科學(xué)家研究造一塊頭皮

脫發(fā)好像算不上大病，但禿起來也真是“要人命”。

“代碼寫得都沒掉頭發(fā)的速度快”，這是90后程序員鄒天的自嘲。從2016年到后廠村工作開始，鄒天的發(fā)際線就以肉眼可見的速度呈M形向后撤退。頭皮上仿佛有了一座孤島，有風(fēng)拂過時(shí)，若隱若現(xiàn)，格外凄涼。

像鄒天這樣受脫發(fā)困擾的人，西方國(guó)家有40%，我國(guó)約有2.5億。更令人難過的是，脫發(fā)的年齡正逐漸走低。《中國(guó)脫發(fā)人群調(diào)查》顯示，中國(guó)30歲左右脫發(fā)群體發(fā)展最快，比上一代人提前了整整20年。

植發(fā)、養(yǎng)發(fā)、假發(fā)等治禿、防脫的市場(chǎng)隨之崛起。Coherent Market Insights曾指出，2017年全球脫發(fā)治療市場(chǎng)價(jià)值為73.25億美元，預(yù)計(jì)在2018-2026年的預(yù)測(cè)期內(nèi)年復(fù)合增長(zhǎng)率為4.9%。近年來，我國(guó)植發(fā)市場(chǎng)則正以100%的高增速發(fā)展著，至今也有百億規(guī)模。

誰讓禿令人看起來油膩、衰老又憔悴呢，為了形象一些脫發(fā)患者也是拼了。

然而，并不是每個(gè)禿到影響形象的人都會(huì)選擇植發(fā)。

鄒天的想法可以代表很多人。一方面，他認(rèn)為從后腦勺上取毛囊下來再種到禿的地方，看著就疼得可怕。更何況，他還在掉發(fā)，生怕像段子一樣，堵住了一頭，慢慢中間又寸草不生了，造型更怪異。

可能就像這樣，成了小龍人

另一方面，幾萬塊的手術(shù)費(fèi)用，夠他定制幾個(gè)他現(xiàn)在用的假發(fā)片了，戴上之后可洗、可剪、可燙、可染，還能摘下來——效果還不錯(cuò)，也還算方便。

不過，當(dāng)被問到如果現(xiàn)在有一種辦法能替換頭頂皮膚、激活毛囊，他是否愿意接受時(shí)，鄒天滿臉質(zhì)疑，但依然表達(dá)了期待，“這就是授之以魚和授之以漁的區(qū)別”。

最近，Nature上發(fā)表的一篇論文就展示了用干細(xì)胞制造包含毛囊、接近完全的人類皮膚的可能性。經(jīng)過4~5個(gè)月培養(yǎng)后，這些“人造皮膚”被移植到小鼠背上，不僅與小鼠皮膚融合，其中55%還能繼續(xù)生長(zhǎng)，并長(zhǎng)出了2~5mm長(zhǎng)度的人類毛發(fā)。

“這使我們離產(chǎn)生無限的毛囊供應(yīng)更近了，并且可以移植到頭發(fā)稀疏或沒有頭發(fā)的人的頭皮上。”對(duì)于這一成果，美國(guó)賓大皮膚病學(xué)系Leo L. Wang如此評(píng)價(jià)。

造一塊“頭皮”

作為人體免疫的第一道屏障，皮膚其實(shí)是一個(gè)復(fù)雜的多層器官，對(duì)調(diào)節(jié)體溫、保持體液、抵御外部壓力、調(diào)節(jié)觸覺和疼痛至關(guān)重要，由毛囊、皮脂腺、神經(jīng)元回路等功能性附屬零件構(gòu)成。

為了幫燒燙傷等患者重建這道屏障，40多年來，科學(xué)家們陸續(xù)投入用真皮細(xì)胞和表皮細(xì)胞在體外重建人類皮膚的研究。遺憾的是，毛囊等功能性器官的體外培養(yǎng)還一直沒有解決方案。

好消息是，美國(guó)波士頓兒童醫(yī)院教授Karl R.Koehler團(tuán)隊(duì)最近宣布解決了這個(gè)問題。團(tuán)隊(duì)采用類器官培養(yǎng)系統(tǒng)(organoid culture system)培育皮膚細(xì)胞，這是一種三維的培養(yǎng)環(huán)境，可以讓細(xì)胞在更接近正常的環(huán)境中生長(zhǎng)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)依次添加不同的生長(zhǎng)因子以誘導(dǎo)多能干細(xì)胞定向分化為多個(gè)特異性器官的細(xì)胞類型。

培養(yǎng)過程

70多天后，這些細(xì)胞逐漸長(zhǎng)成了一個(gè)個(gè)球體，每個(gè)球體中大概孕育了近50個(gè)毛囊。累計(jì)4~5個(gè)月的培育期后，團(tuán)隊(duì)終于得到了具備明顯表皮層、真皮層，且具有毛囊、皮脂腺、神經(jīng)回路的“人造皮膚”，論文中稱其為類器官(organoids)。

