那些已经实现人类再生的技术，你需要哪一个？
再生医学是一种利用正常细胞组织治疗因疾病和损伤而失去功能的器官和人体组织的技术。再生医学大致可以分为几种方法，如培养表皮、软骨和片状心肌细胞，细胞重组，将细胞注入人体，使用细胞药物等。目前日本医疗器械法(制药机械法)批准并纳入保险治疗范围的再生医疗产品* * *有四种。其中，采用细胞再生重组等组织工程技术的产品有三种，分别是用于治疗烧伤的“郄佳朝”产品，为J-TEC(日本组织工程)公司引进的体外培养的患者表皮细胞切片；将患者的软骨细胞进行培养，封装在聚合物凝胶中，移植到关节的“Jack”产品中；TERUMO公司推出的“心脏薄片”产品，将严重心力衰竭患者的肌肉细胞切片，移植到心脏表面。
在细胞药物方面，JCR Pharmaceticals推出了“TEMCELL HS Note”的产品。以骨髓间充质干细胞为有效成分，可以有效控制白血病造血干细胞移植后的免疫反应。
无论是风险企业还是大型制药企业，日本再生医疗产品的研发技术发展迅速。
“免疫检查点抑制剂”帮助免疫T细胞识别逃脱了人体免疫反应的癌细胞，利用T细胞攻击癌细胞，达到治疗目的。
人体免疫系统可以识别和排除异物。作为免疫系统的一部分，一种叫做细胞毒性T细胞的免疫细胞主要负责识别和攻击异物。当然，为了避免自体细胞受到过度的免疫攻击，人体免疫系统保留了一条抑制免疫反应的通路，这就是“免疫检查站”。
免疫检查点抑制剂是一种新型抗癌药，可以阻碍免疫检查点，刺激细胞毒性T细胞攻击癌细胞。癌细胞非常狡猾，会利用免疫关卡的机制，巧妙地避开免疫T细胞的攻击。
代表性的免疫检查点抑制剂有小爷的ONO PHARMACEUTI-CAL-Cal的“Opdivo”和美国默克kgaa的MSD的“Keytruda”。Opdivo、Keytruda等药物与细胞毒性T细胞表面的“PD1”免疫检查点分子结合，阻碍了部分癌细胞中PDL1与PD1的结合，从而解除了免疫反应的限制。
Opdivo等药物在一些癌症的治疗中发挥了惊人的作用，各公司也加入了免疫检查点抑制剂的开发阵营，竞争日趋激烈。与Opdivo类似，与PDL1或其他免疫检查点分子结合的药物已经开发成功。
癌细胞感染溶瘤病毒后，病毒会迅速繁殖，最终溶解癌细胞。癌细胞溶解破坏后，溶瘤病毒会扩散到细胞外，继续感染下一个癌细胞。这样也会激活身体自身的免疫功能。如果和Opdivo等流行的癌症治疗药物一起使用，治疗会事半功倍。
溶瘤病毒可以改变和重新配置许多病毒的基因，如引起感冒的腺病毒和引起单纯疱疹感染的疱疹病毒。这些特性可以防止癌细胞以外的细胞被病毒感染，即使感染也很难繁殖。
2015年，安进的IMLYGIC正式获批。此后，一些大型制药公司采取行动，以获得风险企业开发的药物技术和销售权。
日本也在开发相关技术。Oncolys BioPharma公司在溶瘤病毒的研究方面取得了很大的成就，开发了Telomelysin，并于2017在日本招募食道癌患者开始临床试验。
嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CART疗法)是一种将免疫细胞转化为攻击性细胞并破坏癌细胞的细胞疗法。
CART疗法的主流使用癌症患者自身的T细胞。具体来说，首先从癌症患者的血液中分离出一种名为“T细胞”(图中蓝色细胞)的免疫细胞，将“嵌合抗原受体”(图3-4中橙色部分)基因嵌入T细胞中。内含成分的t细胞只对癌细胞有反应，具有攻击癌细胞的免疫细胞功能。增加“超级攻击性”T细胞的数量，然后重新进入患者体内。此时，返回患者体内的超侵袭性T细胞充分发挥了癌细胞的侵袭作用，同时增强了细胞活性并继续增殖，保证了长期的高侵袭能力。
2065438+2007年8月底，瑞士诺华公司研发的嵌合抗原受体T细胞疗法(CART疗法)首次获得美国认可。
