从细胞治疗出现的那一刻开始，业内专家对其的争论就未停止过。


细胞概念图

所谓的细胞治疗，是指将细胞在体外培养后，移植到患者体内，以修复或替换人体受损的组织或细胞，达到治愈目的。

将细胞超低温冷冻保存，用于未来“唤醒”与治疗，也被称为人类医学发展史上最具想象力的“后悔药”。其原理为：在-80℃或-196℃下使细胞新陈代谢完全停止而处于“假死”或“休眠”的状态，从而实现长期保存细胞的活性和功能。

目前，超低温保存技术广泛应用于临床治疗，如干细胞治疗、免疫细胞治疗等都需要维持细胞的功能和活性。

比如，新生儿脐带干细胞的保存，将新生儿的脐带干细胞长期存储于-196℃的液氮内，为孩子保留“治疗种子”。

但是，到底是按照医疗技术管理，还是归于药品进行审批？目前仍未有定论。


液氮与干细胞概念图

利好的消息是，天津大学化工学院教授张雷团队成功研发了新型细胞超低温保存术，首次实现低成本无毒副作用超低温保存人类软骨细胞，有望为细胞治疗领域注入新机。

相关研究日前发表于《生物大分子》。

“相关技术存在严重瓶颈。比如在降温过程中产生冰晶会给细胞造成致命的冷冻损伤。”张雷说，为使细胞在低温冷冻时不受伤害，目前最主流的方法是添加有机保护溶剂——二甲基亚砜（DMSO）。

然而，这类保护剂本身具有毒性，细胞冷冻复苏后必须经过复杂的“洗毒”程序才能培养扩增或注入病人体内。

而“洗毒”后复苏的细胞仍会引发病人诸多副作用，如恶心、呕吐、肺水肿、支气管痉挛、肾功能衰竭和心脏骤停等。

即便如此，我国临床应用一直依赖国外进口，此类冻存保护液产品价格十分昂贵。

张雷自2013年回国之后，就一直从事细胞保存领域的研究，并与国外资深低温领域专家交流，发现超低温冻存技术领域内几十年来都基于DMSO作为冻存保护剂，没有较为革新性的突破，这对后期细胞治疗的效果会有非常不利的影响。

而三文鱼可以逆流而上，抵抗环境渗透压变化造成的损伤，也是因为体内含有可以调节渗透压、快速进出细胞的甜菜碱。


三文鱼概念图

不过，利用两性离子甜菜碱冷冻保存细胞，是一个全新的概念，在整个研究探索过程中可谓困难重重。

第二个困难是，因为研究时间跨度长，一直有质疑的声音。

基于此项发现，他们选取天然两性离子甜菜碱作为细胞内冻存保护剂，同时设计合成了与甜菜碱结构相似的无毒两性离子聚合物作为细胞外冻存保护剂，成功实现了人体软骨细胞的超低温保存，细胞复苏成活率可达90%以上，从而创造了新型超低温细胞保存技术。

甜菜碱不仅可以进入细胞内，保护细胞渗透压损伤，还可以降低冰点、抑制冰晶的形成和生长。

实验结果显示，这种新技术对软骨细胞活性与功能都无明显损伤，可高效冷冻保存软骨细胞，并有望实现细胞复苏后直接用于临床治疗，无需保护剂洗脱的复杂程序。

目前，该项成果已经成功获批国家专利并申请国际PCT专利。

这一新技术研发的细胞超低温保护剂不仅对细胞完全无毒无害，也可望替代进口产品，大幅度降低科学研究和临床成本，为需要细胞治疗的患者带来福音。