1998年,美国威斯康星大学一个团队,将人的胚胎干细胞拿到体外培养,可说是拉开人类胚胎干细胞研究序幕的关键里程碑。干细胞、生殖发育、遗传疾病等研究对全人类进步有什么潜在价值和意义呢?
干细胞专家、北京清华大学医学院教授纪家葵表示,人的器官会衰老,用细胞能修复这些衰老器官的话,才能长期性地治疗。
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有效应对衰老代谢退化病
他指出,1998年干细胞研究在美国开始兴起的时候,所有科学家都意识到它对医学应用的重要性,包括对衰老疾病,糖尿病等代谢疾病,以及神经退化性疾病等等。
他指出,很多人不了解哪些干细胞治疗方法真正有效?无论是在马来西亚、中国乃至美国,很多民众仍然对干细胞一知半解,商业化的宣传也已造成一些概念上的混淆或过度宣传。许多民众认为干细胞能治疗百病,更有传说某人不能行动,打了一针后便能站起来行走,这些已经把干细胞过度神化,这并不是好的现象。
他说:“这不是科学家的初衷,科学家一开始是针对某种疾病开发针对性的治疗方法,必须循序渐进地开发干细胞治疗,需要很多临床验证才能确定其有效性及安全性。”
注射不安全干细胞会变肿瘤
纪家葵指出,干细胞并不能随便打入人体内,因为干细胞有潜能性,它可以分化成很多不同类型的细胞,如果打了不安全的干细胞,是会形成肿瘤的,这是有更大的危险性,但很多民众不知道。
纪家葵长期致力于研究干细胞与生殖发育的机制,尤其是人类生殖细胞的形成、减数分裂的启动、导致不孕不育症的遗传突变及分子机理。
对于为什么选择不孕不育和生殖医学研究这个方向,纪家葵解释说,人类传宗接代,父亲母亲的基因在传到下一代时会有新的变化,新的变化传到下一代时的基因重组只在人的生殖细胞产生。因此,有必要通过研究了解在这过程中生殖细胞如何发育,如何进行减数分裂基因重组。
生殖医学应用分3阶段
那为什么要用干细胞研究呢?纪家葵举例干细胞针对生殖医学或者生殖健康的应用,大概可分为三个阶段。
他指出,之前对人的生殖细胞的研究有很大的局限性,在临床研究,要获得人的样本有很多道德论理限制,只能获得的很少量的病人的生殖细胞样本,而且病人之间有很多个体差异,所以很难进行分子或细胞生物学研究。
他表示,有了一个体外的干细胞分化为生殖细胞的体系,就突破了样本的限制,可以更快理解人的生殖细胞发育的过程,包括临床上看到的许多不孕不育症。
他指出,接下来就是开发一些检测的手段,检测这些病人是否携带致病性的基因,确定病人的生殖细胞是否发育不健全。
在下一阶段,就可以对症下药,针对致病因素开发干预的手段。
本科主修生物化学
加入干细胞研究领域
30年多前,干细胞领域仍属新课题。而纪家葵教授1992年到美国深造时,本科主修生物化学(Biochemistry),直到博士后研究开始才加入干细胞研究领域。
谈到为何会选择这领域时,纪家葵表示,当时觉得干细胞很有潜力成为一种新的治疗疾病的方法。社会趋老龄化,会出现很多代谢疾病,包括糖尿病、心血管、神经退化性疾病等。虽然很多小分子药、传统的化学成分药已开发,但很多时候并不是很有效果。
他当时就在想,是不是还有新的方法可以取代小分子药或者拓展?他说:“我当时觉得干细胞来源于我们自己身体里的细胞,很有潜力开发为治疗这些退化性疾病的新疗法。”
科研是探索未知、追寻新知、然后再创造的研究,也不是一朝一夕能成就的事。科学家在探索的路上难免会遇到一些挑战。
对纪家葵而言,当时从原本博士阶段熟悉的实验体系转换到干细胞领域,怎么利用新的研究体系是最大的挑战。他一开始学习如何培养人的干细胞,如何不让细胞不被细菌污染。在他花了几个月克服这些问题后,便开始建立人干细胞分化成早期生殖细胞的体系。
2007年纪家葵开始在斯坦福大学当副研究员,工作上要组织和指导研究生一些实验,当时他继续把人的干细胞分化成晚期较成熟的生殖细胞。
胚胎干细胞体外分化为类精细胞
最终在2009年,纪家葵团队在权威科学杂志《自然》上发表科研成果,介绍了在世界上首次用人的胚胎干细胞,体外分化为类精细胞。