接受CART治疗后，大部分患者病情得到控制。诺华公司以一种危及生命的白血病为实验对象，以癌细胞的标记为靶点，采用CART疗法对其进行治疗。用药3个月后，发现83%患者的癌细胞几乎全部消失。
此外，在恶性淋巴瘤的治疗上，风投公司Kite Pharma已经向美国提交了CART疗法的申请。在日本，日本法人诺华制药株式会社与宝日医疗生物技术公司和第一三共公司共同开发针对重症白血病和恶性淋巴瘤的CART疗法。伴随着超攻效果的是推车疗法的副作用。临床应用后，如何快速发现和处理副作用也成为了一个亟待解决的课题。另外，现阶段的推车疗法都是“量身定做”，生产和配送成本高。今后，有关方面不仅要考虑如何降低成本，还要从社会层面研究医疗费用的支付问题。
在可能发生癌症的部位轻轻一喷，只会让癌细胞在几分钟内发光。这就是“癌症荧光喷雾”。在不久的将来，癌症荧光喷雾作为辅助内窥镜检查和手术的利器，可能会出现在医疗领域。
为将该喷雾应用于乳腺癌的“术中快速病理诊断”技术，该药于2018获批，目前已全面开展癌症荧光喷雾的性能评价工作。食管癌的内镜检查和手术安全性试验也拉开了序幕。
这种喷雾的学名是“荧光探针”，由东京大学研究生院药学部和医学部的Yasuhiro Urano教授和美国国立卫生研究院(NIH)的小林久隆教授共同开发。试剂与一些蛋白水解酶反应后会发出荧光，其主要成分是有机小分子。
荧光探针是一种结合氨基酸和罗丹明荧光分子的试剂。正常情况下无色无荧光。试剂与癌细胞表面的蛋白水解酶相遇后，被水分解的荧光分子立即游离出氨基酸，进入癌细胞内部，发出荧光。只要在疑似癌的地方喷上不到1 mg的喷雾，几分钟内癌的地方就会亮起来。
该试剂临床研究的重要领域是乳腺癌。为了避免残留病变，乳腺癌手术时需要制作切片(切段)来检测癌细胞是否被完全消灭，这就是所谓的“术中快速病理诊断”。荧光探针技术可以快速做出诊断，是减轻外科医生和病理学家负担的重要手段。
到目前为止，荧光探针技术已经实现了90%以上的验证准确率，可以清晰地识别乳腺癌。以济生会福冈总医院(福冈市)为中心，很多机构都在进行乳腺癌的临床研究，收集了整整一年的数据。根据要求，向PMDA药品和医疗器械管理局申请药物临床试验时，必须提交相关资料。如果是快了，荧光探针会在2018申请药品准入。
在乳腺癌手术中，为了保护乳房形态的完整性，很多患者选择部分切除，但部分切除也增加了癌残留的风险。为了检查有无残留，需要进行“术中快速病理诊断”，但很多医疗机构面临病理医师不足、业务量大的问题，难以完全实施。
高丽化学和滨松光子都加入了研究阵营。东京大学的Urano教授授权Pentagonal Chemicals制造荧光探针，而滨松光电则开始开发一种定量测量荧光强度的装置。
“体内医院”是人体在必要的场合和必要的时间进行自我诊断和治疗的技术。
被称为“智能纳米机器”的纳米分子在人体内游走，就地诊断和治疗癌症等疾病。以“体内医院”为主要目标的纳米医学创新中心，入选日本文部科学省创新输出项目据点COINS Project，主任为片冈。
为了实现智能纳米机器技术，片冈等人开发了针对癌症的给药系统。以亲水性和疏水性聚合物为组织，用纳米胶囊(聚合物胶束)将药物直接包裹到患处进行治疗。
聚合物胶束包裹抗癌药物的研发，凝聚了大家的心血。需要将聚合物胶束的直径设计为30 nm，病毒大小为100 nm。只有这样才能保证它不会进入正常组织的血管间隙，而能进入癌组织特有的大间距间隙。只有这样，才能保证药物对癌症的靶向作用。
癌组织的PH值(氢离子指数)低于正常组织。反应后聚合物胶束被打破，里面的抗癌药物被释放出来。聚合物胶束像特洛伊马一样进入癌症组织，发起猛烈攻击。许多企业正在开发聚合物胶束技术用于包裹抗癌药物，临床试验正在进行中。
