干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康

干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康——關(guān)于干細(xì)胞及其應(yīng)用的完整介紹目錄及簡(jiǎn)要介紹干細(xì)胞相關(guān)術(shù)語(yǔ)近來(lái)由于分離和培養(yǎng)第一個(gè)人多能干細(xì)胞系的成功，予人以極大的驚喜，在生物醫(yī)學(xué)的研究上，又開辟了一個(gè)新疆界。人類多能性干細(xì)胞系的發(fā)展值得人們開展嚴(yán)密的科學(xué)考察，對(duì)新的療法進(jìn)行評(píng)估，以及防止策略和對(duì)倫理問題的公開討論。 P2什么是干細(xì)胞？干細(xì)胞具有經(jīng)培養(yǎng)不定期地分化并產(chǎn)生特化細(xì)胞的能力。在正常的人體發(fā)育環(huán)境中，它們得到了最佳的詮釋。人體發(fā)育起始于卵子的受精，產(chǎn)生一個(gè)能發(fā)育為完整有機(jī)體潛能的單細(xì)胞，即全能性的受精卵。受精后的最初幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，受精卵分裂為一些完全相同的全能細(xì)胞。這意味著假如把這些細(xì)胞的任何一個(gè)放入女性子宮內(nèi)，均有也許發(fā)育成胎兒。事實(shí)上，當(dāng)兩個(gè)全能細(xì)胞分別發(fā)育為單獨(dú)遺傳基因型的人時(shí)，即出現(xiàn)了各方面都完全相同的雙胞胎。大約在受精后四天，通過幾個(gè)循環(huán)的細(xì)胞分裂之后，這些全能細(xì)胞開始特異化，形成一個(gè)中空環(huán)形的細(xì)胞群結(jié)構(gòu)，稱之為胚囊，胚囊由外層細(xì)胞和位于中空球形內(nèi)的細(xì)胞簇(稱為內(nèi)細(xì)胞群)所構(gòu)成。 P3如何得到多能干細(xì)胞目前，人類多能性干細(xì)胞系的建立有兩個(gè)來(lái)源，其方法與以往在動(dòng)物模型中建立的方法相同。 P4多能干細(xì)胞的潛在應(yīng)用有諸多理由可說明多能干細(xì)胞對(duì)科學(xué)和人類健康的進(jìn)展的重要性。最基本的，多能干細(xì)胞可以幫助我們理解人類發(fā)育過程中的復(fù)雜事件。該項(xiàng)工作的首要目的是，擬定參與導(dǎo)致細(xì)胞特化的決定因素。雖然我們已知基因的啟動(dòng)和關(guān)閉是該進(jìn)程的核心，但我們對(duì)這些“決定”基因以及使之啟動(dòng)或關(guān)閉的因素知之甚少。人類最嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)難題，如癌癥和先天缺陷就是因異常的細(xì)胞特化和細(xì)胞分化所導(dǎo)致。假如能更好地了解正常細(xì)胞的分化發(fā)育過程，從而能更深刻地理解其中的基本錯(cuò)誤，了解這些致死疾病的成因。 P4成熟干細(xì)胞如前所述，在某些成年組織中可以發(fā)現(xiàn)專能干細(xì)胞。事實(shí)上，在我們體內(nèi)有些細(xì)胞會(huì)消耗掉，需要干細(xì)胞來(lái)補(bǔ)充細(xì)胞供應(yīng)，例子之一便是前面提到的造血干細(xì)胞P5什么是胚胎干細(xì)胞？胚胎干細(xì)胞是在人胚胎發(fā)育初期——囊胚（受精后約5—7天）中未分化的細(xì)胞。囊胚具有約140個(gè)細(xì)胞，外表是一層扁平細(xì)胞，稱滋養(yǎng)層，可發(fā)育成胚胎的支持組織如胎盤等。中心的腔稱囊胚腔，腔內(nèi)一側(cè)的細(xì)胞群，稱內(nèi)細(xì)胞群，這些未分化的細(xì)胞可進(jìn)一步分裂、分化，發(fā)育成個(gè)體。內(nèi)細(xì)胞群在形成內(nèi)、中、外三個(gè)胚層時(shí)開始分化。每個(gè)胚層將分別分化形成人體的各種組織和器官。如外胚層將分化為皮膚、眼睛和神經(jīng)系統(tǒng)等，中胚層將形成骨骼、血液和肌肉等組織，內(nèi)胚層將分化為肝、肺和腸等。由于內(nèi)細(xì)胞群可以發(fā)育成完整的個(gè)體，因而這些細(xì)胞被認(rèn)為具有全能性。當(dāng)內(nèi)細(xì)胞群在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)時(shí)，我們稱之為胚胎干細(xì)胞。 P7人胚胎干細(xì)胞人胚胎干細(xì)胞的分離及體外培養(yǎng)的成功，將給人類帶來(lái)醫(yī)學(xué)革命，也引發(fā)了一場(chǎng)科學(xué)與倫理的大辯論。 