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【對話/觀察者網(wǎng)心智觀察所】

脊髓損傷，這一曾令醫(yī)學(xué)界束手無策的難題，正因一位科學(xué)家的突破性研究迎來曙光。同濟(jì)大學(xué)教授朱融融博士，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出全球首個(gè)可注射神經(jīng)系統(tǒng)生物材料修復(fù)支架。這一技術(shù)為全球數(shù)百萬的患者點(diǎn)燃了希望。

朱融融博士當(dāng)選觀察者網(wǎng)2024“年度科創(chuàng)人物·年度領(lǐng)航者”。日前，心智觀察所走進(jìn)這位“破壁者”的科研世界，聆聽她如何用生物材料書寫生命的韌性。

心智觀察所：首先祝賀朱教授當(dāng)選本次觀察者網(wǎng)的年度科創(chuàng)人物，您從事納米生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究多年，我們也了解到您實(shí)驗(yàn)室在脊髓損傷修復(fù)方面的突破，可不可以請您先從技術(shù)層面簡單介紹一下“可注射神經(jīng)系統(tǒng)生物材料修復(fù)支架”？

朱融融：這款生物材料，能夠通過促進(jìn)神經(jīng)再生，誘導(dǎo)軸突方向性生長重塑神經(jīng)環(huán)路等作用效果，加速脊髓損傷修復(fù)進(jìn)程，其實(shí)是打造了一個(gè)神經(jīng)中繼站。講得通俗一點(diǎn)，如果脊髓斷掉，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就不存在了，大腦發(fā)出的電信號也就傳不過去。因此，我們研發(fā)出了一種新的生物材料，讓中間斷開的神經(jīng)連接起來，并促進(jìn)神經(jīng)元重新繼續(xù)生長，形成一個(gè)新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，腦部的信號就能通過這個(gè)中間橋，傳遞給下游的肌肉和感覺效應(yīng)器轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)信號，下游的肌肉和感覺效應(yīng)器的電信號也能夠回傳給腦部。由此，這個(gè)人造的“支架”就具備了原生神經(jīng)器官的功能。

心智觀察所：最初是什么樣的契機(jī)，讓您決定投身于這樣一個(gè)很有意義的領(lǐng)域呢？

朱融融：一個(gè)很偶然的機(jī)會(huì)，我參加了2016年程黎明老師的重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。該計(jì)劃主要任務(wù)就是攻克脊髓損傷修復(fù)難題。我其實(shí)最早是做生物材料的，在2016年之前我基本都只是做生物材料的各種設(shè)計(jì)，更多的是用于抗腫瘤方面，涉及再生的并不多。

從2016年開始介入到脊髓損傷以后，我發(fā)現(xiàn)神經(jīng)科學(xué)對我來說更有趣一點(diǎn)，然后就差不多把全部的精力轉(zhuǎn)入到利用生物材料來促進(jìn)脊髓損傷的再生修復(fù)工作中。

這類工作包含了材料的設(shè)計(jì)、對脊髓損傷本身病理微環(huán)境的解析等等。如果我們要設(shè)計(jì)一個(gè)好的材料，并不是說單純地把這個(gè)材料放進(jìn)脊髓里就行，而是要根據(jù)病理微環(huán)境的調(diào)控需求對材料進(jìn)行重新優(yōu)化和設(shè)計(jì)，這樣材料不僅能夠調(diào)控微環(huán)境，而且能夠讓內(nèi)源的神經(jīng)干細(xì)胞進(jìn)行一個(gè)有效的分化，這有點(diǎn)像一個(gè)學(xué)科交叉的過程。

心智觀察所：聽起來這項(xiàng)技術(shù)非常困難并且很復(fù)雜，您的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的層狀雙氫氧化物在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也已經(jīng)顯示出了顯著的療效，能不能分享一下您在研究過程中某些難忘的瞬間？

朱融融：難忘的瞬間不止一個(gè)。第一個(gè)是在嚙齒類小動(dòng)物上。我們本來是通過深度學(xué)習(xí)篩出來的這個(gè)材料，在拿這個(gè)材料嘗試的時(shí)候，對它也沒有抱那么大的期待，因?yàn)楹芏嗖牧显隗w外有效，到體內(nèi)不一定有效。

