫(yī)療隊(duì),給自己做了這臺(tái)世界首例移植術(shù) 2022-04-11 13:36:13  來源:36氪

2013 年 5 月 2 日,美國麻省的清晨,教授金光壽(Kwang-Soo Kim)像往常一樣來到他在 McLean 醫(yī)院的辦公室。當(dāng)他打開電腦查看郵箱時(shí),一封「垃圾郵件」吸引了他的注意。

這封郵件中,一位名叫 喬治·洛佩茲 的神秘男子熱情稱贊道,金教授的「自體誘導(dǎo)多能干細(xì)胞移植」是他所見過的「最有希望」的帕金森病療法, 他愿意為這項(xiàng)研究提供經(jīng)費(fèi)支持

但神秘人同時(shí)提出了要求: 「我希望成為受試者,接受移植手術(shù)?!?/strong>

「這明顯是封垃圾郵件?!菇鸾淌谡f。

圖源:McLean 醫(yī)院官網(wǎng) Kwang-Soo Kim教授個(gè)人簡介

金教授是 McLean 醫(yī)院分子神經(jīng)生物研究室主任。接到這封郵件時(shí),他正面臨著自己職業(yè)生涯中最艱難的時(shí)刻。

多年來,他所領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)一直接受著來自美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health,NIH)的 5 項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持,2011 年和 2012 年,研究經(jīng)費(fèi)總計(jì)高達(dá) 110 萬美元。然而,2013 年,由于 NIH 預(yù)算縮減,他的經(jīng)費(fèi)也被削減至僅剩 1 項(xiàng)。

迫于無奈,他不得不解雇了一部分工作人員,而此時(shí),他的研究正處于關(guān)鍵階段。

落魄的科學(xué)家

金光壽教授的研究,要從一項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)?wù)f起。

2006 年, 日本京都大學(xué)的山中伸彌在Cell上發(fā)表了第一篇關(guān)于誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(Induced Pluripotent Stem Cells,iPS 細(xì)胞)的研究。他們利用病毒載體將四種轉(zhuǎn)錄因子引入小鼠的成纖維細(xì)胞內(nèi),誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化出的 iPS 細(xì)胞在形態(tài)、基因和蛋白表達(dá)等方面都與胚胎干細(xì)胞相似。 山中伸彌也因此獲得了 2012 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

圖源:Twitter 截圖 山中伸彌獲得 2012 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)

金教授正是受此啟發(fā),開始研究如何利用 iPS 細(xì)胞治療帕金森病。

在美國,有超過 100 萬的帕金森患者,平均每年還有 6 萬余例新增病例。這是一種預(yù)后極差的疾病。多巴胺能神經(jīng)元的退行性變和丟失引起了患者的運(yùn)動(dòng)功能障礙,從而出現(xiàn)靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直等癥狀。隨著疾病進(jìn)展,患者可能長期臥床,失去生活自理能力,甚至死亡。

通過干細(xì)胞移植治療帕金森的研究,早在上世紀(jì) 80 年代末就已經(jīng)陸續(xù)開展。當(dāng)時(shí)的外科醫(yī)生試圖從流產(chǎn)的胎兒腦中提取神經(jīng)元細(xì)胞,但經(jīng)過移植后,這些細(xì)胞大多數(shù)都沒能成功存活。這種手術(shù)方案在現(xiàn)在看來顯然不符合醫(yī)學(xué)倫理, 而金教授認(rèn)為,治療帕金森所用的干細(xì)胞應(yīng)該來源于患者自身。

他在 2009 年發(fā)表的一篇研究論文中,描述了如何更加安全地將成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化成為 iPS 細(xì)胞。而 iPS 細(xì)胞可以分化成為任何一種特殊細(xì)胞,比如帕金森患者「失去」的多巴胺能神經(jīng)元。

