1998年,美國威斯康星大學一個團隊,將人的胚胎幹細胞拿到體外培養,可說是拉開人類胚胎幹細胞研究序幕的關鍵里程碑。幹細胞、生殖發育、遺傳疾病等研究對全人類進步有什麼潛在價值和意義呢?
幹細胞專家、北京清華大學醫學院教授紀家葵表示,人的器官會衰老,用細胞能修復這些衰老器官的話,才能長期性地治療。
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有效應對衰老代謝退化病
他指出,1998年幹細胞研究在美國開始興起的時候,所有科學家都意識到它對醫學應用的重要性,包括對衰老疾病,糖尿病等代謝疾病,以及神經退化性疾病等等。
他指出,很多人不瞭解哪些幹細胞治療方法真正有效?無論是在馬來西亞、中國乃至美國,很多民眾仍然對幹細胞一知半解,商業化的宣傳也已造成一些概念上的混淆或過度宣傳。許多民眾認為幹細胞能治療百病,更有傳說某人不能行動,打了一針後便能站起來行走,這些已經把幹細胞過度神化,這並不是好的現象。
他說:“這不是科學家的初衷,科學家一開始是針對某種疾病開發針對性的治療方法,必須循序漸進地開發幹細胞治療,需要很多臨床驗證才能確定其有效性及安全性。”
注射不安全乾細胞會變腫瘤
紀家葵指出,幹細胞並不能隨便打入人體內,因為幹細胞有潛能性,它可以分化成很多不同類型的細胞,如果打了不安全的幹細胞,是會形成腫瘤的,這是有更大的危險性,但很多民眾不知道。
紀家葵長期致力於研究幹細胞與生殖發育的機制,尤其是人類生殖細胞的形成、減數分裂的啟動、導致不孕不育症的遺傳突變及分子機理。
對於為什麼選擇不孕不育和生殖醫學研究這個方向,紀家葵解釋說,人類傳宗接代,父親母親的基因在傳到下一代時會有新的變化,新的變化傳到下一代時的基因重組只在人的生殖細胞產生。因此,有必要通過研究瞭解在這過程中生殖細胞如何發育,如何進行減數分裂基因重組。
生殖醫學應用分3階段
那為什麼要用幹細胞研究呢?紀家葵舉例幹細胞針對生殖醫學或者生殖健康的應用,大概可分為三個階段。
他指出,之前對人的生殖細胞的研究有很大的侷限性,在臨床研究,要獲得人的樣本有很多道德論理限制,只能獲得的很少量的病人的生殖細胞樣本,而且病人之間有很多個體差異,所以很難進行分子或細胞生物學研究。
他表示,有了一個體外的幹細胞分化為生殖細胞的體系,就突破了樣本的限制,可以更快理解人的生殖細胞發育的過程,包括臨床上看到的許多不孕不育症。
他指出,接下來就是開發一些檢測的手段,檢測這些病人是否攜帶致病性的基因,確定病人的生殖細胞是否發育不健全。
在下一階段,就可以對症下藥,針對致病因素開發干預的手段。
本科主修生物化學
加入幹細胞研究領域
30年多前,幹細胞領域仍屬新課題。而紀家葵教授1992年到美國深造時,本科主修生物化學(Biochemistry),直到博士後研究開始才加入幹細胞研究領域。
談到為何會選擇這領域時,紀家葵表示,當時覺得幹細胞很有潛力成為一種新的治療疾病的方法。社會趨老齡化,會出現很多代謝疾病,包括糖尿病、心血管、神經退化性疾病等。雖然很多小分子藥、傳統的化學成分藥已開發,但很多時候並不是很有效果。
他當時就在想,是不是還有新的方法可以取代小分子藥或者拓展?他說:“我當時覺得幹細胞來源於我們自己身體裡的細胞,很有潛力開發為治療這些退化性疾病的新療法。”
科研是探索未知、追尋新知、然後再創造的研究,也不是一朝一夕能成就的事。科學家在探索的路上難免會遇到一些挑戰。
對紀家葵而言,當時從原本博士階段熟悉的實驗體系轉換到幹細胞領域,怎麼利用新的研究體系是最大的挑戰。他一開始學習如何培養人的幹細胞,如何不讓細胞不被細菌汙染。在他花了幾個月克服這些問題後,便開始建立人幹細胞分化成早期生殖細胞的體系。
2007年紀家葵開始在斯坦福大學當副研究員,工作上要組織和指導研究生一些實驗,當時他繼續把人的幹細胞分化成晚期較成熟的生殖細胞。
胚胎幹細胞體外分化為類精細胞
最終在2009年,紀家葵團隊在權威科學雜誌《自然》上發表科研成果,介紹了在世界上首次用人的胚胎幹細胞,體外分化為類精細胞。
