专访丨张力:在再生医学的蓝图上,擎画心血管学科发展的无限可能

在生命科学、材料科学、工程学、计算机技术等多种学科的飞速发展和日益交融的基础上,“再生医学”的出现,标志着医学将步入重建、再生、“制造”的新时代,一场影响深远的医学革命正在徐徐拉开帷幕。

2023年1月5日-7日,第三届上海心血管发育与再生医学高峰论坛暨2023新华全生命周期心血管健康论坛即将召开。会议召开前夕,大会执行主席、上海交通大学医学院附属新华医院张力教授讲述新时代下全生命周期健康理念,回顾心血管发育与再生医学研究所在新华医院的“摇篮”里,逐步成长壮大的全过程。

张力

上海交通大学医学院附属新华医院



01

从0到100+岁的全生命周期健康管理

随着国家社会经济的发展、人们生活方式的改变,我国心血管疾病的患病率仍在逐年上升。2021年的《中国心血管健康与疾病报告》显示,目前心血管病患病人数约3.3亿人,心血管病是我国城乡居民死亡的首要原因。


依据健康中国2030的目标,到2030年,要实现全人群、全生命周期的慢性病健康管理。


张力教授说道,“加强全生命周期健康管理,为人民提供全方位全周期健康服务,是时代发展赋予我们的责任。”


作为本次大会的承办单位,上海交通大学医学院附属新华医院提出,从基础科研到临床工作,为0-100+岁人群的心血管健康保驾护航。


上海新华医院,是上海市三级医院中唯一一所同时拥有围产和完整儿科亚专业的综合医院。新华人历经60余年励精图治,打造出了儿科与成人学科门类齐全的学科格局。与此同时,利用儿科和成人学科旗鼓相当的这一独特优势,新华医院实现了跨年龄段的学科融合,如小儿心血管科和成人心血管科同时参与如结构性心脏病、代谢性心血管疾病的诊治。因此,新华医院有能力为患者提供0-100+全生命周期的卫生健康服务。


张力教授表示,在全生命周期健康照护的视角下,我们对患者疾病有着更加全面的认识。现在也再也不是“头疼医头,脚疼医脚”的时代了。根据全生命周期健康的理念,我们可以针对生命不同阶段主要健康问题及关键防控窗口强化干预管理。


本次大会依托于新华医院的学科特点与学科优势,论坛不仅邀请了成人心血管领域的国内外知名专家如哈佛大学医学院附属布列根和妇女医院Peter Libby教授、美国克利夫兰医学中心心脏和血管研究所主任Samir Kapadia教授、澳大利亚墨尔本大学心血管治疗中心主任林延龄教授,还邀请了儿科心血管领域的国内外知名专家,如复旦大学生殖与发育研究院院长、中国科学院院士黄荷凤教授、亚太小儿心血管学会主席、上海新华医院院长孙锟教授、斯坦福大学附属医院儿童心脏中心的Skylar Scott教授等。多位专家将围绕生命周期心血管健康问题如出生人口健康的医学现状、宫内儿科学的进展、活细胞生物3D打印心脏组织治疗先心病等作主旨学术报告,分享团队最新研究成果。


“我们希望通过会议的召开,可以让大家关注成人心血管、儿科心血管的最新进展,开展全生命周期视角下心血管健康学术探讨,实现“以治病为中心”向“以人民健康为中心”的转变。”


02

行而不辍,未来可期:新华医院心血管发育与再生医学研究所

在新华医院这个摇篮里成长起来的不仅有上海心血管发育与再生医学高峰论坛,更有新华医院心血管发育与再生医学研究所。张力教授强调,“离开了平台就没有根基,也没有服务的人群和思想的源泉。心血管发育与再生医学研究所成长的每一步,都有着新华医院的浸润与烙印。”


新华医院心血管发育与再生医学研究所成立于2018年4月,涵盖小儿、成人、内、外、老年、内分泌、神经、临床药学等多个科室,秉承基础与临床协同创新的理念,充分利用新华医院学科特点,开展从儿童到成人、从心血管发育到心血管修复与再生、从0到100+岁的全生命周期的心血管健康研究。

在张力教授看来,立足于新华医院的背景,新华医院心血管发育与再生医学研究所“出生”、“发育”、“成长”,如今是一个四岁八月龄“孩童”。儿童的成长是迅速的,研究所也如此。


“依托于新华医院学科特色,心血管发育与再生医学研究所如同初升的旭日,也如同朝气蓬勃的孩子,一步步脚踏实地,在领域内取得了骄傲的成绩。”


在四年多的时间里,新华医院心血管发育与再生医学研究所实验室面积从195㎡扩大到1635㎡,科研平台涵盖蛋白质谱、生物信息学、转基因动物、形态及影像、实验动物模型、转化医学等多个领域。


