媒體報道
【羊城晚報】我們這代人,也許是“最後一代原裝人”?
圖/東方IC
還記得《西遊記》裏孫猴子跟隨菩提老祖學藝,這也不學那也不學,就是要學“長生不老”,而菩提老祖背地裏三更半夜地教給孫猴子的本事,正是有名的“七十二變”!從科學上講,怎麼才能做到“長生不老”?絕對的長生不老目前是不可能的,但以現代醫學的水平,讓大家活得更長、活得更好還是可能的。就像孫猴子的換頭術——一個器官壞了,我們就換一個,再壞了就再換,似乎就可以說是長生不老了?再生醫學就是研究這方麵的一個學科。
可是怎麼才能做到器官壞一個就換一個?就要用到孫猴子的“七十二變”了——找出一些會“七十二變”的細胞,讓它們變成所有我們需要的類型的細胞,組成我們需要的器官就行了。這些細胞正是我們所說的“幹細胞”。再生醫學就是以幹細胞為“種子”,培育出器官組織等,來替換被損傷的、自身病變或衰老的器官組織。所以,美國《科學》雜誌1999年將幹細胞研究列為世界十大科學成就的第一,排名尚在人類基因組測序和克隆技術之前。
我國人口“老齡化”的速度已快於世界“老齡化”速度,而且還呈現出“未富先老”的特征。怎麼辦?大家都寄希望於“老有所醫”。如果每個老人都健健康康,不但不需要耗費社會資源,還能繼續發揮餘熱,創造社會財富,問題是否就能輕鬆解決了?所以減緩、製止甚至逆轉衰老過程,正是再生醫學所要達到的目的之一。
編者按
最近都在講精準醫學,大致可以理解為一種“根據每個患者的個體特征‘量身定製’的治療方法”。針對不同的病情,有目的地修改基因是精準醫學的一大重點與難點。從另一方麵來說,幹細胞技術帶來的再生醫學,也應該算是精準醫學的一個重要部分。然而什麼是幹細胞技術,很多人並不真正了解,隻知道市麵上已在熱銷什麼幹細胞麵膜、麵霜,流行什麼幹細胞美容,似乎那就是個可以令我們青春永駐的秘方。事實上,經過專家及國家衛生部門證實,目前一些所謂“幹細胞美容,用自己的細胞修複疤痕”還都隻是一個騙局。幹細胞技術遠不像你我想象的那麼簡單。
概念
幹細胞大家族
幹細胞可是一個大家族,根據不同的分法可以分為以下幾類。
根據它的發育等級和分化能力,可以分為全能幹細胞、多能幹細胞和單能幹細胞。
全能幹細胞,顧名思義就是啥樣的細胞都能變,實際上全能幹細胞能形成一個新的生命個體。也就是說,從這一個細胞出發,經過分裂、增殖、分化最終可以得到一個完整的生物。目前,對人體來說這樣的細胞隻有兩種:一是,受精卵;二是,四分體時期的細胞(有的科學家認為四分體時期的細胞也具備全能性,不過沒有達成廣泛共識)。可惜的是,後者以目前的科學技術還沒有辦法把它們分離出來傳代培養(就是讓它們不停地分裂還能保持原有的功能特點),所以我們實際上很少研究它。
多能幹細胞與全能幹細胞的區別,是後者“啥都能變”,前者卻是“能變很多種”。也就是說,多能幹細胞可以變成幾種不同的細胞,但不是所有種類的細胞都能變,比如“造血幹細胞”,所以它們永遠沒辦法形成一個完整的生物個體。
單能幹細胞自然就是隻能變一種至多是兩種細胞的幹細胞。
其次,根據幹細胞的來源,我們還可以把它們分成胚胎幹細胞和成體幹細胞。最新的研究中還有一類新的幹細胞,就是誘導多能性幹細胞。
熱門美劇《實習醫生格雷》第七季裏有一集,講到一個小女孩因為腫瘤失去了氣管,醫生們用她自己的幹細胞再造氣管,進行移植的故事。雖然這個故事被講得錯漏百出,但利用自身的幹細胞治療和修複機體,確實是現實中已經被廣泛應用的一係列技術了。這些醫療手段的基礎就是成體幹細胞。成體幹細胞正是在現實醫療中應用最多的幹細胞治療手段。