聚合物胶束包裹抗癌药物是实现智能纳米机器技术的第一步。第二步，片冈等人正致力于研发兼具诊断和治疗作用的药物。其中一项成果是“纳米机器造影剂”，有利于通过MRI(磁共振成像)直观检查癌症的恶性和难治部位。在胃酸的作用下，包覆有锰造影剂的纳米颗粒仅与癌症的独特环境发生反应并释放造影剂。
片冈认为，纳米机器技术的终极目标是收集患者体内的所有生物信息，并反馈给体内内置的芯片，从而完成疾病诊断。可以说这种想法类似于小行星探测器的结构。也许在未来的某一天，半个世纪前科幻电影《奇幻之旅》中描绘的世界真的会成真。
“虚拟结肠镜”利用多层螺旋CT(计算机断层扫描)对大肠进行拍照，通过计算机处理制作大肠的三维图像，帮助医生发现息肉和癌症病变。也叫“CT肠镜”。
虚拟肠镜使用16排以上的多层CT在短时间内准确拍摄大肠的蠕动情况，该技术已应用于临床。多排CT拍摄的众多切片横断面图像组合成三维图像后，观察效果与内窥镜几乎相同，因此该技术也被称为“虚拟内窥镜”。
通过临床观察和研究，虚拟肠镜技术在发现病变方面与内镜一样敏感和特异，许多深入的医疗机构已经开始引入虚拟肠镜。大肠有许多褶皱和弯曲的形状。使用虚拟结肠镜检查后，甚至可以准确地发现隐藏在褶皱内的病变。
在CT检查的过程中，少量的辐射是不可避免的。据日本国立癌症研究中心介绍，模拟整个虚拟肠镜检查过程后，两个位置的辐射量为2-3mSv，约为灌肠X射线检测辐射量的1/5(10-12 msv)。
目前在大肠癌的检查中，需要先对患者进行大便隐血试验，确认阳性后再进行肠镜检查。考虑到服用泻药、复杂的预处理过程、羞耻感等诸多因素，女性往往会远离内镜检查。而且在实际测试过程中，真正需要测试的人只有30%左右。不仅如此，当内窥镜从肛门插入后再拔出时，很难发现隐藏在大肠皱襞内部的隐性病变。
肠道细菌疗法是将肠道菌群注入大肠，调节肠道环境，治疗和预防疾病的一种治疗方法。研究表明，肠道菌群中正常菌群的紊乱是引起腹泻、便秘和肥胖的主要原因。最近有研究结果证明，肠道菌群不仅会导致溃疡性结肠炎、过敏性肠炎等疑难疾病，还会诱发神经系统疾病、冠状动脉疾病等多种疾病。
肠道细菌的注射可分为以下几种:粪便的肠道移植、肠道内缺乏细菌的胶囊移植、给药治疗肠道菌群疾病。
日本很多医疗机构都进行过粪便移植疗法的临床试验和研究，研究对象是容易感染疑难肠道传染病和溃疡性结肠炎的老年住院患者。其中，顺天大学的研究团队主要研究了针对溃疡性结肠炎患者的粪便移植和抗菌药物联合治疗。服用抗菌药物后，肠道菌群数量大大减少，而移植粪便后，肠道菌群大大改善。
治疗过程中，服用抗菌药物后，在当天收集的患者粪便中加入约200克生理盐水制成约400毫升的溶液，将溶液注入阑尾。移植后6小时内，经肠镜确诊。
到目前为止，在临床研究中，约80%完成治疗的患者症状明显改善。研究人员对肠道菌群进行分析后发现，与无效菌群相比，作为有效菌群主要成分的细菌——“类杆菌”的比例明显增加，表明患者肠道菌群逐渐趋于稳定。
未来，顺天大学的研究团队计划对克罗恩病进行粪便移植和抗生素联合治疗。克罗恩病患者的肠道菌群非常紊乱。
“无创连续血糖检测”是一种无需采血直接测量血糖变化的检测方法(无创)。该方法在患者腹部和手腕的皮下组织中安装传感器，通过测量组织液的葡萄糖电流转换来模拟血糖值的波动。
2017，1年10月，供患者随时测量血糖的“自由式Libre”产品问世，9月纳入日本保险范畴。该产品由雅培日本公司销售。使用“FreeStyle Libre”可以直接实时测量14天的血糖数据，无需采血。“FreeStyle Libre”产品的特点是患者自己管理机器，不需要医生。传感器安装在人体内后，患者只要用阅读器接触传感器，就能立即知道当时的血糖数据，还能知道血糖值的波动情况。该产品有利于预防低血糖，合理控制饮食，控制血糖上升，还可以提醒用户在运动时随机应变，甚至可能改变传统的糖尿病治疗方式。
