很多人對(duì)“干細(xì)胞”感到陌生，甚至覺(jué)得它離我們很遠(yuǎn)，但其實(shí)它早已融入臨床醫(yī)療，比如造血干細(xì)胞移植治愈白血病的案例，就幫助了無(wú)數(shù)患病孩子重獲健康。今天，我們就讀懂這種“萬(wàn)用細(xì)胞”如何為親子家庭的健康保駕護(hù)航。

01

初識(shí)干細(xì)胞療法

人體是大自然的奇跡，數(shù)以?xún)|計(jì)的細(xì)胞同步工作為我們輸送血液、分泌多巴胺，讓我們感受大千世界。但隨著年齡漸長(zhǎng)，我們的細(xì)胞會(huì)變老，于是皮膚開(kāi)始松弛，人體內(nèi)的軟骨開(kāi)始嚴(yán)重磨損等等。衰老和疾病是自然規(guī)律，但干細(xì)胞可以讓這個(gè)規(guī)律推遲，因?yàn)楦杉?xì)胞能夠成為全能的替補(bǔ)細(xì)胞。

干細(xì)胞示意圖

干細(xì)胞，一種具有自我更新能力和多向分化潛能的原始細(xì)胞，是機(jī)體的起源細(xì)胞，在一定條件下，可以分化成多種功能細(xì)胞或組織器官，所以又被稱(chēng)為“萬(wàn)用細(xì)胞”。干細(xì)胞植入人體后,可替代已損傷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù),從而達(dá)到治療的目的，這就是干細(xì)胞療法（Stem-cell therapy）。

通過(guò)對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行體外分離、培養(yǎng)、定向誘導(dǎo)分化等，能夠培養(yǎng)出全新的、正常的、更年輕的細(xì)胞、組織、器官等。然后通過(guò)特殊的移植技術(shù)移植到體內(nèi)，代替那些受損傷或不正常的細(xì)胞，從而恢復(fù)機(jī)體功能。其實(shí)，干細(xì)胞治療并不新奇，造血干細(xì)胞移植治愈白血病的案例不勝枚舉，這項(xiàng)技術(shù)也可以應(yīng)用于肝硬化、腦癱等疾病的治療。

02

干細(xì)胞療法遇難題

干細(xì)胞療法是未來(lái)醫(yī)學(xué)重要的研究和應(yīng)用方向。不過(guò)，制造干細(xì)胞并非易事，需要提取患者的血液細(xì)胞，加入化學(xué)物質(zhì)把它們變成干細(xì)胞。然而，現(xiàn)實(shí)操作中最終得到的卻是一盤(pán)非常雜亂的、不同方向（向眼睛、大腦、肝臟發(fā)展）的細(xì)胞，這些隨機(jī)細(xì)胞必須被移除。

從前，研究人員只能靠手工操作移除這些隨機(jī)細(xì)胞。納比哈第一次造訪哈佛干細(xì)胞研究所時(shí)，看到一位科學(xué)家在觀察并評(píng)估干細(xì)胞——利用他們多年的經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)去確定哪些細(xì)胞質(zhì)量低下，并移除不需要的細(xì)胞。這個(gè)手動(dòng)過(guò)程非常耗時(shí)、乏味且產(chǎn)量很小。最終能夠通過(guò)人體移植所需的最終質(zhì)量保證測(cè)試的細(xì)胞，大約占總數(shù)的10%～20%，所以定制化的干細(xì)胞銀行價(jià)值不菲。

科學(xué)家通過(guò)顯微鏡投屏，手工評(píng)估并移除不需要的細(xì)胞

想要讓干細(xì)胞生產(chǎn)過(guò)程規(guī)模化且費(fèi)用可承受，就需要把這個(gè)過(guò)程自動(dòng)化，納比哈博士決定使用物理方法去攻克這個(gè)難題。