此外,紀家葵也曾在《細胞》(Cell)、《核酸研究》(Nuclei Acid Research)、《自然·通訊》(Nature Communications)在線等國際著名學術期刊發表論文。
設在清華大學鄭裕彤醫學樓的紀家葵實驗室大概有15個人,主要是博士研究生,他們在清華大概會進行5年左右的博士課題研究。
研究解決移植免疫排斥
一些醫療企業要開發在臨床上轉化應用的技術,紀家葵實驗室也會和他們合作。他透露,實驗室現在要開發的其中一個技術是要如何解決移植的組織免疫排斥的問題。目前解決方法就是吃一些免疫抑制藥,但免疫抑制藥會破壞病人的免疫系統。
他說:“要怎麼做到局部性地保護移植的細胞但又不破壞病人的免疫系統是較大的挑戰,這是我們在與醫藥企業合作的。”
盼成國際頂尖醫學機構
新清華醫學革新整合
根據清華大學醫院官網介紹,紀家葵教授還擔任英國醫學研究委員會(MRC)基金評委、中國科技部基金評委、清華醫學院幹細胞倫理委員會委員、中國動物學分會生殖生物學會委員、中國載人航天工程空間科學空間生命科學與生物技術專家組等社會職務。
清華大學近幾年有一些面向國際化的活動,包括近年設了新的清華醫學學科(Tsinghua Medicine),帶頭人是新加坡國家科學院院士黃天蔭教授。
紀家葵說:“新清華醫學進行了結構性的革新,把我們的基礎醫學與臨床醫學整合起來。目標是把我們的地位提升成為國際頂尖的醫學機構,在國際上更上一層樓。所以我現在開始協助黃教授進行更多的國際合作計劃,包括與新加坡的新保集團和新加坡大學等進行教育及科研合作。”
中美關係僵硬影響學術交流
當問到中美關係僵硬之下,學術交流是否有受到影響?紀家葵表示,在疫情的時候,在特朗普時期,中美學術交流的確有受一些影響,也感慨這對科學無邊界有很大的傷害,很多科研合作都遭到破壞。
科系太冷門父母憂前程
領獎學金減家經濟負擔
30多年前,紀家葵選擇攻讀生物化學系,也曾遭到質疑,父母和長輩尤為孩子的前途操心,因為當時大家對這個科系並不熟悉,還看不到應用的方向。
背井離鄉到美國深造,紀家葵憶述,前幾年覺得比較有壓力,本科的時候都拿父母辛苦賺來的錢去讀大學,要有一個交代,如果能儘快地不須要他們資助,拿到獎學金,就不會有這麼大的壓力。
所以在第三年開始,愛荷華州立大學設有本科和碩士聯讀的課程,紀家葵到3年半的時候成功申請進入碩士課程,可獲得獎學金津貼,這讓他心裡負擔減輕一些,可以選擇自己的興趣,又可以讓家人不會有太大的經濟負擔。
姐姐讓出赴國外深造機會
紀家葵是家裡的老麼,上有一個姐姐和一個哥哥。他提到考慮到家裡的經濟情況,姐姐犧牲到國外深造機會,讓給弟弟。所以他很感激姐姐的付出。
冠情疫情爆發後,中國國境封鎖近3年,對中國人或在當地的外國人來說,回家的路也格外漫長。
紀家葵坦言,那3年思鄉之情的確很難捱,但還好能透過視頻見到父母。今年1月6日中國開放邊境後,紀家葵就趕緊回馬探望親人。
勉勵學生
“為理想要敢想敢做”
許多中學畢業生面對了升學或投入社會的嚴峻考驗。紀家葵教授勉勵學生,“為理想要敢想敢做”。
他說:“不要因為是馬來西亞人,是馬來西亞的學生,而沒有信心到國際頂尖大學去學習。我們不要覺得有自卑感,不要因為覺得馬來西亞是小國就覺得不能做到,要敢想敢做,有升學求上進的初心,就要勇敢去爭取機會,每一個提升自己的機會都是要自己去拼搏爭取的。”
紀家葵出生於在霹靂州實兆遠,4歲搬到新山士古來一個叫八哩半的小新村,父母從外公接手咖啡店,主要客戶群是南益黃梨廠的工人。
紀家葵回憶起童年說,和其他鄉下孩子一樣,他小學時上完課也會去抓魚、爬樹。他提到,他是在甘榜及新村環境長大的,他相信,“只要能堅持自己的理想及初心,一定能達到目標。”
他也鼓勵學生們要自主學習。他提到他當年要到美國留學,在當時網絡並不發達的年代,他都是自己主動去找資料並比較美國各個大學的科系。
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