在“FreeStyle Libre”上市之前，雅培在2016 12发布了“FreeStyle Libre Pro”产品。这是医生专用产品，最长测量时间为14天。有专家表示:“当监测时间为两周时，可以每周调整药物的剂量和种类，分析血糖结果后给患者开出最合适的处方。”该产品有很多优点，不仅可以连续记录患者血糖的变化，还可以帮助发现患者夜间低血糖的情况。
两款产品均采用最小电流波动设计，无需刺破手指校正数值。以往大部分产品需要穿刺指尖采血，是一种有创检测方式。
“血管造影”主要用于心绞痛等心血管疾病的诊断，可测量动脉粥样硬化的数量、分布、形态，血管内膜是否有撕裂。
近年来，“血管内镜”的发展尤为迅速，还有利用超声波实时观察血管断层图像的“血管内超声(IVUS)”技术。这两种技术都不需要x光检查，所以患者不需要担心辐射的影响，也方便医生观察。该技术于90年代开始应用于临床，技术创新不断进步。
血管内窥镜的一项重大技术创新来自大冢控股的子公司JIMRO。2065438+2007年5月，公司发布了全新的血管内窥镜“血管造影IJS 2.2”。新品采用3 MOS摄像头和LED光源，输出图像高清完美。
血管内窥镜的另一项技术创新是“双重灌注”。自然，冠状动脉就不用说了，甚至连大量血流的主动脉都清晰可见。新技术有助于医生观察主动脉的细微损伤，如主动脉夹层的先兆，这是迄今为止难以诊断的。
在IVUS中，导管直接穿过血管病变插入，导管尖端装有超声收发器，可以缓慢拍摄病变图像。超声波的频率从过去的40MHz提高到60MHz，分辨率大大提高、检测时间缩短的新产品也不断问世。
高分辨率技术有助于清楚地看到动脉粥样硬化动脉在血管内壁的分离，也可以很容易地评估植入支架的新生以改善动脉狭窄。检查时间短，冠状动脉插入时间减少，缺血风险大大降低。
以前诊断心绞痛、心肌梗死等缺血性心血管疾病时，需要用造影剂填充血管腔，用X线照射进行冠状动脉造影。患者不仅被照射，而且不能检测动脉粥样硬化动脉的形状和发展。
蛋白质(核酸酶)具有类似剪刀的功能，用于切断各种生物基因(DNA)。在基因修复过程中，通过改变DNA序列来修饰细胞的遗传因子，或者替换相似的DNA序列，从断裂的部分植入取自其他生物的DNA序列。这是基因编辑技术。有了基因编辑技术，人类可以自由改变物种的基因，开发新的食品和药物，在生物领域的应用也在不断扩大。
到目前为止，基因编辑技术已经经历了三代:第一代是“锌指核酸酶(ZFN)”，第二代是“转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN)”。第三代是“簇状规则交错短回文重复序列(CRISPR/Cas 9)”。其中CRISPR/Cas 9技术可以在短时间内完成基因编辑，价格低廉，迅速风靡全球。利用CRISPR/Cas 9技术，人类可以改变植物、鱼类、线虫、小鼠、猪、猴和人类等多种物种的基因，该技术的普遍适用性也加速了其普及。
许多国家利用CRISPR/Cas 9技术培育转基因动物，开展重组细胞等实验。这项技术不仅用于现实生活中，还通过收集物质产生的高、小细胞，进行基因治疗等，培育出许多优良品种。，并且还在农、林、渔、化、医等领域开花结果。
比如利用CRISPR/Cas 9技术可以改变抑制肌肉生长的基因，培育猪、笛鲷等。，它们又肥又壮，有大量可食用的部分。此外，去除先天性黑蒙(LCA)这种疑难眼病的异常基因的研究也在进行中。
过去的转基因技术一般是用放射线照射多个个体，改变其遗传特征，选择照射后意外突变并符合要求的个体(突变体)，提取相似的DNA序列进行同源重组，嵌入需要导入的遗传片段。
