羅賓·L.史密斯博士RobinL.Smith, MD

• 再生醫學領域的全球思想領袖

羅賓·L.史密斯博士是再生生命基金會的創始人和董事會主席，該基金會致力於提高全球對再生醫學治療及治愈一繫列致命疾病的潛力的認知。2010年，該基金會與梵蒂岡建立了歷史性的合作，進一步推動實現其全球使命的步伐。

史密斯博士於2017年被任命為新澤西州羅格斯醫學院醫學繫臨床副教授。史密斯博士還擔任了NoeStem的首席執行官，將專有細胞治療開發與成功的商業開發及生產相結合，開創了新的商業模式。

作為一個醫生、慈善家和企業領導者，史密斯博士能夠引領全球醫療保健行業，走向細胞療法的未來。

馬克斯戈麥斯博士Max Gomez, PHD

• 美國健康基金會“年度人物”

馬克斯·戈麥斯博士曾擔任美國全國廣播公司（NBC）電視網的醫學報道記者和資深健康編輯，他為電視臺制作過多部獲獎的健康和科學節目。戈麥斯博士還是在梵

蒂岡舉行的兩場成體干細胞國際科學研討會的組織者和主持人。此外，他還與史密斯博士合著了《治愈細胞：醫藥偉大的革命如何改變你的生活》，向普通讀者展示了新興成體干細胞技術領域的一繫列突破。

部分

干細胞療法：醫學的未來

• 干細胞：生命的再生搖籃

攻克醫療難題的新希望

用干細胞治療肌肉和關節損傷

治療心髒病：用干細胞修復心髒

• 在實驗室中培養

人類為什麼不能像蠑螈那樣再生失去的肢體？

食道再生：用3D打印技術制造人類器官

推動再生醫學發展的精準人體結構模型

• 修復受損的大腦

重啟死亡的神經回路來治療中風

為阿爾茨海默病患者帶來希望

治療“漸凍癥”：細胞療法的新應用

幫帕金森病患者停止用藥

• 干細胞療法能治愈癌癥嗎？

治療移植物抗宿主病

運送藥物的“干細胞飛船”

第二部分

免疫療法：將身體作為藥物

• 教導身體對抗癌癥

逐漸成熟的癌癥免疫療法

免疫療法的“三種武器”

• 治療自身免疫性疾病

讓糖尿病患者免受注射之苦

重置免疫繫統，治療多發性硬化癥和重癥肌無力

• 治療過敏

利用免疫繫統對抗過敏

用調節性T細胞抑制過敏反應

替換微生物群治療腸道疾病

麩質不耐受和乳糜瀉

• 免疫療法的新方向

聯合療法

CAR-T免疫療法

治療“泡泡男孩”和1型糖尿病

第三部分

基因編輯：是否要改變我們的DNA

• 基因編輯工具箱

CRISPR：基因編輯技術的革命

首例CRISPR人體臨床試驗

• 治療罕見疾病

“孤兒”疾病治療的黃金時代

為杜氏肌營養不良癥患兒創造“奇跡”

基因編輯在人體試驗中的應用

• 找到患病細胞的“靶心”

關閉患病細胞的“開關”

狙擊寨卡病毒：CRISPR全球緊急情況應對實例

靶點治療：提前消滅致病基因

• 我們應該改變DNA嗎？

“設計嬰兒”：違背自然與倫理

人類基因組編寫計劃：福音還是災難？

第四部分

人類2.0：我們即將步入的未來

• 我們可以告別疾病和衰老嗎？

端粒：衡量衰老的分子尺度

用替代器官恢復健康並延長生命

如何延緩細胞衰老？

尋找大腦衰老的指紋，預防阿爾茨海默病

通過基因編輯阻止衰老

• 通往百歲人生的道路

學習經營“90 ”生活

保持細胞生態繫統的整體健康

第五部分

大資金、大數據以及生命重建的奧秘

• 大數據會帶來更好的醫療嗎？

醫療大數據的新舉措

藥物設計與疾病預防

• 慈善事業推動醫療創新

美國醫療慈善事業的復興

富翁慈善家創造的醫學進展

• 細胞醫學時代的臨床試驗

臨床試驗：一場“有道德的賭博”