P7人胚胎干細(xì)胞倫理之爭(zhēng)盡管人胚胎干細(xì)胞有著巨大的醫(yī)學(xué)應(yīng)用潛力，但圍繞該研究的倫理道德問題也隨之出現(xiàn)。這些問題重要涉及人胚胎干細(xì)胞的來(lái)源是否合乎法律及道德，應(yīng)用潛力是否會(huì)引起倫理及法律問題。從體外受精人胚中獲得的ES細(xì)胞在適當(dāng)條件下能否發(fā)育成人？干細(xì)胞要是來(lái)自自愿終止妊娠的孕婦該如何辦？為獲得ES細(xì)胞而殺死人胚是否道德？是不是良好的愿望為邪惡的手段提供了合法理由？使用來(lái)自自發(fā)或事故流產(chǎn)胚胎的細(xì)胞是否恰當(dāng)？一些人爭(zhēng)辯，從人胚中收集胚胎干細(xì)胞是不道德的，由于人的生命沒有得到珍重，人的胚胎也是生命的一種形式，無(wú)論目的如何崇高，破壞人胚是不可想象的。而某些人辯稱，由于科學(xué)家們沒有殺死細(xì)胞，而只是改變了其命運(yùn)，因而是道德的。有些人緊張，為獲得更多的細(xì)胞系，公司會(huì)資助體外受精獲得囊胚及人工流產(chǎn)獲得胎兒組織，人流將在美國(guó)泛濫。他們建議應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)成人體干細(xì)胞研究而應(yīng)放棄胚胎干細(xì)胞研究。 P8人胚胎干細(xì)胞研究的希冀與挑戰(zhàn)假如科學(xué)家最終可以成功誘導(dǎo)和調(diào)控體外培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞正常的分化，這一技術(shù)將對(duì)基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用產(chǎn)生巨大的影響，有也許在以下領(lǐng)域發(fā)揮作用：體外研究人胚胎的發(fā)生發(fā)育，非正常發(fā)育（通過改變細(xì)胞系的靶基因），新人類基因的發(fā)現(xiàn)，藥物篩選和致畸實(shí)驗(yàn)，以及作為組織移植、細(xì)胞治療和基因治療的細(xì)胞源等。 P9干細(xì)胞研究進(jìn)展為了一個(gè)人的形成，單個(gè)受精卵將產(chǎn)生數(shù)以億計(jì)的細(xì)胞和250多種不同的細(xì)胞類型。幸而，直到最后一個(gè)細(xì)胞和器官發(fā)育形成之時(shí)，所有的一切仍未結(jié)束。貫穿于整個(gè)生命的，是大多數(shù)組織繼續(xù)產(chǎn)生新的細(xì)胞以替換損耗的老細(xì)胞或滿足新的生命活動(dòng)的需要。比如，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在高海拔地區(qū)進(jìn)行訓(xùn)練的時(shí)候，循環(huán)系統(tǒng)中血細(xì)胞的數(shù)量相應(yīng)增長(zhǎng)以滿足運(yùn)送更多氧氣的需要。很顯然，在諸如皮膚，毛發(fā)，骨骼，骨髓，腸這樣的組織中，細(xì)胞再生能力已得到證實(shí)；但這種現(xiàn)象很也許在所有器官中都不同限度地存在著，涉及大腦在內(nèi)，而慣常的觀點(diǎn)是，神經(jīng)元是不可再生的。 P11干細(xì)胞應(yīng)用的實(shí)例 P13干細(xì)胞相關(guān)術(shù)語(yǔ)

近來(lái)由于分離和培養(yǎng)第一個(gè)人多能干細(xì)胞系的成功，予人以極大的驚喜，在生物醫(yī)學(xué)的研究上，又開辟了一個(gè)新疆界。人類多能性干細(xì)胞系的發(fā)展值得人們開展嚴(yán)密的科學(xué)考察，對(duì)新的療法進(jìn)行評(píng)估，以及防止策略和對(duì)倫理問題的公開討論。為了能理解這一發(fā)現(xiàn)的重要性以及相關(guān)的科學(xué)、醫(yī)學(xué)和倫理問題，一方面我們必須把有關(guān)的術(shù)語(yǔ)和定義弄明白。DNA：構(gòu)成基因的脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid）的縮寫。Gene(基因)：位于染色體上一個(gè)特定位置的DNA片段，是一種遺傳功能單位。一個(gè)基因可直接指導(dǎo)功能酶和蛋白質(zhì)的合成。Somaticcell（體細(xì)胞）：除卵子或精子之外的細(xì)胞。Somaticcellnucleartransfer（體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移）：將體細(xì)胞的細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到去核卵細(xì)胞的過程。