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干细胞技术产业化:应关注三大问题

2001-08-27 来源:光明日报 中国科学院微生物研究所研究员 罗明典 我有话说


干细胞技术是本世纪引发医学领域革命的一个热点。据统计,全球干细胞医疗在近二年潜在市场大约为800亿美元,如果将药物等有关的产业计算在内,2020年前后的全球市场规模可达每年4000亿美元。但如何摆脱伦理道德的束缚,使这项新的细胞工程技术得到稳健发展呢?有三点值得人们关注。

关注源于成年机体干细胞与非成年机体干细胞生命活力的差异性。尽管它们两者都具有分化成各种不同细胞或组织的能力,有利于“治疗性干细胞克隆”的研究和开发,但如何选择机体干细胞最合适呢?美国加州大学一家研究所研究人员从成年或婴儿(出生11周)的死者的大脑中提取干细胞,对两者的活力进行了比较研究,前者的干细胞生长速度快,而后者的生长速度更快,是前者的70倍,源于这两者的脑干细胞都有望用于治疗帕金森氏症,其效果是否后者优于前者呢?有待进一步研究证实。近有报道,美国哥伦比亚大学和科罗拉多大学研究人员联合进行了这方面试验研究,他们从流产胎儿中提取了干细胞,并将其植入帕金森氏症患者大脑中,尽管引入的干细胞使患者症状有明显改善,但此试验结果,终究未能使患者达到康复的目标。然而,他们的研究实践已跨入成功的第一步,需要不断总结经验,从干细胞本身及其细胞生态学方面做进一步探究。

重视非胚胎干细胞的研发。胚胎干细胞(es)尽管有种种重要医疗价值和科学价值,但涉及伦理法律的规定不可低估,特别是胚胎干细胞涉及人的胚胎的利用。为此,对胚胎干细胞的研究仍然陷于法律雷区之中,尽管有的国家如英国对胚胎干细胞研究在该国已合法化,正在加快它的发展步伐。然而,在挽救生命与尊重生命(哪怕是原始生命或最初的生命),求得普遍可接受的平衡,对立法者来说,也是一种挑战。基于此,对非胚胎干细胞的研究则可避开法律的尊严。法国巴黎高等师范学院研究人员首次从成年实验鼠体内获取、分化成皮肤、皮脂腺和毛囊等各种皮肤组织的干细胞。这些干细胞隐藏在鼠皮肤毛囊周围的凸起中,当这些干细胞向下运动时,则分化成毛发细胞;向上运动时,则分化成皮脂腺和表皮细胞。一般认为成年动物特定部位的干细胞只能发育成特定部位组织,表现这些干细胞的专能性(注:只有取自胚胎的干细胞才具有分化成不同组织的潜能,并表现其全能性)。鼠的试验结果或许对人体也有类似情况,有待进一步实验研究。然而,体细胞组织的干细胞尽管都源于胚胎,但对它的研究开发不会涉及伦理法律问题,应看到这方面的研究成果将会为临床用于治病救人发挥重要作用。

如何激活机体组织,让“休眠”干细胞“苏醒”。生命机体在整个正常代谢过程中干细胞一般处于“休眠”状态,一旦机体发生意外,如创伤、疾病等等,干细胞“苏醒”或被激活,则成为机体自我调整或修复,并使之成为逐渐恢复正常化的基础。除胚胎干细胞之外,机体任何组织都有可能存在干细胞,因为它们都源于胚胎,只不过它们平时处于“休眠”状态而已,在某一特定条件下“休眠”干细胞一旦被激活而“苏醒”,毫无疑问,它们就可以以干细胞的身分发挥特定功能作用。皮肤损伤的自愈是原位皮肤干细胞积极活动的结果。从人脑中分离到神经干细胞,经培育成脑细胞或脑组织,或使神经干细胞分化为产多巴胺的神经细胞,如果将其移到大脑中以治疗帕金森氏症或痴呆症等疾病大有希望,这是人工移植神经干细胞治疗疾病的一方面;另一方面还必须注意到,任何机体组织有自我修复能力,关键在于机体组织中干细胞的“苏醒”或激活,依赖两方面,一是外源物质如同基因有关的核酸类物质,或针对某一疾病的治疗物质等等,所谓外源物质除了核酸类物质之外,美国加州科学家(James Fallow)发现机体内存在一种蛋白质叫TGFQ,把它注射到大鼠脑内,该蛋白质能刺激神经干细胞扩增,并迁移到脑受损伤部位以达到修复目的。实验证明,注射TGFQ两周内,帕金森氏症样的麻痹症有了80%恢复到正常,急性脑损伤有90%的功能得到恢复,这是通过外源TGFQ引入、再依靠脑内自身干细胞的扩增和迁移到脑受损伤部位而起治疗作用,外因通过内因而起作用,有望使人脑疾病得以治疗。二是意念的力量或精神力量,如我国云南北部山区一位中年妇女因高血压引发脑溢血,昏迷一年半,完全丧失意识和记忆,已成为“植物人”,直到今年春终于苏醒,能说话,能行走,这表明主宰患者大脑神经干细胞的“苏醒”起着非常关键作用(内因);精神力量——情感、意念转换为物质力量,激活神经干细胞起自主修复作用,战胜了疾病。美国曾报道癌症自愈的实例:补充与基因有关的核酸类物质(注:此类物质对正常人无需额外补充,但对患者而言,补充这类物质是必要的),以增强受损伤基因(疾病与基因密切相关)自我修复能力,达到恢复其正常功能的目的,同时促进细胞的修复、再生,以达到治愈病症的目的。

总之,有“万能细胞”之称的干细胞不论源于何种组织器官系统,但归根结蒂都源于胚胎,因此各种组织器官系统都有它们各自的干细胞的存在,是可以理解的。在正常环境条件下,干细胞处于“休眠”状态之中,似乎无关紧要,其实,它们的存在不仅仅于胚胎生活时期的细胞发生所必需,而且在个体成年生活时期的细胞不断再生同样所必需,特别是当机体组织出现意外,发生组织损伤时尤为所必需。这些干细胞不论存在于何种生命机体之中,当它们处于分化(分裂)活动时期必定能生成两个不同的子细胞,其中一个仍然是干细胞;另一个已开始分化为其他如像血液干细胞、皮肤干细胞等那样的特殊细胞。显然,这类干细胞转化为特殊细胞受某种信号所指示(Tony Pawson,加拿大)。为此,对干细胞多种潜能,特别是机体各种组织系统的干细胞潜能及其转化新型特殊细胞或组织的信号系统以及它们的分化能力与环境的关系所表现干细胞生态学方面的问题等等,需要作更深入研究。

 

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