現代臨床試驗的倫理挑戰

• 細胞：未來的“靈藥”

下一個偉大的前沿領域

細胞療法的未來

致 謝

關於作者

桑賈伊·古普塔博士（Sanjay Gupta, MD）

暢銷書《逆齡大腦》作者、美國國家醫學院院士（美國醫學領域的榮譽之一）

不久後，即使是激進的批評家也會支持這樣的觀點：偉大的治療工具可能就在人體內部。由於細胞治療領域還處於初級階段，很難把所有的知識都集中在一起。像《生命的重建》這樣的書應該被看作是一個活生生的、會呼吸的知識體的一部分，它會成長、進化和重生。

羅納德·A. 德平尼奧博士（Ronald A. Depinho, MD）

得克薩斯大學安德森癌癥中心（世界公認的全球、極具權威的腫瘤專科醫院）前主席

羅賓·L.史密斯和馬克斯·戈麥斯為普通讀者闡明了醫學領域的一大前沿：異常的細胞如何導致疾病，以及如何利用細胞療法治療疾病。《生命的重建》描述了許多正在開發和臨床使用中的新療法，並對細胞療法的潛力進行了闡述，如細胞療法如何減輕癌癥等致命疾病或與年齡有關的退行性疾病帶來的難以言表的疼痛和痛苦。他們描述了這些歷史性的科學進步，同時充滿關懷地講述了從中受益的患者的真實經歷。

史蒂芬·C. 格羅夫特（Stephen C. Groft）

美國國立衛生研究院( National Institutes of Health，美國一流水平的主要醫學研究機構)罕見病研究辦公室前主任

《生命的重建》探索了現代醫學利用人體自身的治療能力對抗癌癥、自身免疫性疾病和許多罕見疾病的潛力。這本書以那些在臨床發展過程中受益於這些療法的患者的真實故事為背景，講述了科學與生命交織的獨特時刻。

肖恩·帕克（Sean Parker）

知名社交網站臉書首任總裁、帕克癌癥免疫治療研究所創始人

《生命的重建》詳細介紹了世界科學家和臨床醫生在細胞醫學領域的發現。這種醫學範式的轉變將在不久的將來改變我們治療疾病的方式，而免疫療法的進步將徹底改變我們治療癌癥的方式。

羅賓·羅伯茨（Robin Roberts）

《早安美國》主持人

《生命的重建》用通俗易懂的語言解釋了尖端復雜科學發現的世界，同時還交織著緩解和治愈病痛的故事。接受了干細胞移植後，我很幸運地活了下來，這本書給了我們希望。

理查德·M. 科恩（Richard M. Cohen）

記者、暢銷書作家，與多發性硬化癥鬥爭了40多年

《生命的重建》開出了有希望的藥方，這正是像我這樣的患者長期以來渴求的。在生活中，我經歷了太多危險的情況。隨著科學的發展，尖端研究和臨床試驗為我們這些幾乎失去了生活資格的人，提供了光明的未來

第 1 章

干細胞：生命的再生搖籃

在希臘神話中，普羅米修斯從奧林匹斯山上偷走了火種。他把火種藏在一個巨大的茴香枝裡，送給了人類。作為對普羅米修斯的懲罰，宙斯將他鎖在高加索山的一根木樁上。在那裡，每天都有一隻巨鷹啄食他的肝髒，但被喫掉的肝髒隨即在晚上又長了回來（圖 1.1）。這個神話闡明了一個流傳於世界各地的主題。從史前時期開始，人類就幻想著有能力再生或修復我們的身體。這種幻想的起源是顯而易見的，人體組織的分解和逐漸衰弱是影響人類生存的核心因素。隨著年齡的增長，我們的身體會逐漸衰弱，直到後死去。由於時間、疾病或傷害而喪失的身體功能，幾乎無法恢復。