Stemcells（干細(xì)胞）：一種經(jīng)培養(yǎng)可進(jìn)行不定期分化并產(chǎn)生特化細(xì)胞的細(xì)胞。Pluripotent（多能性的）：可分化出一種器官的多種組織的潛能Totipotent（全能性的）：具有無(wú)限的分化潛能。全能細(xì)胞可以專門化外胚膜和組織，胚胎和所有胚后期組織和器官。Multipotent（專能干細(xì)胞）：多能干細(xì)胞進(jìn)一步分化成專能干細(xì)胞，專能干細(xì)胞只能分化成某一類型的細(xì)胞，比如神經(jīng)干細(xì)胞，可以分化成各類神經(jīng)細(xì)胞；造血干細(xì)胞，可以分化成紅細(xì)胞、白細(xì)胞等各類血細(xì)胞。什么是干細(xì)胞？

干細(xì)胞具有經(jīng)培養(yǎng)不定期地分化并產(chǎn)生特化細(xì)胞的能力。在正常的人體發(fā)育環(huán)境中，它們得到了最佳的詮釋。人體發(fā)育起始于卵子的受精，產(chǎn)生一個(gè)能發(fā)育為完整有機(jī)體潛能的單細(xì)胞，即全能性的受精卵。受精后的最初幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，受精卵分裂為一些完全相同的全能細(xì)胞。這意味著假如把這些細(xì)胞的任何一個(gè)放入女性子宮內(nèi)，均有也許發(fā)育成胎兒。事實(shí)上，當(dāng)兩個(gè)全能細(xì)胞分別發(fā)育為單獨(dú)遺傳基因型的人時(shí)，即出現(xiàn)了各方面都完全相同的雙胞胎。大約在受精后四天，通過幾個(gè)循環(huán)的細(xì)胞分裂之后，這些全能細(xì)胞開始特異化，形成一個(gè)中空環(huán)形的細(xì)胞群結(jié)構(gòu)，稱之為胚囊，胚囊由外層細(xì)胞和位于中空球形內(nèi)的細(xì)胞簇(稱為內(nèi)細(xì)胞群)所構(gòu)成。外層細(xì)胞繼續(xù)發(fā)展，形成胎盤以及胎兒在子宮內(nèi)發(fā)育所需的其它支持組織。內(nèi)細(xì)胞群細(xì)胞亦繼續(xù)發(fā)育，形成人體所須的所有組織。盡管內(nèi)細(xì)胞群可形成人體內(nèi)的所有組織，但它們不能發(fā)育為一個(gè)單獨(dú)的生物體，由于它們不能形成胎盤以及子宮內(nèi)發(fā)育所需的支持組織。這些內(nèi)細(xì)胞群細(xì)胞是多能性的它們能產(chǎn)生許多種類型的細(xì)胞，但并非胎兒發(fā)育所需的所有細(xì)胞類型。由于它們不是全能性的，不是胚胎，沒有完全的發(fā)育潛能。假如內(nèi)細(xì)胞群被放入女性子宮，它不會(huì)發(fā)育成胎兒。多能性干細(xì)胞經(jīng)歷進(jìn)一步的特異分化，發(fā)展為參與生成特殊功能細(xì)胞的干細(xì)胞。如造血干細(xì)胞，它能產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板。又如皮膚干細(xì)胞，它能產(chǎn)生各種類型的皮膚細(xì)胞。這些更專門化的干細(xì)胞被稱為專能干細(xì)胞。干細(xì)胞對(duì)初期人體的發(fā)育特別重要，在兒童和成年人中也可發(fā)現(xiàn)專能干細(xì)胞。舉我們所最熟知的干細(xì)胞之一，造血干細(xì)胞為例，造血干細(xì)胞存在于每個(gè)兒童和成年人的骨髓之中，也存在于循環(huán)血液中，但數(shù)量非常少。在我們的整個(gè)生命過程中，造血干細(xì)胞在不斷地向人體補(bǔ)充血細(xì)胞——紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板的過程中起著很關(guān)鍵的作用。假如沒有造血干細(xì)胞，我們就無(wú)法存活。如何得到多能干細(xì)胞

目前，人類多能性干細(xì)胞系的建立有兩個(gè)來(lái)源，其方法與以往在動(dòng)物模型中建立的方法相同。（1）在Dr.Thomson進(jìn)行的工作中，他從人類胚胎的囊胚期內(nèi)細(xì)胞群中直接分離多能干細(xì)胞。Dr.Thomson從IVF（體外受精）臨床實(shí)驗(yàn)室得到胚胎，這些胚胎是不育癥臨床治療不需要的，用于繁殖，而非研究目的。從捐獻(xiàn)者夫婦處獲得知情批準(zhǔn)書后，Dr.Thomson分離了內(nèi)細(xì)胞群，將這些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生一個(gè)多能性干細(xì)胞系。（2）與此相反，Dr.Gearheart從終止妊娠的胎兒組織中分離出多能性干細(xì)胞。捐獻(xiàn)者自行決定了終止妊娠，從他們那兒獲得了知情批準(zhǔn)書后，Dr.Gearheart從原本要發(fā)育成睪丸或卵巢的胎兒部位取得細(xì)胞。盡管Dr.Thomson實(shí)驗(yàn)室和Dr.Gearheart實(shí)驗(yàn)室使用的細(xì)胞系來(lái)源不同，但發(fā)育成熟的細(xì)胞看起來(lái)非常相似。