金光壽(Kwang-Soo Kim) 2009 年論文截圖

多年來,他一直嘗試擴(kuò)大 iPS 細(xì)胞的量產(chǎn)規(guī)模,但這需要一個(gè)工業(yè)規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室和一支龐大的研究隊(duì)伍。面對經(jīng)費(fèi)削減,金教授無能為力。

2013 年 4 月,他受邀參加了一場在波士頓舉行的干細(xì)胞峰會(huì)。峰會(huì)中,他展示了自己當(dāng)前的研究進(jìn)展:如何將帕金森患者的皮膚細(xì)胞誘導(dǎo)成為多巴胺能神經(jīng)元。會(huì)后,金教授匆匆回到了 McLean 醫(yī)院,他正面臨的頭等大事,仍是亟待解決的經(jīng)費(fèi)難題。

巧合的是, 「垃圾郵件」的神秘人喬治·洛佩茲同樣參加了這場峰會(huì)。當(dāng)金教授離開會(huì)場時(shí),洛佩茲正試圖與他取得聯(lián)系。

患病的商人

洛佩茲曾是一名內(nèi)科醫(yī)生,一次,他的一名患者因?yàn)殪o脈導(dǎo)管脫落而意外死亡,他也因此終止了自己的行醫(yī)生涯。1984 年,洛佩茲在加利福尼亞州創(chuàng)立了名為 ICU Medical 的醫(yī)療設(shè)備公司。

為了防止同樣的悲劇再次發(fā)生,他發(fā)明了名為「Clicklock」的靜脈輸液組件固定裝置。他還發(fā)明了一種能夠?qū)⑺幬锇踩旌系脑O(shè)備,并命名為「Diana」,以此紀(jì)念因乳腺癌于 2006 年去世的妻子。

圖源:YouTube 視頻截圖 ICU Medical 公司生產(chǎn)的「Clicklock」靜脈輸液組件固定裝置

洛佩茲曾是一名狂熱的潛水愛好者。他不僅創(chuàng)下了全美自由潛水記錄,2004 年,他在自由潛水中使用魚叉捕撈了一條重達(dá) 269 磅的黑色馬林魚,刷新了世界紀(jì)錄。

圖源:Wikipedia 2004年,洛佩茲在刷新世界紀(jì)錄的黑色馬林魚旁

然而,在妻子去世前,洛佩茲就開始出現(xiàn)雙手震顫的癥狀。這些癥狀逐漸加重,開始影響他的日常生活。很快,他被診斷為帕金森。

「帕金森病像一座監(jiān)獄一樣將你囚禁在體內(nèi),」洛佩茲這樣說,「如果世界還有公平而言,我就不應(yīng)該為此受苦?!?/strong>

他開始服用抗帕金森藥物,例如卡比多巴、左旋多巴、羅替戈汀等。一開始,這些藥物立竿見影地減輕了他的癥狀,然而,隨著疾病的發(fā)展,藥效變得越來越不明顯。2013 年,洛佩茲絕望地發(fā)現(xiàn),藥物已經(jīng)無法阻止他雙手的震顫了。

洛佩茲的神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)生告訴他, 目前最有可能治愈帕金森的方法就是干細(xì)胞移植。盡管這種方法還沒有通過臨床試驗(yàn),但他仍然覺得自己看到了希望。他決心不再坐以待斃,要和帕金森病爭奪最后的主動(dòng)權(quán)。

圖源:YouTube 視頻截圖 洛佩茲在接受采訪

2013 年 4 月,他用 3000 美元換來一張波士頓干細(xì)胞峰會(huì)的入場券。就是在這里,洛佩茲聽到了金光壽的演講。

「這讓我看到了希望?!?/p>

200 萬美元支票和 1 支頂尖醫(yī)療隊(duì)

金光壽教授最終回復(fù)了那封「垃圾郵件」,他想,花費(fèi)數(shù)千美元參加一次會(huì)議的人,或許并非是為了惡作劇。很快,金和洛佩茲約在 McLean 醫(yī)院見面,洛佩茲當(dāng)場開出了一張 200 萬美元的支票。

