柴人杰在實(shí)驗(yàn)室工作。
受訪者供圖
據(jù)估計(jì)，全球約有4.66億人患有致殘性聽力損失；在中國，殘疾性聽力損失患者約有2780萬人，居全國各類殘疾之首。
由于起步較晚，在過去一段時(shí)間，中國在耳聾領(lǐng)域的科研成果相對(duì)匱乏，臨床上缺乏有效的治療手段。面對(duì)這一難題，東南大學(xué)首席教授、生命健康高等研究院執(zhí)行院長柴人杰潛心研究基因治療和干細(xì)胞治療耳聾，為數(shù)千萬耳聾患者帶來重獲新“聲”的希望。
為2780萬患者做件事
“耳聾患者里，超過一半是老年人，但前來治療、手術(shù)的大部分是兒童。”柴人杰說，隨年齡增長出現(xiàn)的聽力損失是老年人最常見的疾病之一，許多人認(rèn)為這是人體衰老正常的生理現(xiàn)象，沒必要進(jìn)行干預(yù)。但隨著老齡化程度加深，老年人群聽力障礙呈上升趨勢，如何解決聽力障礙給生活帶來的不便，已成為亟待解決的問題。
人的耳朵可分為外耳、中耳、內(nèi)耳三部分。外界聲音由外耳傳入，沿著耳道引起中耳鼓膜震動(dòng)，將聲音傳到內(nèi)耳。內(nèi)耳中專司聽覺的耳蝸里，有數(shù)以千計(jì)的毛細(xì)胞，可產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，沿聽神經(jīng)傳至聽覺中樞后，人就能感受到聲音了。
“耳聾分為語前聾和語后聾。語前聾一般指先天性耳聾；語后聾指言語形成之后發(fā)生的聽力障礙，常由于感染、使用耳毒性藥物、外傷、衰老及突發(fā)性聾等因素引起。”柴人杰介紹，一般來說，語后聾患者的內(nèi)耳毛細(xì)胞沒有發(fā)生基因突變，耳聾是由于內(nèi)耳毛細(xì)胞和聽覺神經(jīng)元的不可逆損失造成。
目前，臨床上常用的耳聾治療方法有助聽器和人工耳蝸，后者是治療重度、極重度感音神經(jīng)性耳聾較為有效的方法。“目前，人工耳蝸植入尚無法替代聽覺神經(jīng)元的功能，聽覺神經(jīng)元功能的缺失嚴(yán)重影響了人工耳蝸手術(shù)的效果。”柴人杰說，最理想的治療感音神經(jīng)性聾方法是通過干細(xì)胞使毛細(xì)胞再生，達(dá)到耳蝸結(jié)構(gòu)和功能的修復(fù)，從而在根本上恢復(fù)聽力。
“我們希望建立把神經(jīng)干細(xì)胞移植和人工耳蝸植入相結(jié)合的新臨床技術(shù)體系，通過人工耳蝸替代毛細(xì)胞功能，通過神經(jīng)干細(xì)胞再生有功能的聽覺神經(jīng)元，從而重建聽覺環(huán)路，恢復(fù)聽覺功能。”柴人杰說。
懷揣著“為2780萬耳聾患者做一件事”的初心，他開始了長期的神經(jīng)元和內(nèi)耳毛細(xì)胞的再生和保護(hù)研究。
開拓基因治療新路徑
2004年，從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生物科學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)的柴人杰赴美國貝勒大學(xué)醫(yī)學(xué)院攻讀博士學(xué)位。2009年博士畢業(yè)后，他進(jìn)入斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院耳鼻喉科繼續(xù)進(jìn)行博士后研究。
早先，人們認(rèn)為內(nèi)耳中沒有干細(xì)胞，毛細(xì)胞無法再生。隨著科學(xué)家研究的深入，這一“金科玉律”被斯坦福大學(xué)的一位教授推翻——他首次在內(nèi)耳中發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞，這使得通過毛細(xì)胞再生來恢復(fù)人類的聽覺功能成為可能。這位教授正是柴人杰的博士后導(dǎo)師。在此基礎(chǔ)上，柴人杰通過一系列研究，精確定位了內(nèi)耳干細(xì)胞的亞群。
2013年，從斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后畢業(yè)后，柴人杰回國到東南大學(xué)任職，投身到與耳聾的較量中。由于科研內(nèi)容與臨床工作緊密相關(guān)，柴人杰成為東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院耳鼻喉科雙聘教授。