體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移（SCNT）是得到多能性干細(xì)胞的另一種途徑。在SCNT的動(dòng)物研究中，研究者將一個(gè)正常的動(dòng)物卵細(xì)胞去除細(xì)胞核（含染色體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)）。存留在卵細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)含營(yíng)養(yǎng)成分和對(duì)胚胎發(fā)育非常重要的能量物質(zhì)。而后，在非常精細(xì)調(diào)控的實(shí)驗(yàn)室條件下，將單個(gè)體細(xì)胞——除卵細(xì)胞或精子細(xì)胞之外的任一種細(xì)胞——與除去核卵細(xì)胞放在一起，使兩者相融合。融合細(xì)胞以及其子細(xì)胞具有發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體的潛能，因此是全能性的。正如圖I所示，這些全能性細(xì)胞不久將形成胚囊，從理論上來(lái)說，可運(yùn)用胚囊的內(nèi)細(xì)胞群來(lái)建立多能性干細(xì)胞系。事實(shí)上，任何一種可生成人類胚囊細(xì)胞的方法都有也許成為人體多能性干細(xì)胞的來(lái)源。多能干細(xì)胞的潛在應(yīng)用

有諸多理由可說明多能干細(xì)胞對(duì)科學(xué)和人類健康的進(jìn)展的重要性。最基本的，多能干細(xì)胞可以幫助我們理解人類發(fā)育過程中的復(fù)雜事件。該項(xiàng)工作的首要目的是，擬定參與導(dǎo)致細(xì)胞特化的決定因素。雖然我們已知基因的啟動(dòng)和關(guān)閉是該進(jìn)程的核心，但我們對(duì)這些“決定”基因以及使之啟動(dòng)或關(guān)閉的因素知之甚少。人類最嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)難題，如癌癥和先天缺陷就是因異常的細(xì)胞特化和細(xì)胞分化所導(dǎo)致。假如能更好地了解正常細(xì)胞的分化發(fā)育過程，從而能更深刻地理解其中的基本錯(cuò)誤，了解這些致死疾病的成因。人體多能干細(xì)胞研究也能大大地改變研制藥品和進(jìn)行安全性實(shí)驗(yàn)的方法。例如，新的藥物/治療方法可以先用人類細(xì)胞系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如目前的癌細(xì)胞系就是為了這種實(shí)驗(yàn)而建立的。多能干細(xì)胞則使更多類型的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)成為也許。這不會(huì)取代在整個(gè)動(dòng)物和人體身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但這會(huì)使藥品研制的過程更為有效。只有當(dāng)細(xì)胞系實(shí)驗(yàn)表白藥品是安全的，并有好的效果時(shí)，才有資格在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行動(dòng)物和人體的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。也許人體多能干細(xì)胞最為深遠(yuǎn)的潛在用途是生產(chǎn)細(xì)胞和組織，它們可用于所謂的“細(xì)胞療法”。許多疾病及功能失調(diào)往往是由于細(xì)胞功能障礙或組織破壞所致。如今，一些捐贈(zèng)的器官和組織經(jīng)常用以取代生病的或遭破壞的組織。遺憾的是，受這些疾病折磨的病人數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了可供移植的器官數(shù)量。多能干細(xì)胞經(jīng)刺激后可發(fā)展為特化的細(xì)胞，使替代細(xì)胞和組織來(lái)源的更新成為也許，從而可用于治療無(wú)數(shù)的疾病、身體不適狀況和殘疾，涉及帕金森氏病、Alzheimer’s?。òV呆癥）、脊髓損傷、中風(fēng)、燒傷、心臟病、糖尿病、骨關(guān)節(jié)炎和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。