团队PI与双聘PI增至11人,团队成员中国家特聘专家1人次、长江学者讲座教授1人次、国家杰出青年基金3人次、国家优秀青年基金1人次、科技部973首席科学家1人次、科技部青年拔尖人才1人次、上海市医苑新星杰出青年人才1人次、上海市银蛇奖 1人次、上海市启明星1人次、浙江省杰出青年基金1人次。


截至目前,研究所共获得科研项目43项,其中国家重点研发计划干细胞专项1项、国家自然科学基金重点项目5项、重大国合项目1项、杰出青年基金3项;研究所在动物模型、心血管发育细胞谱系示踪及多组学分析、组织工程修复策略等方面取得重要进展,发表了一系列高水平研究论文,研究所11名PIs/Co-PIs近五年代表性论文总影响因子为861.341,平均影响因子为16.252;研究所获得的学术奖励包括中华人民共和国教育部科技进步二等奖、中国康复医学会科学技术奖一等奖、中华医学会心血管病学菁英临床科研创新奖、上海市科技进步奖一等奖、第八届树兰医学青年奖以及华夏医学科技奖三等奖等。


03

“七十二变”的干细胞,为心血管疾病诊疗打开新窗口

我国是世界上的人口大国,由创伤、疾病、遗传和衰老等多种因素造成的组织、器官缺损衰竭或功能障碍的患者也位居世界之首,以药物治疗和手术治疗为两大基本支柱的经典医学治疗手段已不能满足临床医学的巨大需求。而基于干细胞的修复与再生能力的再生医学,有望为解决人类面临的很多重大医学难题作出巨大贡献。


在采访中,张力教授用“七十二变”的比喻,形象生动地描绘了干细胞的神奇之处:“西游记里孙悟空会72变,一根毫毛也可变出几千个小猴子。干细胞也是如此,一个干细胞可以定向分化成任何细胞,同时还可以不断自我更新。”


常规的干细胞治疗即利用自体或异体来源的干细胞,经过分离、体外培养、定向诱导甚至基因修饰等,在体外再生新型细胞或组织,而后植入体内,进行治疗的方法。“干细胞治疗最成功也广为人知的例子就是白血病患者的骨髓移植,利用骨髓中存在的大量造血干细胞,重建人体血液和免疫系统。骨髓中存在造血干细胞,我们心血管系统也存在有干细胞。”


张力教授团队长期从事心血管病诊治和冠心病发病机制与临床转化研究。针对心血管疾病临床治疗面临的难题,开拓了以血管壁原位干细胞修复血管、维持血管正常结构和功能为核心的血管疾病“干细胞学说”研究领域,致力于开发基于血管干细胞的新型支架和治疗方案。


细胞疗法


基于将自体或同种异体干细胞输送到受伤心脏中的新型治疗方法。目前已有多种干细胞治疗心肌梗死和缺血性心肌病的细胞疗法,目前在心血管领域应用最多的是间充质干细胞。


药物分子治疗


血管壁干细胞的另一大优势是它是机体内客观存在的,可简单的利用药物刺激,而不需要更复杂的外源性干细胞输注。如何实现血管干细胞的动员、扩增和定向分化,这个问题是干细胞疗法临床应用的瓶颈。


张力教授团队已经发现了多个microRNA等分子能够动员、激活并诱导干细胞定向分化。具体而言,使用相应的靶点药物调节干细胞的信号通路,促进干细胞苏醒激活并实现大量增殖,之后迁移、募集到血管损伤部位,并定向分化为血管内皮和平滑肌,提升干细胞参与血管修复效率。


冠脉支架


冠状动脉支架植入术是冠心病患者一种非常重要的治疗方式。临床上广泛使用的药物涂层支架,虽然降低了支架再狭窄风险,但是会因为细胞毒药物延长内皮修复时间,从而增大支架内血栓的发病概率。


为了解决这一问题,依据血管干细胞损伤修复理论,临床上研发了一款“combo”冠脉支架。这种支架表面涂有抗CD34抗体,用来捕获表达CD34的血管干细胞,使得这些血管干细胞能够聚集在支架植入的部位,目的是为了加速支架植入术后血管内皮的修复,从源头上抑制支架术后的支架内血栓和管腔再狭窄的发生,来改善患者的预后。“combo”支架最初在临床上应用后,表现出了明显内皮修复作用,但是患者的总体预后改善方面,多个研究结果并不一致。


张力教授团队经过研究发现,目前的“combo”支架还存在着捕获细胞类型不够专一的问题,在捕获血管干细胞的同时,还会募集一部分的炎症免疫细胞,这群炎症细胞会加重血管壁炎症,相当于抵消了血管干细胞的保护作用。相关研究结果发表在国际心血管领域顶级学术期刊Circ Res上,“combo”支架的改良工作也在有条不紊地进行当中。