另一部被改成電影的朱迪·皮考特最著名的小說《姐姐的守護者》,講的則是關於幹細胞治療的道德拷問:小女孩安娜的出生就是為了用她的幹細胞來治療自己姐姐的病,後來她將自己的父母告上法庭,要爭取自己的“身體支配權”,最終卻因車禍而亡,留下了健康的腎髒,還是捐給了自己的姐姐。這裏提到的治療使用的正是胚胎幹細胞。這一研究已引來一係列質問:胚胎算不算人類?什麼樣的胚胎就應該被當作“人”來尊重?為了拯救一個生命而創造另一個生命是否道德?等等。
此外,2008年有一部很好看的電影《本傑明·巴頓奇事》,由布拉德·皮特主演,講一個嬰兒一出生就是一副古稀老人的狀態,被寄養在老人院,結果居然越長越年輕,最終變成了一個嬰兒死去了。拋開它的哲學內涵不談,人世間是不是真的會有這樣的“奇事”呢?事實上,作為一個“人”當然不會有,但是“人”的細胞卻確實可以“越活越年輕”——當然,這是在科學家們的調控之下做到的。這就是我們所講的“誘導多能性幹細胞”。
研究
幹細胞技術令再生不是夢
事實上,人體之所以有一定的再生能力,主要是靠著成體幹細胞。比如,表皮的再生、血細胞的換新、頭發指甲的生長之類。關於再生醫學中的成體幹細胞的研究,最早始於20世紀60年代對造血幹細胞的研究,造血幹細胞目前為止是應用得最成熟的成體幹細胞,可應用於治療多種血液係統惡性腫瘤、某些實體瘤、某些自身免疫性疾病和某些遺傳病;之後,人們又發現了對皮膚的修複和再生至關重要的上皮幹細胞、在神經組織中起重要作用的神經幹細胞等。
還記得係列科幻電影《超人》的主要扮演者克裏斯多夫·李維嗎?身高193公分、擁有美國康乃爾大學學曆的李下,不幸於1995年參加馬術比賽時摔落馬下,脊椎嚴重受傷,頸部以下全部癱瘓。但他一直努力想要重新站起來,不僅離開了病床積極接受複健,更致力於推動胚胎幹細胞的研究,隻可惜他最後還是於2004年因為心髒衰竭在紐約過世,終年52歲。或許有一天,科學家們可以依靠神經幹細胞的研究,讓這些“折翼的天使”重新康複。
胚胎幹細胞的研究從長遠來講,在再生醫學中也具有更輝煌的前景。比如生殖係幹細胞的研究,就可以被用來研究不育不孕症,為千千萬萬沒有孩子的家庭造福。現在醫學研究中,用“核移植”的方法來獲取胚胎幹細胞,其實已可以避開部分倫理道德的爭議。
此外,誘導多能性幹細胞則無疑是最近幾年幹細胞學界、甚至是生物學界最重要的發現。最重要的優勢就是,它規避了胚胎幹細胞研究的倫理壁壘,用成體幹細胞來培養出胚胎幹細胞,完全可以做到“用你自己的細胞治療你自己的疾病”。
總之,現代的再生醫學早已經取得了飛速的發展:2004年8月,德國科學家斯米勒等人成功地複製了一位56歲患者的下頜骨,就像吳宇森的電影《變臉》一樣,那位原本不能正常進食的患者成功地獲得了一張“新臉”,而且還恢複了正常的飲食生活。
斯米勒等人先用電腦掃描,模擬出患者下頜骨的尺寸大小,做出鈦合金的金屬支架,再從患者的骨髓中取出骨髓幹細胞,與生長激素混合在一起,塗抹在鈦合金金屬支架上,一起移植在患者的右肩胛骨裏,經過8個星期的“體內”培養之後,成功的複製出了患者的下頜骨。他們再將培養好的下頜骨取出,移植到患者的下巴上,這樣,患者就成功地得到了一個“新下巴”。這是世界上首例成功使用背部肌肉血液培養下頜骨的案例。
後來,美國俄亥俄州克利夫蘭的亞特裏奧賽特公司利用約翰霍普金斯大學研究出的一種以納米纖維為基礎的體外細胞擴增的新技術,還可以利用造血幹細胞在體外大量生產血液。