幾乎沒有一個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是這項(xiàng)發(fā)明沒有涉及到的，舉其中兩例說明如下：１、健康心肌細(xì)胞的移植可為慢性心臟病病人提供新的希望，這些病人的心臟已無(wú)法正常跳動(dòng)。這種希望在于，從人體多能干細(xì)胞中發(fā)育出心肌細(xì)胞，并移植到逐漸衰退的心臟肌肉，以便增長(zhǎng)衰退的心臟功能。在小鼠和其它動(dòng)物身上進(jìn)行的初期工作已表白，植入心臟的健康心肌細(xì)胞成功地進(jìn)駐心臟，并與宿主細(xì)胞一起工作。這些實(shí)驗(yàn)表白這種類型的移植是切實(shí)可行的。２、在許多患有I型糖尿病的人身上，特異的胰腺細(xì)胞，即胰島細(xì)胞的生成胰島素的功能遭到破壞。已有證據(jù)表白，移植完整的胰腺或分離的胰島細(xì)胞可減少胰島素的注射量。人體多能干細(xì)胞中分化胰島細(xì)胞系可用于糖尿病研究，最終可用于移植。雖然這項(xiàng)研究有著極為誘人的前景，要使其成為現(xiàn)實(shí)，尚有許多工作和技術(shù)挑戰(zhàn)等著我們?nèi)ソ鉀Q。只有當(dāng)這些問題解決之后，才干將這些發(fā)明用于臨床實(shí)踐。盡管技術(shù)挑戰(zhàn)意義重大，卻也不是難以超越的。一方面我們必須做些基礎(chǔ)研究，以理解導(dǎo)致人體中細(xì)胞特化的細(xì)胞事件，從而可以指導(dǎo)這些多能干細(xì)胞發(fā)育成移植所需的特殊組織類型。另一方面，在運(yùn)用這些細(xì)胞進(jìn)行移植之前，還必須克服免疫排斥問題。由于來(lái)自胚胎或胎兒組織的人體多能干細(xì)胞與移植受者在遺傳上有差異，因此將來(lái)的研究將集中于改變?nèi)梭w多能干細(xì)胞，將組織不相容性降到最低，或是創(chuàng)建具有通用組織類型的組織庫(kù)。體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移（SCNT）方法是克服某些病人的組織不相容的另一方法。如，假如病人患有進(jìn)行性心力衰竭，運(yùn)用SCNT技術(shù)，從該病人身上的任何一個(gè)體細(xì)胞中取出細(xì)胞核，與捐獻(xiàn)者的去核卵細(xì)胞相融合。通過適當(dāng)?shù)拇碳?，?xì)胞發(fā)育為胚囊：從內(nèi)細(xì)胞群中取得的細(xì)胞可建立多能性細(xì)胞系，隨后誘導(dǎo)其分化為心肌細(xì)胞。由于絕大多數(shù)遺傳信息包含在細(xì)胞核中，這些細(xì)胞與心力衰竭病人具相同的遺傳性。當(dāng)這些心肌細(xì)胞移植回病人身體時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)排斥現(xiàn)象，病人也無(wú)須服用免疫克制藥物，而這些藥物是有毒副作用的。成熟干細(xì)胞

如前所述，在某些成年組織中可以發(fā)現(xiàn)專能干細(xì)胞。事實(shí)上，在我們體內(nèi)有些細(xì)胞會(huì)消耗掉，需要干細(xì)胞來(lái)補(bǔ)充細(xì)胞供應(yīng)，例子之一便是前面提到的造血干細(xì)胞。專能干細(xì)胞尚未在所有成年組織中發(fā)現(xiàn)，但在該研究領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)正日益增多。例如，不久前人們還認(rèn)為成年神經(jīng)系統(tǒng)中沒有干細(xì)胞，但近幾年，人們卻從大鼠和小鼠的神經(jīng)系統(tǒng)中分離出神經(jīng)干細(xì)胞。在這方面，對(duì)于人類的結(jié)識(shí)更為有限。已從人類的胎兒組織中分離出神經(jīng)干細(xì)胞；此外，從手術(shù)治療癲癇切除的成人腦組織中已分離出一種細(xì)胞，它也許是一種神經(jīng)干細(xì)胞。成熟干細(xì)胞與多能干細(xì)胞具有同樣的潛能嗎？時(shí)至今日，只有少數(shù)證據(jù)表白，在哺乳動(dòng)物中，如造血干細(xì)胞那樣的專能干細(xì)胞能改變分化程序，生成皮膚細(xì)胞、肝細(xì)胞或非造血干細(xì)胞，甚至是某一特定的血細(xì)胞。但是，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)促使科學(xué)家們開始探究這個(gè)觀點(diǎn)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表白，參與某些特定細(xì)胞系發(fā)展的成熟干細(xì)胞能發(fā)育成其它類型的細(xì)胞。最近的小鼠實(shí)驗(yàn)表白，當(dāng)神經(jīng)干細(xì)胞置入骨髓時(shí)，它們可產(chǎn)生多種類型的血細(xì)胞。