干细胞类器官


类器官是指通过3D培养以产生和体内器官具有相似结构和功能的培养物,由包括干细胞在内的多种细胞组成,能更好地代表体内的生理和遗传特征。利用类器官能更好地模拟器官组织的发生过程及生理病理状态,并利用其开发和试验人类疾病的新型药物和治疗方法。


张力教授表示,基于“干细胞学说”的心血管疾病治疗新方案还有很多,比如干细胞外泌体、高分子材料等,“我们希望通过这些新疗法的提出,能有效改善心血管疾病患者预后,我们也期待心血管疾病拐点早日到来。”


04

发挥学科特色优势,提升医疗服务内涵

作为需长期管理的慢性病,以心血管病为主的健康问题是影响老年人口生命质量的重要因素。近年来,杨浦区老年人口总量及老龄化比重仍在持续加大。根据上海市卫健委公布的2021年本市老年人口和老龄事业检测统计信息,截至2021年底,杨浦区60周岁及以上户籍老年人41.44万人,占户籍总人口的39.5%,其中,80周岁及以上高龄老年人口6.33万人,占老年人总数15.3%,老年人口总数及高龄老人数长期位列全市中心城区首位。


鉴于此背景,科室将致力于探索医疗传感、无创医学成像、智能诊断、机器人技术和远程医疗技术等新兴技术在老年人群慢病管理中的应用,推动更准确、更精细、更快捷、更个性化的未来医疗发展。


据张力教授介绍,心血管二科是医学院、医院新一轮重点建设学科之一,是国家重点学科(心血管病学)、上海市首批胸痛中心和心脏康复中心建设单位、心血管发育与再生医学研究所依托单位。科室以冠心病的精准评估+优化介入、复杂、高危心血管疾病介入治疗以及结构性心脏病介入治疗等为特色,每年完成各类经导管心脏介入手术超8000例,每年急诊PCI超300例,位列上海市前茅。科室近三年来获得包括国家重点研发计划干细胞专项、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目、面上项目及青年项目共十余项,在心血管领域顶尖期刊如Circulation、Circulation Research、ATVB等杂志发表SCI论文数十篇。


在最新发布的“上海市医学科研竞争力”榜单中,新华医院心血管科科研学科竞争力位列上海市四强、全国医院科技量值榜第32名。


耀眼的成绩单背后,离不开“新华人”脚踏实地的努力。张力教授表示,未来科室将继续坚持全生命周期健康理念,在进一步发展科室特色的基础上:


第一、充分利用新华医院学科特点,联合小儿心血管科,不断促进心血管科的跨年龄段学科融合,更好地实现全生命周期心血管健康管理;


第二、科室将进一步推动冠心病和心衰的诊治。从门诊倡导多重危险因素管控预防动脉粥样硬化进展出发,到冠心病的诊断、治疗、急性胸痛管理、心梗后康复,结合冠心病患者随访、科普宣教,各个环节紧密相扣,实现冠心病的全程管理。对于心衰患者管理,科室将进一步优化心脏重症监护单元CCU的流程和推进本院心衰中心的建设发展;


第三、结合区域实际,科室将继续聚焦新兴科技在医疗实践中的应用,重点优化老年人群诊疗程序和就医体验,更好的帮助实现心血管健康和长寿。


张力教授最后强调,“希望通过本届上海心血管发育与再生医学高峰论坛的举办,与广大心血管同仁们一起探讨全生命周期健康管理,在交流中碰撞思维火花,在合作中展现‘新华风采’,共同促进我国心血管事业向前迈进!”


专家简介

张力

上海交通大学医学院附属新华医院

英国伦敦大学国王学院心血管医学博士,上海交通大学特聘教授、主任医师、博士生导师。国家杰出青年科学基金获得者、国家重点研发计划“干细胞研究与器官修复”专项首席科学家、国家自然科学基金重点项目负责人。现任上海交通大学医学院附属新华医院心血管内科主任、心血管发育与再生医学研究所副所长。兼任中国医师协会心血管医师分会常务委员、中国病理生理学会心血管专业委员会青年委员会主任委员、美国心脏病学院(FACC)和欧洲心脏病学会(FESC)专家会员。系《中华医学杂志英文版》、《中华心血管病杂志》、《中国介入心脏病学杂志》等多本核心期刊编委;长期以心血管疾病防治临床重大需求为导向,从事干细胞与血管损伤修复和重构机制及干预研究,推动介入治疗器械研发和产学研一体化交叉研究。在包括Circulation、 Circulation Research、Cell Stem Cell等国际著名期刊上发表SCI收录论文60余篇。以第一完成人获教育部科技进步二等奖和中华医学科技奖二等奖,获国家发明专利一项。个人荣获“树兰医学青年奖”、“中华医学会心血管病学菁英临床科研创新奖”等多项荣誉奖项。

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