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二、干细胞体外培养的组织工程研究能变梦想为现实么?

编辑:徐荣祥 出版社:中国科学技术出版社 发行日期:2009年7月
      1998年11月,美国威斯康星大学的萨姆逊和约翰霍普金斯医学院的吉尔哈特分别在《科学》和《美国科学院院报》上发表文章,公布其人类胚胎干细胞的研究成果。萨姆逊的工作是从胚囊阶段的人类胚胎内细胞群中将干细胞分离出来,经体外培养,使之继续增生,形成一个干细胞系;吉尔哈特所做的工作与之相似,所不同的是他用来分离干细胞的组织是原本要发育成睾丸和卵巢的胎儿部位。
      以此2项研究成果为主,连同有关干细胞其他方面的进展,美国《科学》杂志将干细胞研究评为1999年十大科学成就,并将其排在首位,有关人类基因的研究屈居第二。
      紧随两位美国学者的研究之后,世界掀起了干细胞热。无论是科学界,还是政府和商界都对干细胞表现出了狂热。
      就政府而言,一些国家的政府已放宽原本对有关生命科学研究伦理方面的限制。美国总统克林顿于8月23日宣布美国政府决定支撑人体胚胎的研究工作。他说:“人体胚胎研究在拯救生命、改善生活和治疗疾病等方面潜力巨大,美国不能放弃。”在生命科学方面表现一向谨慎保守的英国政府也捺不住寂寞,专门组成了医学调查组,有关调查已形成支撑意见。8月16日,英国政府已批准医学部门官员唐纳森有关利用胚胎细胞克隆进行医学研究的报告,并表示放宽克隆法,科学家可以从早期胚胎中抽取细胞,让它们长出皮肤和其他人体组织,以帮助医学人员攻克目前尚未攻克的疑难病症。今年晚些时候还将交议会投票。
      商业机构对干细胞则更是趋之若鹜。一时间,围绕干细胞而建立的企业如雨后春笋般地诞生。据统计,上规模的大企业,仅在美国就有8家,英国、澳大利亚、日本至少1家。其中以美国的杰隆生物医药企业发展最快,它不仅拥有萨姆逊和吉尔哈特的两项专利,还收购了以首创克隆羊而闻名的英国罗斯林研究所。
      科研机构更是个个摩拳擦掌,摆出一番要大干一场的姿态。有资料显示,在美国几乎没有一家大学没设立干细胞研究机构的。据来自英国的报道先容,美国和加拿大的三个生物工程小组,正在策划一项雄心勃勃的全球性计划:耗资30亿英镑在实验室中人工培育出心脏、肝脏和肾脏。
      干细胞何以使整个世界变得如此狂热?这恐怕与两个方面的原因有关,一方面涉及干细胞自身的性质,另一方面涉及生命伦理。
      从干细胞自身的特点来看,干细胞具有潜在而广阔的医用前景。干细胞是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,它有继续分化的潜能。在条件合适的情况下,它或者是多能干细胞,可以部分分化繁殖出组织器官,或者是全能干细胞,可以全部分化形成整个生命体。具有这种原始分化能力的细胞一般被认为只有从早期胚胎上取到的胚胎干细胞才具备。人类对干细胞已有的常识表明,受精卵在母体子宫里经过连续分裂大约10天左右,形成一个囊泡状结构的胚泡。在胚泡内有一个细胞群,这个细胞群中包含有大约100个属于最原始的细胞。这100个细胞就是未来发育成人体组织的基本细胞胚胎干细胞。对胚胎干细胞进行分离,通过适当调控,每一个细胞都具备能够发育出人体组织的所有210种细胞的能力。
      美国科学家将干细胞分离,在体外培养,并使之实现无限扩增,这一成就使人们对利用干细胞应用于临床医疗的梦想向现实迈进了一大步。当前,一些严重的疾病困扰着临床医学,对于诸如心脏病、糖尿病、肾病、帕金森氏病等严重的疾病,人类尚无获得满意的治疗手段。因此,科学界提出了“治疗性克隆”的路线:将取自病人细胞的核转入去核的母细胞中重新激活并建立多能干细胞系,再将这些细胞诱导成病人所需的细胞,由于这些细胞由病人自身细胞核DNA编码,其表现型与病人几乎一致,因此被推测不会被免疫系统排斥。同时多能干细胞的无限扩增可为病人组织修复提供足够的材料。
      干细胞的这一研究成果的确为临床疾病的治疗开辟了一条全新的途径,不过,这一成果更能激发人类产生奇思妙想的倒不简单是细胞治疗,而是在组织工程学方面。在细胞治疗之上,人类对于干细胞寄于更大的希翼,即利用调控干细胞实现组织器官的体外再生,并最终实现疾病组织器官的修复和移植。
      目前,临床上常用的组织修复途径大致有三种:自体组织移植、异体组织移植或应用人工代用品。这三种方法均遇到如免疫排斥反应及供体不足的难题。要解决这些难题,科学家认为干细胞最有优势。他们为公众描绘出这样令人振奋的前景:对干细胞在体外培育,使之定向分化,产生各种活组织和活器官,医生将来治疗疾病就像机械师修理机器一样,哪块儿不灵就换哪块儿。
      据美国病人联合会的材料,仅美国等待治疗的各类病人就有近一亿,在敏感的商业化社会,这意味着干细胞组织工程蕴藏着有望培养形成数百亿美金的产业的商机。
      从生命伦理的角度来看,干细胞潜在的医用前景不会受到来自生命伦理的条条框框的严格限制。和从事人体复制的克隆技术相比,干细胞所牵涉的生命伦理问题不是那么严重。虽然胚胎干细胞也来自于被西方人视为生命体的胚胎,但胚胎毕竟是最初级的生命体,与成熟的人体相比,对其操作的伦理压力要小得多。用原始胚胎的干细胞培养出人的生命组织,人是可以接受的,而如果把克隆人作为临床治疗的器官库,无论如何,人类都无法接受。
      干细胞研究像一艘巨轮承载着人类的厚望,肩负着实现人类梦想的重托,在一片喝彩声中扬帆起航。
      过高的希望将干细胞研究中实际可能存在的难以逾越的鸿沟淹没在人们绮丽的梦想之中,仿佛只要着既定的思路一如既往地研究下去,就一定能够抵达辉煌的彼岸。
      干细胞真的像人们想象的那样,能不负众望,使人类组织器官体外再生美梦成真吗?
      最非凡的希翼往往意味着最严峻的挑战。和任何其他科学的发展一样,干细胞体外组织工程研究要实现人类的梦想,也必须正视现实,迎接挑战,而这些挑战有时甚至可能是难以超越的。
      在潜在而众多的挑战出现以前,一个现实的挑战已经迎面而来,对于西方干细胞组织工程研究来说,迎接这个挑战并不轻松。它就是来自东方古老国度的徐荣祥和他的干细胞研究。
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