此外，大鼠實(shí)驗(yàn)顯示，在骨髓中的干細(xì)胞可以形成肝細(xì)胞。這些令人激動(dòng)的發(fā)現(xiàn)說明，即使干細(xì)胞已經(jīng)專門化，在某些條件下，他們有也許比人們最初所想像的更為變化多端。同時(shí)，成熟干細(xì)胞的多變性僅見于某些動(dòng)物，且局限于為數(shù)不多的幾種類型的組織。為什么不專門進(jìn)行成熟干細(xì)胞研究？人類成熟干細(xì)胞研究表白，這些專能干細(xì)胞在細(xì)胞療法的研究和發(fā)展中具有極大的運(yùn)用價(jià)值。例如，運(yùn)用成熟干細(xì)胞進(jìn)行移植有諸多優(yōu)勢(shì)。假如能從病人身上分離出成熟干細(xì)胞，誘使它們分化并指導(dǎo)它們進(jìn)行特化發(fā)育，而后將它們移植回病人體內(nèi)，這樣的細(xì)胞不也許發(fā)生排斥現(xiàn)象。使用成熟干細(xì)胞進(jìn)行這樣的治療，顯然會(huì)減少、甚至避免使用來(lái)源于人體胚胎或人體胎兒的干細(xì)胞（這些來(lái)源往往會(huì)給人們帶來(lái)倫理上的麻煩）。成熟干細(xì)胞顯示出真正的希望，但仍有一些重要的因素限制了它們的運(yùn)用。一方面，人們尚未從認(rèn)可體內(nèi)的所有組織中分離出成熟干細(xì)胞。盡管多種不同類型的專能干細(xì)胞已得到擬定，但所有類型細(xì)胞和組織的成熟干細(xì)胞尚未在成人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)。例如，人們尚未發(fā)現(xiàn)人類的成熟心臟干細(xì)胞或成熟胰島干細(xì)胞。另一方面，成熟干細(xì)胞含量極微，很難分離和純化，且數(shù)量隨年齡增長(zhǎng)而減少。比如，成人的腦細(xì)胞有也許是神經(jīng)干細(xì)胞的情況，只是在移除癲癇患者的部分腦組織時(shí)才可見，而這一點(diǎn)價(jià)值甚微。假如嘗試使用患者自身的干細(xì)胞進(jìn)行治療，那么一方面必須從患者體內(nèi)分離干細(xì)胞，并體外培養(yǎng)，只至有足夠數(shù)量的細(xì)胞才可用于治療。對(duì)于某些急性病癥，恐怕沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行培養(yǎng)。在另一些遺傳缺陷疾病中，遺傳錯(cuò)誤很也許也會(huì)出現(xiàn)于病人的干細(xì)胞中，這樣的干細(xì)胞不適于移植。有證據(jù)表白，成人身上獲得的干細(xì)胞，也許沒有年輕人的干細(xì)胞那樣的增殖能力。此外，由于平常生活的暴露，涉及日光、毒素、以及在一生中DNA復(fù)制過程中的某些錯(cuò)誤，成熟干細(xì)胞也許包含更多的DNA異常。這些潛在的弱點(diǎn)將限制成熟干細(xì)胞的使用。在成熟干細(xì)胞上也許無(wú)法研究細(xì)胞特化的初期階段，由于它們的特化性比多能干細(xì)胞強(qiáng)。此外，一個(gè)成熟干細(xì)胞系能形成幾個(gè)，也許是3或4個(gè)組織類型，但目前，還沒有明顯的證據(jù)表白成熟干細(xì)胞具有多能性，無(wú)論是人類還是動(dòng)物。為了擬定眾多人體特化的細(xì)胞和組織的最佳來(lái)源，為新療法乃至治愈方法服務(wù)，進(jìn)行成熟干細(xì)胞發(fā)展?jié)撃苎芯考捌渑c多能干細(xì)胞的對(duì)比研究將是非常重要的。總結(jié)由于在針對(duì)最具破壞性疾病的新療法上，干細(xì)胞具有巨大的希望，因而同時(shí)進(jìn)行所有干細(xì)胞系的研究是很重要的。科學(xué)和科學(xué)家需要尋找這些細(xì)胞的最佳來(lái)源，一旦予以擬定，無(wú)論來(lái)源如何，研究者們都將運(yùn)用它們尋求新的細(xì)胞療法。能產(chǎn)生許多人體組織的干細(xì)胞系，無(wú)論是多能的還是專能的，它們的發(fā)展是一項(xiàng)重要的科學(xué)突破。假如說這項(xiàng)研究將有也許對(duì)藥品應(yīng)用產(chǎn)生革命，提高生命質(zhì)量和壽命，這樣的說法也無(wú)可厚非。什么是胚胎干細(xì)胞？

