干细胞能否创造在针尖上“跳舞”的奇迹
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发布时间:2005-03-04 13:58:36
干细胞研究是21世纪生命科学领域的一大热门课题。由于涉及到人体胚胎的使用,所引发的伦理道德方面的争论近来日趋激烈。持反对意见的人声称,胚胎作为人类生命的雏形,理应有权受到尊重而不该遭肆意破坏,否则便是一种“谋杀行为”。但科学家们从中看到的,则是未来战胜那些目前尚无法治愈的疑难杂症的前景。这一技术究竟能否健康有序地发展,最终造福人类,我们还将拭目以待。
“干细胞如同一张白纸,等待着书写各自的未来。”
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若在显微镜下观察,存活4天的胚胎由大约40个细胞所组成,看上去就像粘稠的浆果或花粉粒。它们通体毛绒绒,相互依偎着呈空心的圆球状,被称作胚泡。其外层细胞注定会变成胎盘,内层细胞则尚未决定今后生长发育的走向。因为它们均具有“多能性”,亦即可衍变为200多种构成从肾、心脏、肝到皮肤、神经元乃至胰管的人体中任何一种细胞。这就是知名度正在逐渐升温的胚胎干细胞。在这短短的几天内,它们好比是一张白纸,等待着命运的安排(确切地说,是基因与生物化学间复杂的交互作用)来书写各自的未来。
10年前对实验室动物的研究表明,从动物胚胎中提取的干细胞是发育途径不拘一格、用途极为广泛的“多面手”。它们在实验室里生长时,繁殖得非常快,由此可发育成诸如神经元等的专化细胞。然而在当时,人体胚胎尚是一个无人敢闯的“禁区”。
“如果说干细胞研究酝酿着一场医学革命,决非言过其实。”
1998年11月,这种僵持局面终于被打破了。美国威斯康星大学和霍普金斯大学几乎同时宣布,他们已独立培养出采集自人体胚胎的干细胞,特别是在维系人体胚胎细胞的“多能性”和遏制其异化发展上取得了重大突破。
一个月以后,霍普金斯大学首席科学家约翰?吉尔哈特在国会作证时预言,胚胎干细胞除了对糖尿病和肌肉营养不良症有效外,总有一天还可用来医治老年痴呆症、亨廷顿舞蹈病、中风、脊椎神经损伤等。不论在什么情况下,干细胞均可经逐步处理而变成相应的细胞,然后植入病人体内。
到去年12月,吉尔哈特和向他提供研究经费的杰龙公司已摸索出10种细胞转变法,其中包括心脏肌肉、皮肤细胞和免疫系统淋巴细胞。就在两周前,这一数目又激增至110种。“我们掌握了制造人体中几乎所有细胞组织的技术,数量要多少就有多少。”杰龙公司首席执行官托马斯?奥卡马宣布。
由于人体器官结构复杂,到处是导管和瓣膜,很难进行体外培育。人们早先企盼通过“器官农场”来栽种肝、心脏和其他人体器官的美梦也就随之幻灭了。但给病人植入干细胞却完全是另一回事。
据美国国立卫生研究所(NIH)透露,自从发现人体干细胞能在实验室里培育以来的两年多时间里,其潜在功能正不断得以开发。通过注射将其植入肝脏,不仅能产生新的肝细胞,还可使遭肝炎或肝硬化毁坏的器官恢复生机。干细胞疗法可通过置换受损软骨,来治愈风湿性关节炎和骨关节;它还可为治疗威胁生命的大面积烧伤提供新的皮肤。经逐步处理而形成的心脏肌肉干细胞,甚至可用来替换因患慢性心脏病而损坏的细胞。“要说干细胞研究蕴藏着使医疗实践发生革命性剧变的潜能,决非言过其实。”美国国立卫生研究所前任所长哈罗德?瓦穆斯声称。
从迄今为止的动物试验来看,那些脊椎神经受伤、大脑原动皮层中风以及有老年痴呆症、帕金森综合征和脊萎缩侧索硬化倾向的啮齿动物经干细胞治疗后,病情都有了一定程度的缓解。但据有关专家预测,这些研究成果距临床试验,至少还需等上3年。
“如果能用成人组织代替胚胎干细胞,我们就不必‘谋杀’任何人了。”
科学家们颇感意外地发现,甚至那些看似一心“专司其职”的细胞也会在中途“改弦易辙”而实现功能转换,由此打破了人们长期信奉的教条:许多人体组织包含着成人干细胞,其功能仅限于产生更多的同类细胞。例如肝干细胞只会诱发肝细胞,皮肤干细胞只会形成皮肤,以此类推。
但近年来不断有新的研究成果显示,成人干细胞同样具备可衍变为不止一种细胞的“多能性”。小鼠的动物试验表明,提取自骨髓的成人干细胞,一旦植入心力衰竭的小鼠心脏,就会发育成心脏细胞以取代受损组织。罗伯特?约翰逊医学院的伊拉?布莱克也在去年8月发表的一份报告中证实,从小鼠身上获取的骨髓干细胞原本应该变成肌肉、脂肪、腱、韧带或软骨,结果却在诱导下变成了神经元。将其植入小鼠的大脑,这些神经元不但得以存活,并且形成了功能连接。布莱克据此乐观地声称:“我们每个人的体内都蕴含着使自身不断得以更新的机制。取自人体一部分的细胞,经培育后植入人体的另一部分,并与那里的细胞相融合已不再是空想。”
同时,也应该看到,胚胎特别是成人干细胞的研究尚处于起步阶段,还存在许多问题与困难,需要进一步探索和完善。例如目前供研究用的胚胎,多半属于经人工授精中心反复筛选而遭淘汰的“劣质产品”,这自然会带来一定的不利影响。美国卫生研究所最近的一次调查也表明,成人干细胞不但质量比胚胎干细胞差,其繁殖速度也不能同胚胎相比,将来一旦用于临床试验难免会有供不应求之虞。正因为如此,科学家们千方百计在各地的实验室里建立人体胚胎细胞菌落,每个实验室约为60个左右,目的就是要在无需重新采集的情况下“克隆”数量不受限制的干细胞。
不管怎么说,干细胞研究取得的进展,终究为平息伦理道德之争创造了有利条件。在最近的一次民意测验中,有57%反对堕胎的人表示支持干细胞研究。堪萨斯城参议员萨姆?布朗巴克欣慰地表示:“能用成人组织代替胚胎干细胞,我们就不必‘谋杀’任何人了。”
在科学家看来,干细胞不仅“创造了在针尖上跳舞的奇迹”,更是孕育未来的种子,因而对研究中处处受制很不以为然。霍普金斯大学的吉尔哈特为此警告说:这种现状“势必造成未来有许多人将不必要地承受病魔折磨或是死亡。”斯坦福大学生物学家欧弗?韦斯曼要求“那些下令禁止研究的人对本来可以避免的悲剧负责。”
在这个问题上,参议员奥林?哈奇同样站在科学家的一边。他的理由很简单:“放在诊所里被冷冻的胚胎,跟母腹内发育的胎儿根本就不是一回事。”
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