干细胞：疾病终结者？
发布: 2010-4-24 10:43 | 作者: 网络转载 | 来源: 网络转载 | 查看: 539次 | 编辑
你注意到了吗？壁虎、水蛭等动物的肢体甚至是身子断了半截后，断的部位很快就能再长出来。奥妙就在于这类生物有一种非凡的神奇细胞，可以分化发育成需要的器官，进行自我修复。
科学家发现，在人体数十万亿细胞中，也有这种具有“全能”发展潜力的细胞，它就像一粒埋藏在人体内的“种子”，种在相宜的土壤上就可以分化成不同种类的体细胞。这种神奇的细胞，就是干细胞。
这是否意味着，一个干细胞就能让人体受损的组织修复、再生？一个干细胞就能培育出诸如心脏、肾脏、肝脏等人体器官？癌症、瘫痪、痴呆、失明等重疾顽症是否会因此迎刃而解？干细胞的未来无可估量。
1神奇的“种子细胞”
细胞产品国家工程研究中心副主任张磊博士表示，干细胞是上帝在生物体内埋下的一个“奇迹”。
“干细胞的‘干’，译自英文‘Stem’，意为‘树干’和‘起源’。类似于一棵树干可以长出树杈、树叶、开花和结果等。体细胞会因衰老或受伤死亡，所以某些动物体内有一个干细胞库随时生产它们的替代品。”张磊博士表示。
关于干细胞的独特性，有种说法非常生动。如果把体细胞比喻成具有一技之长的“专门人才”，干细胞就是尚不具备专门才能、但可以通过学习成才的“潜在人才”，可以分化为多种人体细胞。分化一旦完成，这些细胞的“职业”就确定了。和人体普通的体细胞相比，作为生物体内未充分分化、具有自我更新和分化潜能的细胞，干细胞的“未来”有着无限可能性。
如此神奇的干细胞来自哪里？广东省医学科学院医学研究中心主任余细勇告诉记者，科学家最早发现的干细胞存在于人类胚胎中。胚胎干细胞，又称为ES细胞，是受精卵分裂发育成胚囊时内层细胞团的细胞，它具有无限发展潜力，可以分化成所有不同种类的特异性组织细胞。
由于胚胎干细胞的“全能”性，从技术角度来说，用胚胎干细胞来培养人体组织和器官来治疗疾病是最理想的。但胚胎干细胞需从胚胎中提取，“每取出一个胚胎干细胞，就相当于破坏一个生命，这涉及医学伦理的问题，因此科学家进行大量研究寻找其代替品。”余主任介绍说。
经过长期科学实验，2007年，美、日科学家都发现了将普通皮肤成纤维细胞转化为干细胞的方法，所得到的干细胞称为诱导多能性干细胞，又名iPS细胞。这种由体细胞诱导而成的干细胞，具有和胚胎干细胞类似的功能，同时来源方便，只需来自表皮等组织的细胞就可以，避免了胚胎干细胞研究一直面临的伦理问题，有望成为未来细胞治疗的重要来源，在生物和医学领域的应用前景非常广阔。iPS细胞的发现也因此被《科学》（Science）杂志评为2008年世界十大科技进展之首。
除此之外，据余主任介绍，成年动物体内也有一些干细胞，称为成体干细胞。比如我们的骨髓就犹如一个干细胞库，骨髓里除了造血干细胞，尚储存有许多类似于造血干细胞的多功能的骨髓间充质干细胞，通过调控使它们定向分化成具备特殊功能的组织细胞，比如成纤维细胞、成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等。
2 未来蓝图：实验室培育出心、肝、肺
干细胞的魅力在于：一旦身体需要，就可按照发育途径通过分裂而产生成熟的体细胞。也许某一天，人们突然发现，人体器官可以在实验室按需要、按流程生产，血细胞、脑细胞、骨骼、心脏、肝、肾、神经等的更换都不成问题。
这是不是人类医学的终结梦想？！
那么，如何让干细胞这神奇“种子”听话地定向“种”进特定的组织中去呢？余主任告诉记者，一种方法是用注射器直接将培育好的干细胞注入体内，使它分化成特定组织。“但是，事实上打入的干细胞绝大部分都发生凋亡，或者异向分化，变成了其他细胞。”例如，将心肌干细胞通过外周血管打入体内，试图使它与原有的心肌细胞联结成新的组织，可很多干细胞却不听指令地通过呼吸系统流到肺部，而不是按规定分布到心脏、肌肉组织中。为了解决干细胞在人体内部定向“分配”的问题，科学家研究出组织工程的办法，即在可控的实验室中，通过人工支架，使干细胞附着在上面，生长成需要的特定组织。比如，针对心肌干细胞注入体内“去向不明”的难题，可以先在实验室的培育试管中，生成心肌的补片，然后再定向植入心脏。