近年來新進展、新成果簡直令人瞠目結舌。有人提出,我們這一代人也許是“最後一代原裝人”,因為再生醫學的發展可以使我們活到120歲、150歲甚至更長。在這100年左右的時間裏,人類科技的發展就有可能使我們“長生不老”——又也許是可以不要肉體,隻把我們的意識保留在計算機中,雲雲。
應用
幹細胞組織將成為“產品”
美國傑龍生物醫藥公司2010年10月11日宣布,佐治亞州亞特蘭大“牧者中心”醫院已於2010年10月8日利用該公司培植的GRNOPC1人類胚胎幹細胞,展開全球首宗人類胚胎幹細胞治療的人體臨床試驗。
在我國,20世紀60年代就開始了骨髓幹細胞移植方麵的研究;1992年第一個骨髓移植非親屬供者登記組在北京成立,“中華骨髓庫”正式接受捐贈(2000年11月改名為中國造血幹細胞捐獻者資料庫);2002年,北京建立了臍帶血幹細胞庫;2009年上海成立了國家幹細胞工程技術研究中心醫學轉化基地。
最新數據顯示,目前全球大約有600項臨床試驗均涉及幹細胞治療。
目前研究中應用幹細胞治療的疾病主要還有:神經係統的阿爾茨海默病、帕金森病;血液病中的白血病、鐮狀細胞貧血症、地中海式貧血;心肌梗塞;骨組織類的軟骨缺損、退化性關節炎;肌營養不良症;糖尿病;肝炎;皮膚燒傷;脊椎損傷等。
總之,以幹細胞為主的用於再生醫學的人體細胞組織,現在已經成為一類“產品”,正在走向“產業化”道路。對這一類產品的監控,已經在各國法律中提到了議事日程上來。對於普通老百姓來說,所要知道的就是,從正規來源獲得的、用來修複我們的組織器官的,無論是幹細胞還是用幹細胞構建的組織、器官,都是在國家的嚴密監控之下,有嚴格的法規規定的,其安全性和可靠性還是可以信賴的。
一旦一類科學研究走上了產業化之路,它可以說就走上了“發展的快車道”,在利益的驅使下,這項研究將不隻是國家資助下的實驗室研究,而會擴展到商業和工業領域,這無疑是廣大患者的福音。可見,不久,再生醫學的發展將大有可為。
有問有答
Q:
為什麼壁虎斷尾後可長出新尾,人斷手後卻不能長出一隻新手呢?
A :
因為人類是高等生物,而越高等的動物,這種再生能力越弱。最典型的例子就是蝌蚪-青蛙:當它還是蝌蚪時,失去的尾巴是能長回來的,可是當它成為了青蛙,就失去了這種再生能力。
再生其實可分為生理性再生和病理性再生。比如換牙、血紅細胞的新舊交替,女生們來例假時子宮內膜的周期性變化、皮膚角質細胞的更換(也就是脫皮)等都是生理性再生。也就是說,實際上我們的身體可以自動地發生再生現象,最酷的是,我們實際上無時無刻不在再生中(強大吧)。病理性再生則是因為損傷而引起的再生,比如傷口的愈合(壁虎的尾巴就是一例)。但這種再生對於人類這樣的高等生物來說,往往是不完全的,我們在損傷後所能重新長出來的,往往是沒有功能的瘢痕組織,所以叫不完全再生。
從再生的機製來講,每一個生物個體,都是由一個單個的細胞發育而來的,因此理論上講,一個生物的任何一個細胞都有發育成一個完整的生物體的潛能,這就是所謂的細胞的“全能性”。對於植物來講,幾乎所有的細胞都具有全能性。而對於動物來講,隻有受精卵,以及某些胚胎幹細胞才具有全能性。
Q:
女兒國是神話嗎?
A:
“女兒國”的情況的確並不是隻在神話傳說中才有的。
有一種叫“孤雌生殖”的模式,就是把雌性小鼠的卵母細胞拿出來,經過各種不同的物理的、化學的刺激,使其激活,形成二倍的雌原核,繼而發育成胚胎,而從這樣的胚胎中就可以分離出來胚胎幹細胞。如果這樣的胚胎繼續發育下去,就會形成“沒有父親的小鼠”了。
原載於《羊城晚報》(2016年11月5日B04版)