以培育转基因敲除小鼠为例，同源重组的费用需要300万-500万日元，时间为1-2年。随着CRISPR/Cas 9技术的出现，成本只有几千日元，时间缩短到一个月左右。
“新一代小型测序技术”是一种高速读取遗传因子和基因组碱基测序的小型设备。
2015年，英国牛津纳米孔技术公司在全球推出了一款名为MinION的产品。MinION只有手掌大小，连接个人电脑。公司免费提供主机，用户只需购买1千美元1一次性传感器。因为体积小，所以可以在户外使用。为了在太空中重复利用水，美国国家航空航天局(美国国家航空航天局)引入了MinION来测量水污染。
牛津纳米孔技术公司将在2017结束后发行更小更便宜的产品。由于读取基因组(DNA)和核糖核酸(RNA)的传感器数量减少，一次性部分的成本降低了1/3-1/5。放眼全球，不仅牛津纳米孔技术公司拥有新一代小型测序技术，日本量子生物系统公司也在研发相关技术。我们期待未来市场更加活跃。
遗传因子携带着生物体各种功能的蛋白质信息，生物遗传信息的总和基因组中有无数的遗传因子。疑难杂症的成因和新药的研发都离不开对遗传因素和基因组的分析。
不同的生物物种，基因组的总信息量是不同的。人类基因组约有30亿个碱基对，如此庞大的基因组的检测不得不依靠高速读取技术和“新一代小测序技术”的支持。从众多的基因组片段中读取碱基信息，在互联网上搜索读取的片段信息，可以得到原生动物的基因组排序。
高速大规模数据分析的技术迅速普及，但引进费用从几千万日元到几亿日元不等，太贵了。然而，为了增加基因片段的信息并进行荧光标记的光学检测，大型设备是必不可少的。MinION使用一种特殊的蛋白质传感器来测量通过单位DNA和RNA的电流，然后完成基因分析。因为用于读取基因的CCD相机和激光技术被简化，所以设备的尺寸也更小。
“冷冻电子显微镜”的技术是将生物分子等被测物体置于零下200摄氏度左右的超低温环境中，利用电子束拍摄图像，通过计算机进行分析，最终获得被测物体的微小三维结构。cryomicroscope中的Cryo英文名Cryo-electronic Microscopy，意为超低温，自2013年底开始受到各界关注。
冷冻电镜的分辨率为1 Amy(0.1nm)——接近单个原子的大小，可以精确分析蛋白质等生物分子的三维结构。在解开生物分子的生物分子结构和感染的“罪魁祸首”之后，对药物和其他产品的开发大有裨益。如果能解决植物光合作用的分子结构，我们甚至可以人工完成光合作用，从阳光中合成有机物。
冷冻电镜技术的具体应用步骤如下:首先，打断蛋白质等生物分子的粒子结构，制作包埋极限粒子的冷冻样品。每个蛋白质分子的大小约为10纳米，冷冻样品可以容纳多个粒子。将样品置于冰冻环境中进行观察。在一个晚上，该设备可以自动拍摄数百张高分辨率的电子显微镜图像。单幅图像上拍摄的粒子有上百个，那么一个晚上拍摄的蛋白质粒子总数将超过654.38+百万。上万个完整良好的数据经过计算机的筛选和分析，最终可以得到更加详细的三维结构信息。
如果样品质量好，组成分子的原子甚至可以用电子显微镜观察到。观测1周左右，可以得到分辨率为5 Amy的图像，一个月左右可以得到原子模型。
1冷冻电子显微镜需要1-2亿日元的投资，很多研究机构、大学、医药化工企业都陆续引进。冷冻电镜行业比较知名的公司有日本的JEOL。
在低温显微镜出现之前，科学家主要通过晶体X射线衍射分析来分析生物分子的结构。在用X射线照射晶体后，X射线将随着晶体的不同内部密度而衍射。利用物理原理分析了晶体的三维结构。结晶越规则，体积越大，立体结构信息越详细。但是生物分子的高质量晶体很难获得，所以关于蛋白质的三维结构还有很多谜团至今没有解开。该行业还期望通过冷冻电子显微镜分析更多无晶体蛋白质的结构。
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