本文作者:z_popeye

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 醫院的辦公室。當他打開電腦查看郵箱時,一封「垃圾郵件」吸引瞭他的註意。

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「自體誘導多能幹細胞移植」是他所見過的「最有希望」的帕金森病療法,他願意為這項研究提供經費支持

但神秘人同時提出瞭要求:「我希望成為受試者,接受移植手術。」

「這明顯是封垃圾郵件。」金教授說。

Kwang-Soo Kim 教授個人簡介

圖源:McLean 醫院官網

金教授是 McLean 醫院分子神經生物研究室主任。接到這封郵件時,他正面臨著自己職業生涯中最艱難的時刻。

多年來,他所領導的研究團隊一直接受著來自美國國立衛生研究院(National Institutes of Health,NIH)的 5 項經費支持,2011 年和 2012 年,研究經費總計高達 110 萬美元。然而,2013 年,由於 NIH 預算縮減,他的經費也被削減至僅剩 1 項。

迫於無奈,他不得不解雇瞭一部分工作人員,而此時,他的研究正處於關鍵階段。

落魄的科學傢

金光壽教授的研究,要從一項諾貝爾獎說起。

2006 年,日本京都大學的山中伸彌在 Cell 上發表瞭第一篇關於誘導多能幹細胞(Induced Pluripotent Stem Cells,iPS 細胞)的研究。他們利用病毒載體將四種轉錄因子引入小鼠的成纖維細胞內,誘導轉化出的 iPS 細胞在形態、基因和蛋白表達等方面都與胚胎幹細胞相似。山中伸彌也因此獲得瞭 2012 年諾貝爾生理學或醫學獎。

山中伸彌獲得 2012 年諾貝爾生理學或醫學獎

圖源:Twitter 截圖

金教授正是受此啟發,開始研究如何利用 iPS 細胞治療帕金森病。

在美國,有超過 100 萬的帕金森患者,平均每年還有 6 萬餘例新增病例。這是一種預後極差的疾病。多巴胺能神經元的退行性變和丟失引起瞭患者的運動功能障礙,從而出現靜止性震顫、運動遲緩、肌強直等癥狀。隨著疾病進展,患者可能長期臥床,失去生活自理能力,甚至死亡。

通過幹細胞移植治療帕金森的研究,早在上世紀 80 年代末就已經陸續開展。當時的外科醫生試圖從流產的胎兒腦中提取神經元細胞,但經過移植後,這些細胞大多數都沒能成功存活。這種手術方案在現在看來顯然不符合醫學倫理,而金教授認為,治療帕金森所用的幹細胞應該來源於患者自身。

他在 2009 年發表的一篇研究論文中,描述瞭如何更加安全地將成纖維細胞誘導轉化成為 iPS 細胞。而 iPS 細胞可以分化成為任何一種特殊細胞,比如帕金森患者「失去」的多巴胺能神經元。

金光壽(Kwang-Soo Kim) 2009 年論文截圖

多年來,他一直嘗試擴大 iPS 細胞的量產規模,但這需要一個工業規模的實驗室和一支龐大的研究隊伍。面對經費削減,金教授無能為力。

2013 年 4 月,他受邀參加瞭一場在波士頓舉行的幹細胞峰會。峰會中,他展示瞭自己當前的研究進展:如何將帕金森患者的皮膚細胞誘導成為多巴胺能神經元。會後,金教授匆匆回到瞭 McLean 醫院,他正面臨的頭等大事,仍是亟待解決的經費難題。

巧合的是,「垃圾郵件」的神秘人喬治·洛佩茲同樣參加瞭這場峰會。當金教授離開會場時,洛佩茲正試圖與他取得聯系。

患病的商人

洛佩茲曾是一名內科醫生,一次,他的一名患者因為靜脈導管脫落而意外死亡,他也因此終止瞭自己的行醫生涯。1984 年,洛佩茲在加利福尼亞州創立瞭名為 ICU Medical 的醫療設備公司。

為瞭防止同樣的悲劇再次發生,他發明瞭名為「Clicklock」的靜脈輸液組件固定裝置。他還發明瞭一種能夠將藥物安全混合的設備,並命名為「Diana」,以此紀念因乳腺癌於 2006 年去世的妻子。