這 200 萬美元成為了教授的「救命稻草」。在經(jīng)費(fèi)支持下,他和團(tuán)隊(duì)克服種種障礙,成功擴(kuò)大了 iPS 細(xì)胞的生產(chǎn)規(guī)模。

隨后,金的研究逐步進(jìn)入到動(dòng)物試驗(yàn)階段,100 多只小鼠接受了細(xì)胞移植注射。2016 年,研究結(jié)果顯示這些被移植的細(xì)胞成功存活并具有正常功能,能夠治愈小鼠的帕金森病。

圖源:McLean 官網(wǎng) 正在進(jìn)行試驗(yàn)的金光壽教授

但是,洛佩茲的病情正在迅速惡化。2014 年,他從 ICU Medical 公司董事長兼首席執(zhí)行官的職位上退休,收起了山地自行車和潛水設(shè)備,放棄了所有運(yùn)動(dòng)愛好。2016 年,洛佩茲的病情愈發(fā)嚴(yán)重,僅僅站起來這一個(gè)簡單動(dòng)作,都需要經(jīng)歷一番大汗淋漓的掙扎。

實(shí)驗(yàn)室的研究突破讓洛佩茲的希望更近了一步。與此同時(shí),手術(shù)團(tuán)隊(duì)也正逐步成型。

2014 年底的一天,神經(jīng)外科醫(yī)生 杰弗里·施韋策(Jeffrey Schweitzer) 正在圣地亞哥的診所接診一名患者時(shí),接到了洛佩茲的電話。

圖源:U.S.News 網(wǎng)站截圖 Jeffrey Schweitzer醫(yī)生簡介

「你可以成為世界首位治愈帕金森的神經(jīng)外科醫(yī)生。」洛佩茲在電話里這樣說。在了解了研究計(jì)劃后,施韋策果斷加入團(tuán)隊(duì)。

隨后,加州大學(xué)圣地亞哥分校的神經(jīng)外科醫(yī)生鮑勃·卡特、威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)外科醫(yī)生邁克爾·卡普利特麻省總醫(yī)院的神經(jīng)學(xué)家 托德·赫靈頓 先后「入伙」。 仿佛好萊塢大片一樣,「領(lǐng)隊(duì)」洛佩茲提出了驚險(xiǎn)絕倫的計(jì)劃,一個(gè)由頂尖專家組建的手術(shù)團(tuán)隊(duì)正逐步集結(jié)。

為了解決手術(shù)面臨的倫理問題,洛佩茲又出資聘請了一名前 FDA 副局長。盡管這位專家認(rèn)為,這次「人體試驗(yàn)」需要至少 5 年時(shí)間和 500 萬美元進(jìn)行前期準(zhǔn)備,但好運(yùn)再次眷顧了這個(gè)團(tuán)隊(duì)。 2017 年 1 月,F(xiàn)DA 通過了團(tuán)隊(duì)提交的 2500 頁的申請,以「同情用藥」的理由,批準(zhǔn)了這項(xiàng)只有一名患者參與的臨床實(shí)驗(yàn)。

萬事俱備,只欠東風(fēng)。團(tuán)隊(duì)遇到的最后一個(gè)難題,是移植設(shè)備存在缺陷。

「在原先一些手術(shù)中,超過 90% 的細(xì)胞在移植后不久就死亡了。」施韋策說,這是因?yàn)獒橆^把移植細(xì)胞聚集成了一團(tuán),使得它們無法獲取營養(yǎng)。「我們需要在不擠壓細(xì)胞的前提下,把它們送到一個(gè)精準(zhǔn)的位置?!?/p>

為了解決這個(gè)問題,施韋策設(shè)計(jì)了一種電動(dòng)注射器,以每分鐘 2 微升的速度將細(xì)胞注射進(jìn)入腦組織,保證了在抽出針頭的同時(shí),可以將移植細(xì)胞「沉淀」成一串。