柴人杰說，剛回國工作時(shí)，實(shí)驗(yàn)室條件相對(duì)簡陋，頂尖的檢測設(shè)備、尖端實(shí)驗(yàn)原材料很難采購到。“這些年，國家千方百計(jì)為我們提供科研支持，讓科研人的信心和底氣越來越足。”柴人杰說，在科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等多項(xiàng)國家級(jí)重大項(xiàng)目的支持下，他率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在內(nèi)耳器官的再生和保護(hù)研究方面不斷取得進(jìn)展。
經(jīng)過多年潛心研究，柴人杰團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了完整的針對(duì)內(nèi)耳干細(xì)胞的基因治療體系，并通過該體系促進(jìn)毛細(xì)胞損傷修復(fù)，最終重建聽覺功能。2020年，他在生命科學(xué)領(lǐng)域最權(quán)威的國際期刊《細(xì)胞》上發(fā)表的論文被評(píng)為年度最佳論文，這是9篇年度最佳論文中唯一完全由中國學(xué)者獨(dú)立完成的科研成果。
在應(yīng)用領(lǐng)域，柴人杰團(tuán)隊(duì)制備并優(yōu)化了新型石墨烯人工耳蝸電極，形成了新的程序化人工耳蝸植入技術(shù)，不僅加強(qiáng)了人工耳蝸手術(shù)的規(guī)范性、安全性，還降低了手術(shù)難度，大大提高了人工耳蝸植入的覆蓋范圍。以該成果研發(fā)出的針對(duì)內(nèi)耳干細(xì)胞的基因治療體系為載體，已將6個(gè)創(chuàng)新藥物推進(jìn)至不同臨床前及臨床研究階段。
“我們通過國際一流、國內(nèi)領(lǐng)先的耳聾基因治療系統(tǒng)性研究，取得了全球領(lǐng)跑的研究成果，充分證明了耳聾基因治療的可行性，具有很大的科學(xué)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。”柴人杰介紹，目前，這項(xiàng)技術(shù)已在國內(nèi)十余家三甲醫(yī)院推廣應(yīng)用，將幫助更多的耳聾患者重返有聲世界。
打造青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)
從名校畢業(yè)到海外深造，從回國開展創(chuàng)新研究到做出一番成績，柴人杰形容自己的科研之路是“水到渠成”。
“博士畢業(yè)的時(shí)候，我的導(dǎo)師丁家桓教授送給我一句話——‘做人看過程，做事看結(jié)果’，這句話讓我受益終身。”在柴人杰看來，做科研要有長期目標(biāo)、堅(jiān)持不懈，無論前期做了多少基礎(chǔ)研究、發(fā)表了多少篇論文，如果最終無法進(jìn)行臨床轉(zhuǎn)化、無法造福廣大群眾，就不能說是成功的。
不達(dá)成目的決不罷休，這是柴人杰做科研的風(fēng)格。讀博期間，每天十五六個(gè)小時(shí)泡在實(shí)驗(yàn)室是他的日常。“實(shí)驗(yàn)做不出結(jié)果，我肯定不休息。如果發(fā)表不出好文章，我都沒法原諒自己。”柴人杰說，他當(dāng)導(dǎo)師以后，對(duì)自己的學(xué)生也有同樣的要求——“今日事今日畢，決不把任務(wù)拖到第二天。”
帶著這樣的沖勁兒，柴人杰和團(tuán)隊(duì)成員泡在實(shí)驗(yàn)室、潛心做研究。在一個(gè)個(gè)項(xiàng)目、一項(xiàng)項(xiàng)研究中，培養(yǎng)了一批從事感音神經(jīng)性聾治療研究的優(yōu)秀青年科技人才，造就了一支具有創(chuàng)新能力和國際競爭力的優(yōu)秀青年團(tuán)隊(duì)。
“目前人類已發(fā)現(xiàn)與耳聾相關(guān)的基因200多個(gè)，我們現(xiàn)在能做的基因治療還很有限，只是‘萬里長征’第一步。”柴人杰說，在從0到1的突破實(shí)現(xiàn)后，他們會(huì)繼續(xù)完善現(xiàn)有的基因治療研究，并探索新的治療方法，幫助更多耳聾患者重獲新“聲”。
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