但現在，我們正在逐漸改寫人體組織衰退的故事。組織再生的“神話”正在成為現實。這個使組織再生的秘訣，不是一種新的化合物或手術技術，而是存在於我們人類自身細胞中的能量。具體來說，科學家和醫生正在研究如何重新啟動人體的生長和修復程序，這些程序就隱藏在構建我們身體的細胞中。當我們還在子宮裡時，干細胞推動組織生長，形成我們的身體。我們現在開始研究在人體內，利用干細胞修復和再生人體內的組織。今天，富有創新精神的科學家們向我們展示了，干細胞確實可以在損傷或疾病後對我們的身體進行修復。

當然，無論你的政治傾向或宗教信仰是什麼，你都應該聽說過胚胎干細胞研究和治療所面臨的道德和倫理挑戰。干細胞是受精卵長成為完整的人體過程中活躍的細胞，因此有些研究和治療需要從胎兒身上提取干細胞。

近的研究進展讓醫生和患者可以回避這種倫理困境，越來越多的治療基於來自成體組織的干細胞，如成人的皮膚、脂肪或血細胞等。此外，還可將成熟細胞已“分化”的部分剝離，使它們恢復到更像干細胞甚至更像胚胎的狀態，這樣它們就可以用於再生各種組織。這個再生醫學的新領域借鋻了生物學、生物化學、化學、組織工程、物理學和應用工程，用多學科的方法來刺激身體進行自我修復。再生醫學除了可以修復吱吱作響的膝蓋或背部的傷痛，在為“不治之癥”提供新療法方面也存在潛力。

疾病的種類雖成百上千種，但總的來說多是由組織功能失調、受損或衰竭引起的（圖 1.2）。這些疾病或許都可以通過再生醫學療法治療甚至治愈。這種說法聽起來有些，一些人也因此輕視再生醫學，認為再生醫學就像在 19 世紀聲稱有望治愈從水腫到瘧疾的一切疾病的神奇補藥一樣。

然而，隨著越來越多的證據顯示出再生醫學的益處，一度被視為邊緣科學的再生醫學，正成為許多疾病的主流治療方法。我們了解得越多，就發現干細胞能夠修復的組織和恢復的功能越多。但是在我們獲得再生醫學治療有效性的真實證據之前，更重要的是要知道這些新療法的關鍵——干細胞。

攻克醫療難題的新希望

我們每個人的生命，都始於精子和卵子的融合。這個融合後的細胞被稱為受精卵，即原始干細胞，是一切終將組成我們身體的各個組織的起源。

受精後不久，受精卵便會進行細胞分裂，形成2個、4個、8個、16個細胞。細胞分裂7次後，會形成128個細胞的結構，這個結構被稱為囊胚。在這個時間節點，會有一個“開關”啟動，細胞開始分化，而不是繼續復制。這些細胞向特化邁進了一步，成為外胚層、中胚層和內胚層的細胞。這三種細胞類型構成了胚層（germ layers），它們將繼續分化成200多種類型、總數量達到數萬億的細胞。外胚層形成神經繫統相關細胞；中胚層形成肌肉、骨骼和器官；內胚層形成的細胞排列在人體內許多管狀繫統的內部。

細胞會逐漸分化，一些細胞分化為皮膚、一些細胞讓心肌有節奏地跳動，還有一些細胞會成為關節細胞來緩衝骨骼。每個完全分化的細胞都有特定的工作。這些細胞隻能復制產生與其自身相同的細胞，隻有少數例外，我們將在後面提到。當一個人出生時，他體內的絕大多數細胞都已高度分化，但仍存在早期未分化的細胞。我們每個人體內都存在著有分化能力的細胞，它們能夠分化出幾種甚至多種組織，這些就是干細胞。

雖然干細胞存在於一繫列分化程度不同的細胞中，但在科學領域的學說裡，通常將干細胞分為兩類：胚胎干細胞和成體干細胞。胚胎干細胞是原始干細胞。在實驗室中，原始干細胞通常來源於體外受精產生的128個未分化細胞組成的囊胚。雖然干細胞擁有能夠產生多種類型組織的能力，但這種能力在實踐中有一個很大的缺點，當這些多能胚胎干細胞被放置在原始發育環境之外的區域時，它們不受人體原始發育的制約和平衡，易導致癌癥的發生。當研究人員將胚胎干細胞引入動物模型（animal model，指各種醫學科學研究中建立的具有人類疾病模擬表現的動物。——譯者注）體內時，它們的體內往往會產生腫瘤。