余主任描绘出一幅未来蓝图：科学家通过取自人体表皮细胞诱导而来的干细胞，在实验室中生成心脏、肝脏、肾脏等人体器官，大大解决如今面临的医学难题。比如，如今心脏移植尚需通过活体供应，可活体心脏非常难得，未来只需在手背皮肤上抽取一丁点细胞，就能在实验室“造出”你的另一个心脏。多么诱人的前景。包括重度烧伤的病人，也可以通过干细胞移植的方式，重获美丽的皮肤。“采用组织工程的办法，是未来解决器官移植问题的重要手段。”余主任肯定地表示。
这个美妙设想正在实现的进程之中。据英国《柳叶刀》医学杂志报道，2008年6月，一支由多国科研人员组成的医疗团队在西班牙完成了全球首例“人造气管”移植手术，“人造气管”就是用患者自身的干细胞培养而成。术后5个月，这名30岁女患者已彻底康复。布里斯托尔大学Martin A Birchall表示，干细胞培植器官移植技术大约只需要20年就可以发展成为常规手术。这次手术的成功实施是干细胞技术的重大突破，有可能因此改变外科手术的未来。
3 坏死的股骨头重新长成
作为一种神奇的具有分化能力的多潜能细胞，干细胞为众多疑难杂症患者带来了福音，也因此成为人们耳熟能详的时髦医学名词。围绕干细胞，医学各个领域的科学家们展开研究，并取得了令人瞩目的成果，使人类得以享受医学进步的恩惠。
据余主任介绍，目前，干细胞移植技术在部分医学研究领域已经达到临床应用阶段。比如慢性粒细胞白血病，单用化学药物治疗只能改善慢性期的症状，自体造血干细胞移植治疗则复发率极高，而异基因外周血造血干细胞移植是最可信赖的主要治疗方法，可大大提高了白血病的治愈率。
在通过干细胞移植临床治疗的案例中，广东省人民医院骨髓干细胞移植技术治疗股骨头坏死的创新手术，堪称成功的范例。股骨头坏死是各种病变导致人体股骨头血液供应障碍，使股骨头组织里的骨细胞、骨组织发生坏死的病变。股骨头坏死最终会失去行动和劳动能力。据广东省人民医院骨科主任郑秋坚介绍，由于人们大量服用激素、酒精饮品，“股骨头坏死”的发病率不断攀升，我国每年新增病例就有15到20万人。针对这种病痛，以往采取包括各种植骨、截骨术、或者血管植入等多种方法进行治疗，但效果因人而异，疗效并不确切；人工关节置换只能应用于严重的股骨头坏死病人。而去年省人民医院成功开展通过患者自体骨髓干细胞移植的方式进行治疗，则使这种病痛的临床诊治跃上一个台阶。蜥蜴的尾巴被切断后之所以重新长出，片蛭之所以头部和尾部都能再生，就是因为它全身都存在干细胞。干细胞向切断的部位移动，通过增殖和分化，就完成了蜥蜴的尾巴和片蛭再生的全过程。郑主任说，利用骨髓干细胞移植技术治疗股骨头坏死，正是同样的原理。“从患者健康的骨髓中分离出干细胞，将它们附着在患者自体骨头做成的支架上，植入股骨头内，让干细胞像种子一样在里面‘落户’，随着体内的自我调节机制分化为成骨细胞，承担起修复骨坏死、重建股骨头结构的工作。”
以往股骨头坏死手术，伤口有二十多厘米，如今却只需开一厘米左右的小口即可，过去两三个小时才能完成手术，如今却不到一小时就能完成，而且术后患者第二天就可以下地行走，大大减轻了患者的痛苦。目前，郑主任所做的40多例通过骨髓干细胞移植技术治疗股骨头坏死的手术中，治愈率高达98%。
除此之外，干细胞移植技术目前临床还应用于血液病、心肌梗塞等领域，其他领域多处于试验研究阶段。与此同时，余主任表示，“干细胞移植还有很多基础研究问题没有解决，未来还有海量的未知数。”
4 时髦干细胞唬你没商量
如今，只要你打开搜索引擎，打入关键词“干细胞”，以及另外一个你所关心的疾病名称，诸如帕金森症、脑瘫、糖尿病、偏瘫、植物人等等词汇，你会惊讶地发现，上述病症几乎都有用干细胞移植的最新技术进行治疗的网页。