胚胎干細(xì)胞是在人胚胎發(fā)育初期——囊胚（受精后約5—7天）中未分化的細(xì)胞。囊胚具有約140個(gè)細(xì)胞，外表是一層扁平細(xì)胞，稱滋養(yǎng)層，可發(fā)育成胚胎的支持組織如胎盤等。中心的腔稱囊胚腔，腔內(nèi)一側(cè)的細(xì)胞群，稱內(nèi)細(xì)胞群，這些未分化的細(xì)胞可進(jìn)一步分裂、分化，發(fā)育成個(gè)體。內(nèi)細(xì)胞群在形成內(nèi)、中、外三個(gè)胚層時(shí)開始分化。每個(gè)胚層將分別分化形成人體的各種組織和器官。如外胚層將分化為皮膚、眼睛和神經(jīng)系統(tǒng)等，中胚層將形成骨骼、血液和肌肉等組織，內(nèi)胚層將分化為肝、肺和腸等。由于內(nèi)細(xì)胞群可以發(fā)育成完整的個(gè)體，因而這些細(xì)胞被認(rèn)為具有全能性。當(dāng)內(nèi)細(xì)胞群在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)時(shí)，我們稱之為胚胎干細(xì)胞。研究證實(shí)：分離的小鼠胚胎干細(xì)胞在體外可以分化成各種細(xì)胞，涉及神經(jīng)細(xì)胞，造血干細(xì)胞（血細(xì)胞的前體）和心肌細(xì)胞。令人驚奇的是，這些細(xì)胞還具有自發(fā)發(fā)育成某些原始結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)。如在一定的培養(yǎng)條件下，一部分胚胎干細(xì)胞會(huì)分化為胚狀體（與小的跳動(dòng)的心臟具有奇異的相似之處），而另一些細(xì)胞會(huì)發(fā)育成包含造血干細(xì)胞的卵黃囊。形成胚狀體和卵黃囊的比例可通過改變培養(yǎng)基而改變，但至今還沒有誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞發(fā)育為一純的分化細(xì)胞群的報(bào)道。從理論上講，小鼠胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育成某一器官的能力，但還沒有用干細(xì)胞體外培養(yǎng)成器官的報(bào)道。但是，假如將小鼠胚胎干細(xì)胞移植到重度復(fù)合免疫缺損小鼠（SCID，它不會(huì)排斥移植的細(xì)胞）體內(nèi)時(shí)，胚胎干細(xì)胞則可以發(fā)育成肌肉、軟骨、骨骼、牙齒和毛發(fā)。但無(wú)論如何，假如直接將分離的小鼠胚胎干細(xì)胞植入子宮內(nèi)，它們不會(huì)發(fā)育成個(gè)體小鼠，由于沒有著床必需的滋養(yǎng)層細(xì)胞。這種條件下，胚胎干細(xì)胞被認(rèn)為是多能的（pluripotent），而不是全能的（totipotent）。盡管如此，假如將胚胎干細(xì)胞植入不能發(fā)育成個(gè)體的四倍體胚胎中，再將該胚胎植入小鼠子宮中，那么可以獲得完全是由培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞產(chǎn)生的正常個(gè)體小鼠。這表白了胚胎干細(xì)胞具有難以置信的全能性。人胚胎干細(xì)胞

人胚胎干細(xì)胞的分離及體外培養(yǎng)的成功，將給人類帶來(lái)醫(yī)學(xué)革命，也引發(fā)了一場(chǎng)科學(xué)與倫理的大辯論。假設(shè)你的朋友患有糖尿病、進(jìn)行性老年性癡呆、嚴(yán)重的心力衰竭或其他疾病，假如從他身上任何部位取下一些體細(xì)胞，通過核移植技術(shù)，將其體細(xì)胞的細(xì)胞核顯微注射至去核的人卵細(xì)胞中，這種包含與病人完全相同的遺傳物質(zhì)的雜合卵細(xì)胞在體外培養(yǎng)發(fā)育成囊胚，若將囊胚植入假孕婦女的子宮中，將會(huì)克隆出與提供體細(xì)胞的人基因相同的個(gè)體，即所謂的“克隆人”。但是假如從獲得的囊胚中分離并擴(kuò)增所謂的“人胚胎干細(xì)胞”(ES)，并體外誘導(dǎo)它們分化成胰島細(xì)胞、神經(jīng)元、心肌細(xì)胞等，將這些細(xì)胞移植至發(fā)病部位，則可以修復(fù)病人的組織或器官，從而使病人免受病魔的煎熬。由于移植細(xì)胞與病人的基因完全相同，不會(huì)產(chǎn)生通常器官移植中的免疫排斥反映，修復(fù)的組織或器官將良好地履行職責(zé)，無(wú)需使用免疫克制劑。也許你會(huì)認(rèn)為這是科幻小說，但這種情景也許在不遠(yuǎn)的將來(lái)（有也許是幾年之內(nèi)）會(huì)成為一種常規(guī)的治療方法。而引發(fā)這場(chǎng)“醫(yī)學(xué)革命”的關(guān)鍵技術(shù)——人胚胎干細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，并將隨著研究的進(jìn)一步而逐步完善。1998年11月，威斯康星大學(xué)的湯姆生和約翰.霍普金斯大學(xué)的吉爾哈特專家分別在《科學(xué)》（Science,1998,Vol282:1145－1147）和《美國(guó)科學(xué)院論文集》（PNAS,1998,Vol95:13726－13731）上報(bào)道，他們用不同的方法獲得了具有無(wú)限增殖和全能分化潛力的人胚胎干細(xì)胞。