让更多听障患者重获新“声”(科创正青春)

发布时间:2024-04-23 18:13:41 来源: sp20240423

柴人杰在实验室工作。 受访者供图

据估计,全球约有4.66亿人患有致残性听力损失;在中国,残疾性听力损失患者约有2780万人,居全国各类残疾之首。

由于起步较晚,在过去一段时间,中国在耳聋领域的科研成果相对匮乏,临床上缺乏有效的治疗手段。面对这一难题,东南大学首席教授、生命健康高等研究院执行院长柴人杰潜心研究基因治疗和干细胞治疗耳聋,为数千万耳聋患者带来重获新“声”的希望。

为2780万患者做件事

“耳聋患者里,超过一半是老年人,但前来治疗、手术的大部分是儿童。”柴人杰说,随年龄增长出现的听力损失是老年人最常见的疾病之一,许多人认为这是人体衰老正常的生理现象,没必要进行干预。但随着老龄化程度加深,老年人群听力障碍呈上升趋势,如何解决听力障碍给生活带来的不便,已成为亟待解决的问题。

人的耳朵可分为外耳、中耳、内耳三部分。外界声音由外耳传入,沿着耳道引起中耳鼓膜震动,将声音传到内耳。内耳中专司听觉的耳蜗里,有数以千计的毛细胞,可产生神经冲动,沿听神经传至听觉中枢后,人就能感受到声音了。

“耳聋分为语前聋和语后聋。语前聋一般指先天性耳聋;语后聋指言语形成之后发生的听力障碍,常由于感染、使用耳毒性药物、外伤、衰老及突发性聋等因素引起。”柴人杰介绍,一般来说,语后聋患者的内耳毛细胞没有发生基因突变,耳聋是由于内耳毛细胞和听觉神经元的不可逆损失造成。

目前,临床上常用的耳聋治疗方法有助听器和人工耳蜗,后者是治疗重度、极重度感音神经性耳聋较为有效的方法。“目前,人工耳蜗植入尚无法替代听觉神经元的功能,听觉神经元功能的缺失严重影响了人工耳蜗手术的效果。”柴人杰说,最理想的治疗感音神经性聋方法是通过干细胞使毛细胞再生,达到耳蜗结构和功能的修复,从而在根本上恢复听力。

“我们希望建立把神经干细胞移植和人工耳蜗植入相结合的新临床技术体系,通过人工耳蜗替代毛细胞功能,通过神经干细胞再生有功能的听觉神经元,从而重建听觉环路,恢复听觉功能。”柴人杰说。

怀揣着“为2780万耳聋患者做一件事”的初心,他开始了长期的神经元和内耳毛细胞的再生和保护研究。

开拓基因治疗新路径

2004年,从中国科学技术大学生物科学专业本科毕业的柴人杰赴美国贝勒大学医学院攻读博士学位。2009年博士毕业后,他进入斯坦福大学医学院耳鼻喉科继续进行博士后研究。

早先,人们认为内耳中没有干细胞,毛细胞无法再生。随着科学家研究的深入,这一“金科玉律”被斯坦福大学的一位教授推翻——他首次在内耳中发现了干细胞,这使得通过毛细胞再生来恢复人类的听觉功能成为可能。这位教授正是柴人杰的博士后导师。在此基础上,柴人杰通过一系列研究,精确定位了内耳干细胞的亚群。

2013年,从斯坦福大学医学院博士后毕业后,柴人杰回国到东南大学任职,投身到与耳聋的较量中。由于科研内容与临床工作紧密相关,柴人杰成为东南大学附属中大医院耳鼻喉科双聘教授。

柴人杰说,刚回国工作时,实验室条件相对简陋,顶尖的检测设备、尖端实验原材料很难采购到。“这些年,国家千方百计为我们提供科研支持,让科研人的信心和底气越来越足。”柴人杰说,在科技部国家重点研发计划、中科院A类战略性先导科技专项、国家自然科学基金重点项目等多项国家级重大项目的支持下,他率领的研究团队在内耳器官的再生和保护研究方面不断取得进展。

经过多年潜心研究,柴人杰团队构建了完整的针对内耳干细胞的基因治疗体系,并通过该体系促进毛细胞损伤修复,最终重建听觉功能。2020年,他在生命科学领域最权威的国际期刊《细胞》上发表的论文被评为年度最佳论文,这是9篇年度最佳论文中唯一完全由中国学者独立完成的科研成果。

在应用领域,柴人杰团队制备并优化了新型石墨烯人工耳蜗电极,形成了新的程序化人工耳蜗植入技术,不仅加强了人工耳蜗手术的规范性、安全性,还降低了手术难度,大大提高了人工耳蜗植入的覆盖范围。以该成果研发出的针对内耳干细胞的基因治疗体系为载体,已将6个创新药物推进至不同临床前及临床研究阶段。

“我们通过国际一流、国内领先的耳聋基因治疗系统性研究,取得了全球领跑的研究成果,充分证明了耳聋基因治疗的可行性,具有很大的科学价值和社会价值。”柴人杰介绍,目前,这项技术已在国内十余家三甲医院推广应用,将帮助更多的耳聋患者重返有声世界。

打造青年创新团队

从名校毕业到海外深造,从回国开展创新研究到做出一番成绩,柴人杰形容自己的科研之路是“水到渠成”。

“博士毕业的时候,我的导师丁家桓教授送给我一句话——‘做人看过程,做事看结果’,这句话让我受益终身。”在柴人杰看来,做科研要有长期目标、坚持不懈,无论前期做了多少基础研究、发表了多少篇论文,如果最终无法进行临床转化、无法造福广大群众,就不能说是成功的。

不达成目的决不罢休,这是柴人杰做科研的风格。读博期间,每天十五六个小时泡在实验室是他的日常。“实验做不出结果,我肯定不休息。如果发表不出好文章,我都没法原谅自己。”柴人杰说,他当导师以后,对自己的学生也有同样的要求——“今日事今日毕,决不把任务拖到第二天。”

带着这样的冲劲儿,柴人杰和团队成员泡在实验室、潜心做研究。在一个个项目、一项项研究中,培养了一批从事感音神经性聋治疗研究的优秀青年科技人才,造就了一支具有创新能力和国际竞争力的优秀青年团队。

“目前人类已发现与耳聋相关的基因200多个,我们现在能做的基因治疗还很有限,只是‘万里长征’第一步。”柴人杰说,在从0到1的突破实现后,他们会继续完善现有的基因治疗研究,并探索新的治疗方法,帮助更多耳聋患者重获新“声”。

中国科协科学技术传播中心与本报合作推出

(责编:李依环、李昉)