ICU Medical 公司生產的「Clicklock」靜脈輸液組件固定裝置

圖源:YouTube 視頻截圖

洛佩茲曾是一名狂熱的潛水愛好者。他不僅創下瞭全美自由潛水記錄,2004 年,他在自由潛水中使用魚叉捕撈瞭一條重達 269 磅的黑色馬林魚,刷新瞭世界紀錄。

2004年,洛佩茲在刷新世界紀錄的黑色馬林魚旁

圖源:Wikipedia

然而,在妻子去世前,洛佩茲就開始出現雙手震顫的癥狀。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。

「帕金森病像一座監獄一樣將你囚禁在體內,」洛佩茲這樣說,「如果世界還有公平而言,我就不應該為此受苦。」

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瞭他的癥狀,然而,隨著疾病的發展,藥效變得越來越不明顯。2013 年,洛佩茲絕望地發現,藥物已經無法阻止他雙手的震顫瞭。

洛佩茲的神經內科醫生告訴他,目前最有可能治愈帕金森的方法就是幹細胞移植。盡管這種方法還沒有通過臨床試驗,但他仍然覺得自己看到瞭希望。他決心不再坐以待斃,要和帕金森病爭奪最後的主動權。

洛佩茲在接受采訪

圖源:YouTube 視頻截圖

2013 年 4 月,他用 3000 美元換來一張波士頓幹細胞峰會的入場券。就是在這裡,洛佩茲聽到瞭金光壽的演講。

「這讓我看到瞭希望。」

200 萬美元支票和 1 支頂尖醫療隊

金光壽教授最終回復瞭那封「垃圾郵件」,他想,花費數千美元參加一次會議的人,或許並非是為瞭惡作劇。很快,金和洛佩茲約在 McLean 醫院見面,洛佩茲當場開出瞭一張 200 萬美元的支票。

這 200 萬美元成為瞭教授的「救命稻草」。在經費支持下,他和團隊克服種種障礙,成功擴大瞭 iPS 細胞的生產規模。

隨後,金的研究逐步進入到動物試驗階段,100 多隻小鼠接受瞭細胞移植註射。2016 年,研究結果顯示這些被移植的細胞成功存活並具有正常功能,能夠治愈小鼠的帕金森病。

正在進行試驗的金光壽教授

圖源:McLean 官網

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行官的職位上退休,收起瞭山地自行車和潛水設備,放棄瞭所有運動愛好。2016 年,洛佩茲的病情愈發嚴重,僅僅站起來這一個簡單動作,都需要經歷一番大汗淋漓的掙紮。

實驗室的研究突破讓洛佩茲的希望更近瞭一步。與此同時,手術團隊也正逐步成型。

2014 年底的一天,神經外科醫生傑弗裡·施韋策(Jeffrey Schweitzer)正在聖地亞哥的診所接診一名患者時,接到瞭洛佩茲的電話。

Jeffrey Schweitzer 醫生簡介

圖源:U.S.News 網站截圖

「你可以成為世界首位治愈帕金森的神經外科醫生。」洛佩茲在電話裡這樣說。在瞭解瞭研究計劃後,施韋策果斷加入團隊。

隨後,加州大學聖地亞哥分校的神經外科醫生鮑勃·卡特、威爾康奈爾醫學院的神經外科醫生邁克爾·卡普利特麻省總醫院的神經學傢托德·赫靈頓先後「入夥」。仿佛好萊塢大片一樣,「領隊」洛佩茲提出瞭驚險絕倫的計劃,一個由頂尖專傢組建的手術團隊正逐步集結。

為瞭解決手術面臨的倫理問題,洛佩茲又出資聘請瞭一名前 FDA 副局長。盡管這位專傢認為,這次「人體試驗」需要至少 5 年時間和 500 萬美元進行前期準備,但好運再次眷顧瞭這個團隊。2017 年 1 月,FDA 通過瞭團隊提交的 2500 頁的申請,以「同情用藥」的理由,批準瞭這項隻有一名患者參與的臨床實驗。

萬事俱備,隻欠東風。團隊遇到的最後一個難題,是移植設備存在缺陷。

「在原先一些手術中,超過 90% 的細胞在移植後不久就死亡瞭。」施韋策說,這是因為針頭把移植細胞聚集成瞭一團,使得它們無法獲取營養。「我們需要在不擠壓細胞的前提下,把它們送到一個精準的位置。」

為瞭解決這個問題,施韋策設計瞭一種電動註射器,以每分鐘 2 微升的速度將細胞註射進入腦組織,保證瞭在抽出針頭的同時,可以將移植細胞「沉淀」成一串。

但是,原本計劃承擔手術任務的麻省總醫院,卻沒有能夠匹配新設備的影像裝置。為此,手術地點不得不轉移至威爾康奈爾醫學中心。這意味著,移植細胞需要從波士頓的細胞研究室出發,跨越 300 公裡距離,用盡可能快的速度抵達位於曼哈頓的手術室。