我們先在嚙齒類動(dòng)物上去試，然后發(fā)現(xiàn)這個(gè)材料對嚙齒類動(dòng)物的后肢翻掌動(dòng)作以及整個(gè)步態(tài)都有一個(gè)非常顯效的提高，我覺得那個(gè)瞬間非常難忘，因?yàn)檫@證明了我們的研發(fā)材料對于嚙齒類動(dòng)物是有用的。后來我們也得到了很多認(rèn)可，拿到了一些資助。有了資助以后，我們就想到恒河猴上試一試。

當(dāng)時(shí)正好是2021年，過程比較困難，因?yàn)樵诤愫雍锷厦娴膶?shí)驗(yàn)比較難做。一開始我們沒有抱太大的希望，因?yàn)槲覀冎篮芏嘣趪X類動(dòng)物上有效的材料，到了非人靈長類動(dòng)物身上不一定還有效。

在嚙齒類動(dòng)物上，我們4個(gè)星期就能看到材料能幫助小鼠恢復(fù)小幅的步態(tài)，結(jié)果在非人靈長類動(dòng)物身上，3個(gè)月前都沒有看到步態(tài)的恢復(fù)，我們本來幾乎都要放棄了。到了第四個(gè)月的時(shí)候，幫助我們養(yǎng)動(dòng)物的科研機(jī)構(gòu)打來電話，說當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)的恒河猴開始能夠行走了，有的走得還很好。這對于我們團(tuán)隊(duì)來說，真的是一個(gè)非常振奮的時(shí)刻，因?yàn)檫@個(gè)材料在非人靈長類的恒河猴上有效，那有可能以后推到臨床上也是有效的。

心智觀察所：這款材料針對的是脊髓損傷的患者，目前臨床上是如何治療的？

朱融融：在科研過程中，我們會(huì)接觸很多疾病，脊髓損傷是我們和臨床合作的第一個(gè)方向。我們國家每年有8-10萬人左右新增的患脊髓損傷疾病，整個(gè)患者的人數(shù)有300多萬人，其中只有20%不到的患者并不是發(fā)生了真正的皮質(zhì)脊髓束的斷裂，可能只是一定的水腫壓迫，將水腫通過大劑量的激素沖擊，這部分患者是可以獲益的。但是還有82.5%左右的患者，也就是大部分的患者發(fā)生了脊髓的實(shí)質(zhì)損傷，這一部分患者目前臨床上還沒有任何有效的藥物和治療方法，那我們在做的就是用這個(gè)中間橋的方式。

脊髓損傷的常見原因是車禍、高空墜落等意外，傳統(tǒng)治療需要做清創(chuàng)，清創(chuàng)的過程就會(huì)涉及到椎板的清除，因?yàn)橛行┗颊叩淖蛋逡呀?jīng)破損，而目前臨床上沒有這種相關(guān)的材料進(jìn)行修復(fù)。其實(shí)脊髓損傷的相關(guān)材料不僅要求有生物相容性，還需要能誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞向成熟的神經(jīng)元去分化。因?yàn)樯窠?jīng)是一個(gè)放電的細(xì)胞，材料需要有一定的誘導(dǎo)功能。那這部分的材料的篩選其實(shí)也不是那么容易的，有一定的技術(shù)瓶頸。

目前我們用生物材料在恒河猴上做的是急性模型，慢性模型的處理還在探索。初步測試可能會(huì)選急性期病人，因?yàn)槁云诓∪税毯劢M織高度聚集。我們也在探索如何通過小分子或其他因子，讓疤痕內(nèi)的細(xì)胞轉(zhuǎn)歸，再結(jié)合酶解等方法疏松疤痕，借助生物材料進(jìn)行治療。

心智觀察所：您希望自己的研究能為脊髓損傷的家庭和患者帶來什么樣的改變？

朱融融：臨床病人和家庭都非常痛苦。因?yàn)榧棺祿p傷的患者存活時(shí)間挺長的，但是生活質(zhì)量太糟糕了。他們的手是沒有握力的，胸、腰椎以下包括手部的神經(jīng)，因?yàn)榧顾钃p傷以它會(huì)有瘢痕的擴(kuò)增，瘢痕組織生成以后會(huì)對殘留的神經(jīng)元，進(jìn)一步的會(huì)誘導(dǎo)神經(jīng)元的凋亡。像剛剛講的這80%的患者很多都是全癱跟半癱?；颊叩脑V求是最起碼能夠自己坐起來，或者自己下床，哪怕自己給自己刷個(gè)牙，這在治療之前都是做不到的，非常困難。

看到病人的生活情況，我心里非常難受。如果我們的材料有效，能推動(dòng)臨床應(yīng)用，如果能夠讓病人們重新站起來，我會(huì)覺得非常有成就感。