通過RNA測(cè)序等方式測(cè)定后，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這些培育出的“人造皮膚”與18周胎兒的前額皮膚十分相似，也就是說，更像“人造頭皮”。

“人造皮膚” vs 18周胎兒的前額皮膚

為了進(jìn)一步驗(yàn)證“人造皮膚”的能力，團(tuán)隊(duì)又在小鼠身上啟動(dòng)了實(shí)驗(yàn)。他們將1~2mm大小的“人造皮膚”植入27只小鼠背部，均存活良好，與小鼠皮膚幾乎算得上是完全融合。

其中，15只小鼠的移植皮膚上長(zhǎng)出了2~5mm的人類毛發(fā)，占比55%。剩余小鼠中，一半長(zhǎng)出了向內(nèi)生長(zhǎng)的毛發(fā)，類似于毛孔被堵住之后毛發(fā)憋得向內(nèi)彎曲，另一半則因?yàn)榧夹g(shù)問題失敗。

小鼠長(zhǎng)出的人類毛發(fā)

不過，這也足夠證明團(tuán)隊(duì)培育的類器官有頭皮皮膚的潛力，治禿有望。

團(tuán)隊(duì)還為“人造皮膚”規(guī)劃了更長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來，譬如用作模型以加速皮膚和毛發(fā)疾病藥物的研發(fā)，通過改變培養(yǎng)條件，還能特定生成具備其他身體部位特征的皮膚，可以為燒燙傷患者等重建各處皮膚。

還需要解決什么?

對(duì)于脫發(fā)患者來說，“人造皮膚”顯然是個(gè)福音。

如今，越來越多脫發(fā)患者為了外表選擇植發(fā)，但這可不是個(gè)小手術(shù)。一般來講，患者先去面診，醫(yī)生來設(shè)計(jì)植發(fā)方案，確定植發(fā)區(qū)域、需要的毛囊數(shù)、取毛囊的區(qū)域及取毛囊數(shù)。

方案確定后，患者需要剃掉枕部(也就是后腦勺毛發(fā)最茂密的地方)的頭發(fā)，然后麻醉師會(huì)將麻醉針直接打進(jìn)該區(qū)域的頭皮，植發(fā)區(qū)域也得來一針。這種疼痛，打過的都說爽。

接下來大半天甚至一整天的時(shí)間，就是醫(yī)生從枕部取下一顆顆毛囊，再像插秧一樣一顆顆種到“荒蕪”的頭皮上去。

用這種設(shè)備操作，看著就害怕

到這兒，漫長(zhǎng)的折磨還只能算剛剛開始。手術(shù)后的一周內(nèi)，患者的整個(gè)頭、臉可能都一直處于水腫狀態(tài)，說一個(gè)頭兩個(gè)大可能都不夸張;枕部剃掉的頭發(fā)也得慢慢留起來。

這些痛苦，還是對(duì)很多人起到了很大勸退作用的。所以，當(dāng)我把Koehler團(tuán)隊(duì)的這篇論文發(fā)給幾個(gè)不滿30歲的“青年禿”時(shí)，他們大多頓生“有救了”之感。

畢竟，比起“拆東墻補(bǔ)西墻”的植發(fā)，讓自己的頭皮又重獲生命力、長(zhǎng)出新毛囊聽起來誘惑極了。從過程上來看，應(yīng)該也沒植發(fā)手術(shù)那么漫長(zhǎng)和痛苦。

但目前來看，這項(xiàng)研究成果仍處于較為初級(jí)的階段，還有一系列問題需要團(tuán)隊(duì)進(jìn)行驗(yàn)證及改進(jìn)。

首先，在臨床應(yīng)用前，我們必須了解運(yùn)用此類方法培育的“人造頭皮”上頭發(fā)的生長(zhǎng)效率究竟如何。多少細(xì)胞最終能形成一個(gè)毛囊?一個(gè)毛囊的存活周期有多久?是否如正常的毛囊一樣具有毛發(fā)再生功能?這些都是團(tuán)隊(duì)必須先在實(shí)驗(yàn)室中明確并驗(yàn)證的問題。

其次，4~5個(gè)月的培養(yǎng)周期過長(zhǎng)。如果只是為了美觀的頭皮移植也就罷了，對(duì)于燒燙傷患者來說，他們可沒那么長(zhǎng)的時(shí)間用來等待。改進(jìn)以加速培養(yǎng)過程，無疑是個(gè)較大的挑戰(zhàn)。

除此之外，如何規(guī)模化制造“頭皮”、如何讓長(zhǎng)出的頭發(fā)長(zhǎng)度與自然條件下相似，這些問題也都還未被團(tuán)隊(duì)提上日程。

盡管如此，業(yè)界專家毫不吝惜對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的贊揚(yáng)。“這項(xiàng)工作給臨床應(yīng)用帶來了巨大的希望，我們相信這個(gè)研究終將成為現(xiàn)實(shí)。”