余主任说，目前干细胞移植虽然被炒得火热，但是在很多领域干细胞基础研究问题还没有解决，多半还在实验室的研究阶段。拿患者人数逐年增多的1型糖尿病为例，这种病的病因是人体主管胰岛素分泌的Beta细胞丢失所致，如今科学家采用干细胞移植技术将干细胞诱导成Beta细胞，让它重新分泌胰岛素从而治疗糖尿病。这种技术固然先进，“但据我所知，目前哈佛大学对这种技术多半是研究应用，大规模应用于临床还需一段时间。”
尽管干细胞移植技术的研究及临床应用任重而道远，但是却有不少医疗机构在疗效不确实的情况下，拿干细胞大做文章，从中谋利。珠江医院神经外科副主任博士生导师张世忠教授对记者说，太多不明真相的患者因病急乱投医而被误导上当。比如人体神经系统目前干细胞移植技术数尚未能攻克。有关神经系统的诸多疾病，老年痴呆、帕金森症、脑瘫等又在困扰着越来越多的现代人。神经干细胞的恢复也因此成为目前干细胞研究中非常重要的研究方向。但是，“严谨地说，目前神经干细胞的研究尚处于实验室阶段，神经干细胞的临床应用尚无疗效确实的案例。”
张教授说，他曾做过神经干细胞治疗帕金森症的研究通过神经干细胞诱导出多巴胺神经元达到治疗目的。“在患有帕金森症的老鼠身上实验，效果非常好，但是注入人体内，多巴胺神经元却多半凋亡，起不到修复神经的作用。比起动物，人类进化得更精密、更优秀，区别于一般动物，要求更高。”然而，现实中，在神经干细胞针对神经系统疾病疗效并不确切的情况下，却有不少医疗单位收费不菲进行临床治疗。张教授认为这些行为非常不负责任。“人的神经系统非常复杂，脊髓内的神经就像一束由细细的神经组成的电话线，每一根线都有用，控制着相应的部位，损伤任何一根神经，相当于一个区域的‘电话线’就不通了。”张教授说，要修复如此精密复杂的系统，自体康复是不可能的，未来的希望就系于包裹了基因的干细胞技术修复受损神经，“但是，要达到这一步还很漫长。”
5 天使和魔鬼只差一步
干细胞在使人类受惠的同时，仿佛打开了潘多拉魔盒，释放出种种对生命和伦理秩序的悖逆和挑战。
最早被科学家发现的胚胎干细胞被称为“万能细胞”，能分化成各种不同的人体细胞，有望从根本上治疗多种现代疑难杂症。但是这种干细胞只能从胚胎胚囊的8个细胞中提取获得，而这8个细胞中的任何一个干细胞都可能长成一个个体生命。为了获取胚胎干细胞而创造一个生命再毁灭它，合乎伦理道德吗？胚胎干细胞技术带来了广被质疑的伦理问题。因此在很多国家胚胎干细胞的研究和实验皆有严格限制和规定。
既然干细胞可以培养人造器官，是否干细胞也可以不通过生育，而是在实验室中培育出一个人体呢？余主任说，“就如电脑一样，光有芯片、硬盘没用，还需操作系统和软件的配合才能使用。通过干细胞组织工程在理论上有可能实现在试管里组装出一个人，但是出来的‘产品’很难称作‘人’，要使他拥有人的智能和调控系统，没有几百年恐怕难以实现。”在他看来，这比研究智能机器人要走的路还要漫长。
继续畅想未来，余主任认为如果能通过胚胎干细胞克隆一个人，就能克隆成千上万人，这对人类来说无疑是个灾难。“克隆出来的人与已有的人是两类人，他们不但要与人类争夺地球上的生存资源，而且有可能组成军队，侵略人类的领地，如果克隆人与自然繁育的人类通婚、繁殖后代，那么将使整个人类变种，后果不堪设想。”
郑秋坚主任也表示出对于未来干细胞前景的忧虑：“需要什么器官就可以给你造什么器官，这是干细胞最诱人的地方，相信有一天技术上能达到这一步，但是随之也会带来对社会、道德、伦理的冲击。即便技术上没问题，这些被克隆出来的人如何确认自己的身份，他跟周围人的关系又如何处理？如果真人和‘复制品’同时回家，到底该接纳哪一个？”郑主任描绘出未来荒诞的场景。
往往，上帝在给你一个苹果的同时，也会塞给你一个魔鬼。诱人的未来以及相伴相生的后果，让人难以对干细胞的“光明前景”仅保持单纯的乐观。干细胞可以成为救助人类的天使，也会在顷刻之间沦为欲望的魔鬼。如此看来，好莱坞电影《星球大战》、《第六日》中的复制人并非只存在于科学幻想之中。