03

干細(xì)胞遇激光

納比哈在求學(xué)期間就提出，可以創(chuàng)造性地使用激光來(lái)設(shè)計(jì)修改細(xì)胞。她還沒(méi)有畢業(yè)就發(fā)明了細(xì)胞激光編輯發(fā)明專(zhuān)利——可以在精確的時(shí)間間隔里瞄準(zhǔn)數(shù)百萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中的任何一個(gè)。

為了提高用激光移除不需要的細(xì)胞這個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化程度，納比哈在畢業(yè)后組建了團(tuán)隊(duì)，吸引來(lái)很多有物理學(xué)、干細(xì)胞生物學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)背景的大咖研究者一起協(xié)作。他們使用機(jī)器來(lái)學(xué)習(xí)識(shí)別不需要的細(xì)胞并移除它們，還開(kāi)發(fā)了算法，在尋找有用信息和圖像方面也有顯著成效，且成為機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)完美使用場(chǎng)景，革新了再生醫(yī)學(xué)行業(yè)。

干細(xì)胞激光定制化技術(shù)的原理是：取一些血液細(xì)胞，放在卡盒中，往血液細(xì)胞里加入化學(xué)物質(zhì)讓它們變成干細(xì)胞，機(jī)器識(shí)別出不需要的細(xì)胞并用激光殺死它們。

為確定細(xì)胞質(zhì)量的高低，科研人員還收集了大量數(shù)據(jù)，應(yīng)用算法，根據(jù)各種因素確定細(xì)胞質(zhì)量。細(xì)胞質(zhì)量的判斷標(biāo)準(zhǔn)為細(xì)胞形態(tài)——即細(xì)胞的形狀、大小和密度。

機(jī)器決定打印細(xì)胞的時(shí)間和頻率，并使用全自動(dòng)系統(tǒng)來(lái)運(yùn)行整個(gè)過(guò)程。經(jīng)過(guò)反復(fù)修剪后，就可以得到專(zhuān)屬的完美干細(xì)胞培養(yǎng)物，隨時(shí)可以存入干細(xì)胞銀行并使用。

看到這里，相信各位已經(jīng)對(duì)干細(xì)胞療法有了清晰的認(rèn)知——它不是虛無(wú)的“抗衰老神話”，而是有真實(shí)科研支撐、能切實(shí)守護(hù)親子家庭健康的醫(yī)學(xué)方向，從治愈白血病到修復(fù)器官損傷，每一步突破都在為我們的健康兜底。記得轉(zhuǎn)發(fā)給身邊的家長(zhǎng)朋友，一起了解前沿醫(yī)學(xué)知識(shí)，為孩子、為家人筑牢健康防線～ 評(píng)論區(qū)聊聊，你最想了解干細(xì)胞療法在哪個(gè)健康領(lǐng)域的應(yīng)用？

《知識(shí)就是力量》迎接創(chuàng)刊70周年

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《知識(shí)就是力量》喜迎創(chuàng)刊70周年，科學(xué)藝術(shù)作品征集

七十載薪火相傳，科普路初心如磐。為落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于深入實(shí)施“人工智能+”行動(dòng)的意見(jiàn)》，值《知識(shí)就是力量》創(chuàng)刊70周年之際，誠(chéng)邀社會(huì)各界以AI為翼、以創(chuàng)意為橋，用音樂(lè)、舞臺(tái)劇、詩(shī)畫(huà)等形式賦能科學(xué)傳播，讓知識(shí)的力量浸潤(rùn)人心，為構(gòu)建新時(shí)代科普生態(tài)、注入創(chuàng)意動(dòng)能。

活動(dòng)詳情：

責(zé)任編輯｜趙青云 李雅欣

運(yùn)營(yíng)編輯｜李雅欣

質(zhì)量審核 | 原飛燕

圖文來(lái)源 | 《知識(shí)就是力量》雜志《未來(lái)醫(yī)療的“新大門(mén)”:定制化干細(xì)胞》，撰文/王治鈞，原文有刪改，原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。

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