但是,原本計(jì)劃承擔(dān)手術(shù)任務(wù)的麻省總醫(yī)院,卻沒有能夠匹配新設(shè)備的影像裝置。為此,手術(shù)地點(diǎn)不得不轉(zhuǎn)移至威爾康奈爾醫(yī)學(xué)中心。這意味著, 移植細(xì)胞需要從波士頓的細(xì)胞研究室出發(fā),跨越 300 公里距離,用盡可能快的速度抵達(dá)位于曼哈頓的手術(shù)室。

速度與「手術(shù)」

2017 年 9 月 5 日,凌晨。位于 McLean 醫(yī)學(xué)院的 Dana-Farber 癌癥研究所中,技術(shù)人員小心翼翼地將經(jīng)過 6 個(gè)小時(shí)培養(yǎng)的新生多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞裝入無菌瓶,再放入始終保持 4 攝氏度的冷卻器中。等待在這里的金教授的學(xué)生宋彬接過冷卻器,乘電梯沖下樓,一輛救護(hù)車正在樓下等待。

然而,由于波士頓的漢斯科姆機(jī)場當(dāng)天關(guān)閉,金教授和研究團(tuán)隊(duì)不得不帶著冷卻器從人流量更大的洛根機(jī)場出發(fā)。私人飛機(jī)于凌晨 5 點(diǎn)起飛,橫越哈德遜河,降落在泰特波羅機(jī)場。另一輛救護(hù)車載著冷卻器從機(jī)場飛奔前往威爾康奈爾醫(yī)學(xué)中心。6 點(diǎn)半,金教授將「接力棒」交給康奈爾的研究人員,冷卻器被迅速送往手術(shù)室。

手術(shù)臺(tái)上的洛佩茲正在麻醉后的沉睡中,他的頭部被固定在定向框架里。另一組醫(yī)生團(tuán)隊(duì)正在調(diào)試 MRI 和 CT 影像,為整個(gè)移植過程提供最關(guān)鍵的「導(dǎo)航」。威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)外科卡普利特醫(yī)生走進(jìn)來,施韋策站在他的身旁。

在醫(yī)療團(tuán)隊(duì)其他人員的緊張注視下,卡普利特從預(yù)定位置小心鉆入洛佩茲的頭骨,將預(yù)裝了 400 萬個(gè)多巴胺能神經(jīng)元的注射器慢慢推入腦組織中。然后緩慢回撤并開始注射細(xì)胞,在針頭離開的軌跡上留下了一條完美的「細(xì)胞線」。

4 個(gè)小時(shí)后,手術(shù)順利結(jié)束。 清醒過來的洛佩茲幾乎立刻就感受到了變化:震顫消失了,肌肉力量也在增強(qiáng),他甚至開玩笑要和前來檢查的醫(yī)生扳手腕?!高@是久違的正常的感覺?!?洛佩茲這樣說。

然而,這種感覺只持續(xù)了 2 天,隨后,洛佩茲就重新回到了手術(shù)前的狀態(tài)。但這正在專家團(tuán)隊(duì)的預(yù)期之內(nèi):手術(shù)刺激使一些腦細(xì)胞釋放出大量多巴胺,這迅速改善了洛佩茲的癥狀,但效果卻是暫時(shí)的。而剛剛移植進(jìn)去的多巴胺能神經(jīng)元還需要幾個(gè)月的時(shí)間才能與其他細(xì)胞形成突觸,逐步恢復(fù)正常的運(yùn)動(dòng)功能。

「我想我們能做的就是阻止疾病惡化,」洛佩茲這樣說,「他們給我的人生創(chuàng)造了第二個(gè)機(jī)會(huì)。」

尾聲

為了安全起見,在 FDA 的要求下,這次手術(shù)僅在洛佩茲的左側(cè)腦部進(jìn)行了細(xì)胞移植。第一次手術(shù)順利結(jié)束,且沒有出現(xiàn)感染、癌變和癥狀惡化等不良結(jié)果。 2018 年 3 月 6 日,醫(yī)療團(tuán)隊(duì)對洛佩茲的另外一側(cè)腦部也進(jìn)行了移植手術(shù)