我們可以把使用困難看作是胚胎干細胞應用的一個挑戰。南達科他州蘇福爾斯的桑福德健康中心（Sanford Health）主任，托德與琳達·布林傑出教授（Todd and Linda Broin Distinguished Professor）埃克哈德·阿爾特博士(Eckhard Alt，MD，PhD)說：“由於倫理原因，胚胎干細胞不可能成為治療藥物。”阿爾特博士領導了桑福德項目（Sanford Project），一個20人的1型糖尿病研究小組。這個研究小組專注於利用胰腺干細胞，在胰島中聚集可產生胰島素的β胰島細胞。

諾貝爾生理學或醫學獎對於胚胎干細胞的倫理和道德問題，其中一個解決方案是創造所謂的iPSCs，也就是誘導性多功能干細胞。通過從分化的成體干細胞中剝離誘導性多功能干細胞，研究人員能夠使它們恢復到類似胚胎干細胞的狀態。實驗證實，通過對成體干細胞施加壓力，然後將它們暴露在特定的化學物質中，可以誘導它們回到類似干細胞的狀態。

這些被誘導產生的多能干細胞，不僅可以克隆與自己相同類型的組織，還可以形成一繫列其他組織。這項技術的發現者約翰·戈登先生（Sir John Gurdon，DPhil，DSc，FRS）和山中伸彌博士（Shinya Yamanaka，MD，PhD）獲得了2012年諾貝爾生理學或醫學獎（圖 1.3）。

然而，阿爾特博士指出，在許多治療過程中，不需要干細胞分化成其他細胞類型的能力，我們可能根本不需要真正的多功能細胞。相反，更特化的、分化更成熟的成體干細胞更可能被直接用於再生或修復它們原本所在的組織。這些細胞在成人脂肪、骨髓和其他組織中含量充足，許多疾病可以通過使用患者自身細胞進行治療，從而避免患者服用強力抗排斥藥物。

實際上，這些成體干細胞已經開始分化，但尚未形成終的細胞類型。成體干細胞將產生組成人體組織和器官的細胞，重要的是，它們可以無限分裂和繁殖。成體干細胞通常將用於補充它們原來所在組織的細胞數量。例如，醫生能夠從成人脂肪組織中分離間充質干細胞（mesenchymal stem cells）（圖 1.4）。這些干細胞可以發育成脂肪細胞、軟骨、骨骼、肌腱、韌帶、肌肉、皮膚，甚至神經細胞。

如果間充質干細胞在分化的道路上再走一步，它可以成為類似心肌細胞（產生心髒的肌肉細胞）這樣的細胞。另一種成體干細胞，造血干細胞產生了血液繫統的細胞——紅細胞、白細胞和血小板（圖 1.5）。

正是這些血液干細胞為人類使用干細胞治療疾病提供了原理論證。四十多年來，醫生們一直在通過骨髓移植的方法將血液干細胞從捐贈者體內移植到患者體內。

造血干細胞常被用來取代已經被化療破壞的骨髓,如治療白血病和淋巴瘤等。現在成體干細胞亦被用來修復自身免疫性疾病，也就是人體免疫繫統錯誤地攻擊自身所造成的組織損傷，如類風濕性關節炎、多發性硬化癥、紅斑狼瘡和1型糖尿病等。

除了來自成人捐贈者的干細胞外，臍帶血也被用作造血干細胞的移植來源。臍帶血采集自嬰兒出生後丟棄的臍帶。20世紀中葉，兒童白血病的治愈率幾乎為0，而現在，因為造血干細胞的使用，治愈率已經提高到了90%以上。

現在有證據表明，成體干細胞可以被分離出來，並真正用於治療人類疾病。現在的關鍵是要分離出新類型的干細胞，並與它們能夠治療的情況進行匹配。不管你叫它再生醫學、干細胞治療或細胞療法，目的都是為以前無法治愈的疾病提供治療的新希望。

讓我們來看看一些疾病和病癥，它們已經或者很快就可以用干細胞來治療。