柴人杰在實驗室工作。
受訪者供圖
據(jù)估計，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，在過去一段時間，中國在耳聾領域的科研成果相對匱乏，臨床上缺乏有效的治療手段。面對這一難題，東南大學首席教授、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?！辈袢私苷f，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，許多人認為這是人體衰老正常的生理現(xiàn)象，沒必要進行干預。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，將聲音傳到內(nèi)耳。內(nèi)耳中專司聽覺的耳蝸里，有數(shù)以千計的毛細胞，可產(chǎn)生神經(jīng)沖動，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?！辈袢私芙榻B，一般來說，語后聾患者的內(nèi)耳毛細胞沒有發(fā)生基因突變，耳聾是由于內(nèi)耳毛細胞和聽覺神經(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?！澳壳?，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)元功能的缺失嚴重影響了人工耳蝸手術(shù)的效果?！辈袢私苷f，最理想的治療感音神經(jīng)性聾方法是通過干細胞使毛細胞再生，達到耳蝸結(jié)構(gòu)和功能的修復，從而在根本上恢復聽力。
“我們希望建立把神經(jīng)干細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胞功能，通過神經(jīng)干細胞再生有功能的聽覺神經(jīng)元，從而重建聽覺環(huán)路，恢復聽覺功能?！辈袢私苷f。
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)耳毛細胞的再生和保護研究。
開拓基因治療新路徑
2004年，從中國科學技術(shù)大學生物科學專業(yè)本科畢業(yè)的柴人杰赴美國貝勒大學醫(yī)學院攻讀博士學位。2009年博士畢業(yè)后，他進入斯坦福大學醫(yī)學院耳鼻喉科繼續(xù)進行博士后研究。
早先，人們認為內(nèi)耳中沒有干細胞，毛細胞無法再生。隨著科學家研究的深入，這一“金科玉律”被斯坦福大學的一位教授推翻——他首次在內(nèi)耳中發(fā)現(xiàn)了干細胞，這使得通過毛細胞再生來恢復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師。在此基礎上，柴人杰通過一系列研究，精確定位了內(nèi)耳干細胞的亞群。
2013年，從斯坦福大學醫(yī)學院博士后畢業(yè)后，柴人杰回國到東南大學任職，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，實驗室條件相對簡陋，頂尖的檢測設備、尖端實驗原材料很難采購到?！斑@些年，國家千方百計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，在科技部國家重點研發(fā)計劃、中科院A類戰(zhàn)略性先導科技專項、國家自然科學基金重點項目等多項國家級重大項目的支持下，他率領的研究團隊在內(nèi)耳器官的再生和保護研究方面不斷取得進展。
經(jīng)過多年潛心研究，柴人杰團隊構(gòu)建了完整的針對內(nèi)耳干細胞的基因治療體系，并通過該體系促進毛細胞損傷修復，最終重建聽覺功能。2020年，他在生命科學領域最權(quán)威的國際期刊《細胞》上發(fā)表的論文被評為年度最佳論文，這是9篇年度最佳論文中唯一完全由中國學者獨立完成的科研成果。
在應用領域，柴人杰團隊制備并優(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)出的針對內(nèi)耳干細胞的基因治療體系為載體，已將6個創(chuàng)新藥物推進至不同臨床前及臨床研究階段。
“我們通過國際一流、國內(nèi)領先的耳聾基因治療系統(tǒng)性研究，取得了全球領跑的研究成果，充分證明了耳聾基因治療的可行性，具有很大的科學價值和社會價值。”柴人杰介紹，目前，這項技術(shù)已在國內(nèi)十余家三甲醫(yī)院推廣應用，將幫助更多的耳聾患者重返有聲世界。
打造青年創(chuàng)新團隊
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)的時候，我的導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?！痹诓袢私芸磥?，做科研要有長期目標、堅持不懈，無論前期做了多少基礎研究、發(fā)表了多少篇論文，如果最終無法進行臨床轉(zhuǎn)化、無法造福廣大群眾，就不能說是成功的。
不達成目的決不罷休，這是柴人杰做科研的風格。讀博期間，每天十五六個小時泡在實驗室是他的日常?！皩嶒炞霾怀鼋Y(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，他當導師以后，對自己的學生也有同樣的要求——“今日事今日畢，決不把任務拖到第二天?！?/p>
帶著這樣的沖勁兒，柴人杰和團隊成員泡在實驗室、潛心做研究。在一個個項目、一項項研究中，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)秀青年團隊。
“目前人類已發(fā)現(xiàn)與耳聾相關(guān)的基因200多個，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的突破實現(xiàn)后，他們會繼續(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”。
中國科協(xié)科學技術(shù)傳播中心與本報合作推出