此后,洛佩茲接受了定期的影像檢查。 PET 成像表明,移植的腦細(xì)胞可正常產(chǎn)生多巴胺,并與其他神經(jīng)元形成突觸。同時(shí), 洛佩茲的癥狀也有一系列改善。2019 年年底,現(xiàn)年 69 歲的洛佩茲給他的醫(yī)療隊(duì)成員們發(fā)送了一段視頻。視頻中的洛佩茲正在泳池中游泳,這是他曾經(jīng)最喜歡卻又因帕金森而放棄的運(yùn)動(dòng)。

今年,由洛佩茲的故事改編的影片《Doc vs. Parkinson》也即將上映,記錄了洛佩茲與帕金森病斗爭的歷程,「我 與帕金森氏癥的斗爭就像一場拳擊比賽。我不會(huì)讓帕金森病打敗我?!孤迮迤澱f道。

圖源:參考文獻(xiàn) 移植術(shù)后的18F-DOPA PET-CT成像

2020 年 5 月 14 日,金團(tuán)隊(duì)首次在NEJM上發(fā)表論文,公布了這一世界首例移植手術(shù):通過將 iPS 細(xì)胞體外分化出的中腦多巴胺能祖細(xì)胞植入患者腦內(nèi),來治療帕金森病。 但研究論文中同時(shí)強(qiáng)調(diào),這種治療方法的效果目前仍然有限——洛佩茲仍在服用抗帕金森藥物

論文截圖

同時(shí),這例移植手術(shù)的公布還引發(fā)了諸多學(xué)者的討論和擔(dān)憂。邁克爾·??怂古两鹕⊙芯炕饡?huì)副總裁 布萊恩·菲斯克 認(rèn)為: 「為研究提供經(jīng)費(fèi)的人同樣也是第一個(gè)接受干細(xì)胞治療的人,這或許存在倫理學(xué)方面的問題?!?/strong>

還有專家稱,這或許會(huì)進(jìn)一步加重醫(yī)療資源分配不平等的問題。麥吉爾大學(xué)的生物倫理學(xué)家 喬納森·金梅爾曼 說:「當(dāng)患者本人資助臨床試驗(yàn)時(shí),這或許會(huì)導(dǎo)致研究人員違背科學(xué)原則,僅從患者利益出發(fā),來制定和優(yōu)化試驗(yàn)方案。」

面對這些贊許或批評的聲音,金教授表現(xiàn)得很平靜。

「就像《塔木德》中所說,」金教授說,「 拯救一條生命,等同于拯救整個(gè)世界。」 (注:《塔木德》是猶太教中的重要宗教文獻(xiàn))

參考文獻(xiàn):

1.https://www.statnews.com/2020/05/12/medical-first-parkinsons-brain-cell-transplant-stem-cells/

2.https://www.statnews.com/2020/05/14/ethics-questions-swirl-around-historic-parkinsons-experiment/

3.https://patents.justia.com/search?q=Kwang-Soo+Kim+and+pluripotent

4.https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(09)00214-8

5.https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1915872

6.https://en.wikipedia.org/wiki/George_%22Doc%22_Lopez

7.https://en.wikipedia.org/wiki/Kim_Kwang-soo

8.https://en.wikipedia.org/wiki/McLean_Hospital

9.https://www.youtube.com/watch?v=PjUtACvuqT8

10.https://health.usnews.com/doctors/jeffrey-schweitzer-577383

11.https://en.wikipedia.org/wiki/Shinya_Yamanaka

12.https://www.mcleanhospital.org/

13.http://www.einnews.com/pr_news/564853135/a-medical-first-filmmaker-brent-deal-focuses-lens-on-parkinson-s-survivor-dr-george-lopez-in-film-doc-vs-parkinson-s

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