此外,纪家葵也曾在《细胞》(Cell)、《核酸研究》(Nuclei Acid Research)、《自然·通讯》(Nature Communications)在线等国际著名学术期刊发表论文。
设在清华大学郑裕彤医学楼的纪家葵实验室大概有15个人,主要是博士研究生,他们在清华大概会进行5年左右的博士课题研究。
研究解决移植免疫排斥
一些医疗企业要开发在临床上转化应用的技术,纪家葵实验室也会和他们合作。他透露,实验室现在要开发的其中一个技术是要如何解决移植的组织免疫排斥的问题。目前解决方法就是吃一些免疫抑制药,但免疫抑制药会破坏病人的免疫系统。
他说:“要怎么做到局部性地保护移植的细胞但又不破坏病人的免疫系统是较大的挑战,这是我们在与医药企业合作的。”
盼成国际顶尖医学机构
新清华医学革新整合
根据清华大学医院官网介绍,纪家葵教授还担任英国医学研究委员会(MRC)基金评委、中国科技部基金评委、清华医学院干细胞伦理委员会委员、中国动物学分会生殖生物学会委员、中国载人航天工程空间科学空间生命科学与生物技术专家组等社会职务。
清华大学近几年有一些面向国际化的活动,包括近年设了新的清华医学学科(Tsinghua Medicine),带头人是新加坡国家科学院院士黄天荫教授。
纪家葵说:“新清华医学进行了结构性的革新,把我们的基础医学与临床医学整合起来。目标是把我们的地位提升成为国际顶尖的医学机构,在国际上更上一层楼。所以我现在开始协助黄教授进行更多的国际合作计划,包括与新加坡的新保集团和新加坡大学等进行教育及科研合作。”
中美关系僵硬影响学术交流
当问到中美关系僵硬之下,学术交流是否有受到影响?纪家葵表示,在疫情的时候,在特朗普时期,中美学术交流的确有受一些影响,也感慨这对科学无边界有很大的伤害,很多科研合作都遭到破坏。
科系太冷门父母忧前程
领奖学金减家经济负担
30多年前,纪家葵选择攻读生物化学系,也曾遭到质疑,父母和长辈尤为孩子的前途操心,因为当时大家对这个科系并不熟悉,还看不到应用的方向。
背井离乡到美国深造,纪家葵忆述,前几年觉得比较有压力,本科的时候都拿父母辛苦赚来的钱去读大学,要有一个交代,如果能尽快地不须要他们资助,拿到奖学金,就不会有这么大的压力。
所以在第三年开始,爱荷华州立大学设有本科和硕士联读的课程,纪家葵到3年半的时候成功申请进入硕士课程,可获得奖学金津贴,这让他心里负担减轻一些,可以选择自己的兴趣,又可以让家人不会有太大的经济负担。
姐姐让出赴国外深造机会
纪家葵是家里的老么,上有一个姐姐和一个哥哥。他提到考虑到家里的经济情况,姐姐牺牲到国外深造机会,让给弟弟。所以他很感激姐姐的付出。
冠情疫情爆发后,中国国境封锁近3年,对中国人或在当地的外国人来说,回家的路也格外漫长。
纪家葵坦言,那3年思乡之情的确很难挨,但还好能透过视频见到父母。今年1月6日中国开放边境后,纪家葵就赶紧回马探望亲人。
勉励学生
“为理想要敢想敢做”
许多中学毕业生面对了升学或投入社会的严峻考验。纪家葵教授勉励学生,“为理想要敢想敢做”。
他说:“不要因为是马来西亚人,是马来西亚的学生,而没有信心到国际顶尖大学去学习。我们不要觉得有自卑感,不要因为觉得马来西亚是小国就觉得不能做到,要敢想敢做,有升学求上进的初心,就要勇敢去争取机会,每一个提升自己的机会都是要自己去拼搏争取的。”
纪家葵出生于在霹雳州实兆远,4岁搬到新山士古来一个叫八哩半的小新村,父母从外公接手咖啡店,主要客户群是南益黄梨厂的工人。
纪家葵回忆起童年说,和其他乡下孩子一样,他小学时上完课也会去抓鱼、爬树。他提到,他是在甘榜及新村环境长大的,他相信,“只要能坚持自己的理想及初心,一定能达到目标。”
他也鼓励学生们要自主学习。他提到他当年要到美国留学,在当时网络并不发达的年代,他都是自己主动去找资料并比较美国各个大学的科系。
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