速度與「手術」

2017 年 9 月 5 日,凌晨。位於 McLean 醫學院的 Dana-Farber 癌癥研究所中,技術人員小心翼翼地將經過 6 個小時培養的新生多巴胺能神經元細胞裝入無菌瓶,再放入始終保持 4 攝氏度的冷卻器中。等待在這裡的金教授的學生宋彬接過冷卻器,乘電梯沖下樓,一輛救護車正在樓下等待。

然而,由於波士頓的漢斯科姆機場當天關閉,金教授和研究團隊不得不帶著冷卻器從人流量更大的洛根機場出發。私人飛機於凌晨 5 點起飛,橫越哈德遜河,降落在泰特波羅機場。另一輛救護車載著冷卻器從機場飛奔前往威爾康奈爾醫學中心。6 點半,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室。

手術臺上的洛佩茲正在麻醉後的沉睡中,他的頭部被固定在定向框架裡。另一組醫生團隊正在調試 MRI 和 CT 影像,為整個移植過程提供最關鍵的「導航」。威爾康奈爾醫學院的神經外科卡普利特醫生走進來,施韋策站在他的身旁。

在醫療團隊其他人員的緊張註視下,卡普利特從預定位置小心鉆入洛佩茲的頭骨,將預裝瞭 400 萬個多巴胺能神經元的註射器慢慢推入腦組織中。然後緩慢回撤並開始註射細胞,在針頭離開的軌跡上留下瞭一條完美的「細胞線」。

4 個小時後,手術順利結束。清醒過來的洛佩茲幾乎立刻就感受到瞭變化:震顫消失瞭,肌肉力量也在增強,他甚至開玩笑要和前來檢查的醫生扳手腕。「這是久違的正常的感覺。」洛佩茲這樣說。

然而,這種感覺隻持續瞭 2 天,隨後,洛佩茲就重新回到瞭手術前的狀態。但這正在專傢團隊的預期之內:手術刺激使一些腦細胞釋放出大量多巴胺,這迅速改善瞭洛佩茲的癥狀,但效果卻是暫時的。而剛剛移植進去的多巴胺能神經元還需要幾個月的時間才能與其他細胞形成突觸,逐步恢復正常的運動功能。

「我想我們能做的就是阻止疾病惡化,」洛佩茲這樣說,「他們給我的人生創造瞭第二個機會。」

尾聲

為瞭安全起見,在 FDA 的要求下,這次手術僅在洛佩茲的左側腦部進行瞭細胞移植。第一次手術順利結束,且沒有出現感染、癌變和癥狀惡化等不良結果。2018 年 3 月 6 日,醫療團隊對洛佩茲的另外一側腦部也進行瞭移植手術

此後,洛佩茲接受瞭定期的影像檢查。PET 成像表明,移植的腦細胞可正常產生多巴胺,並與其他神經元形成突觸。同時,洛佩茲的癥狀也有一系列改善。2019 年年底,現年 69 歲的洛佩茲給他的醫療隊成員們發送瞭一段視頻。視頻中的洛佩茲正在泳池中遊泳,這是他曾經最喜歡卻又因帕金森而放棄的運動。

今年,由洛佩茲的故事改編的影片《Doc vs. Parkinson》也即將上映,記錄瞭洛佩茲與帕金森病鬥爭的歷程,「我與帕金森氏癥的鬥爭就像一場拳擊比賽。我不會讓帕金森病打敗我。」洛佩茲說道。

移植術後的 18F-DOPA PET-CT成像

圖源:參考文獻

2020 年 5 月 14 日,金團隊首次在 NEJM 上發表論文,公佈瞭這一世界首例移植手術:通過將 iPS 細胞體外分化出的中腦多巴胺能祖細胞植入患者腦內,來治療帕金森病。但研究論文中同時強調,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,這例移植手術的公佈還引發瞭諸多學者的討論和擔憂。邁克爾·福克斯帕金森病研究基金會副總裁佈萊恩·菲斯克認為:「為研究提供經費的人同樣也是第一個接受幹細胞治療的人,這或許存在倫理學方面的問題。」

還有專傢稱,這或許會進一步加重醫療資源分配不平等的問題。麥吉爾大學的生物倫理學傢喬納森·金梅爾曼說:「當患者本人資助臨床試驗時,這或許會導致研究人員違背科學原則,僅從患者利益出發,來制定和優化試驗方案。」

面對這些贊許或批評的聲音,金教授表現得很平靜。

監制:gyouza

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