這一成就將會(huì)給移植治療、藥物發(fā)現(xiàn)及篩選、細(xì)胞及基因治療和生物發(fā)育的基礎(chǔ)研究等帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響，打開在體外生產(chǎn)所有類型的可供移植治療的人體細(xì)胞、組織乃至器官的大門。由于從理論上講，人胚胎干細(xì)胞具有全能性，在一定的誘導(dǎo)條件下，既可發(fā)育分化為感受和傳導(dǎo)生物電信號(hào)的神經(jīng)組織，也可分化為攜帶氧的血細(xì)胞，還可分化為提供血液循環(huán)動(dòng)力的心肌細(xì)胞等等。但是，由于人胚胎干細(xì)胞來(lái)自具有發(fā)育成一個(gè)個(gè)體潛力的人胚胎，因而人胚胎干細(xì)胞的研究引發(fā)了一場(chǎng)倫理大辯論。有人緊張，人胚胎干細(xì)胞的研究會(huì)導(dǎo)致醫(yī)生刻意收集未出生胚胎的細(xì)胞，來(lái)提供其他病人治療的需要，或者運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行克隆人的研究，這也許會(huì)引發(fā)公眾對(duì)科學(xué)的恐驚。美國(guó)總統(tǒng)克林頓為此專門責(zé)成美國(guó)生物倫理指導(dǎo)委員會(huì)（NBAC）研究人胚胎干細(xì)胞也許帶來(lái)的科學(xué)、倫理、立法等方面的影響，對(duì)此做出廣泛而進(jìn)一步的評(píng)論，并提出相關(guān)的人胚胎干細(xì)胞研究的指導(dǎo)原則。下面簡(jiǎn)要介紹一下有關(guān)人胚胎干細(xì)胞的科學(xué)和倫理方面的問題。人胚胎干細(xì)胞倫理之爭(zhēng)

盡管人胚胎干細(xì)胞有著巨大的醫(yī)學(xué)應(yīng)用潛力，但圍繞該研究的倫理道德問題也隨之出現(xiàn)。這些問題重要涉及人胚胎干細(xì)胞的來(lái)源是否合乎法律及道德，應(yīng)用潛力是否會(huì)引起倫理及法律問題。從體外受精人胚中獲得的ES細(xì)胞在適當(dāng)條件下能否發(fā)育成人？干細(xì)胞要是來(lái)自自愿終止妊娠的孕婦該如何辦？為獲得ES細(xì)胞而殺死人胚是否道德？是不是良好的愿望為邪惡的手段提供了合法理由？使用來(lái)自自發(fā)或事故流產(chǎn)胚胎的細(xì)胞是否恰當(dāng)？一些人爭(zhēng)辯，從人胚中收集胚胎干細(xì)胞是不道德的，由于人的生命沒有得到珍重，人的胚胎也是生命的一種形式，無(wú)論目的如何崇高，破壞人胚是不可想象的。而某些人辯稱，由于科學(xué)家們沒有殺死細(xì)胞，而只是改變了其命運(yùn)，因而是道德的。有些人緊張，為獲得更多的細(xì)胞系，公司會(huì)資助體外受精獲得囊胚及人工流產(chǎn)獲得胎兒組織，人流將在美國(guó)泛濫。他們建議應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)成人體干細(xì)胞研究而應(yīng)放棄胚胎干細(xì)胞研究。假如胚胎干細(xì)胞和胚胎生殖細(xì)胞可以作為細(xì)胞系而可買賣獲取，科學(xué)家使用它們符合道德規(guī)范嗎？什么類型的研究可被接受？能允許科學(xué)家為研究發(fā)育過程或建立醫(yī)學(xué)移植組織而培養(yǎng)個(gè)體組織和器官嗎？由于目前已接受人體基因可以插入動(dòng)物細(xì)胞中，將人胚胎干細(xì)胞嵌入家畜胚胎中創(chuàng)建嵌合體來(lái)獲得移植用人體器官是否道德？為了治療，改變來(lái)自有基因缺陷胚胎的ES細(xì)胞的基因，并使其繼續(xù)發(fā)育成健康個(gè)體是否道德？假如人的替代組織極易獲取，會(huì)不會(huì)有更多的人將不負(fù)責(zé)任地生活，而從事高風(fēng)險(xiǎn)的活動(dòng)？這些問題很難簡(jiǎn)樸回答，必須認(rèn)真研究人胚胎干細(xì)胞研究涉及的倫理、社會(huì)、法律、醫(yī)學(xué)、神學(xué)和道德問題。考慮到美國(guó)法律嚴(yán)禁使用政府資金資助人胚胎研究，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所(NIH)主任沃馬斯專家曾向主管NIH的政府部門——美國(guó)衛(wèi)生和福利部（DHHS）征詢有關(guān)法律意見。DHHS在1998年12月決定：“美國(guó)國(guó)會(huì)關(guān)于嚴(yán)禁人胚胎研究的法案不合用于胚胎干細(xì)胞研究，由于按目前的定義胚胎干細(xì)胞不等于胚胎”，此外，“由于胚胎干細(xì)胞植入子宮后，不具有依靠自身發(fā)育成個(gè)體人的能力，不能將其視為人胚胎?！币虼耍珼HHS可以資助來(lái)自胚胎的多能干細(xì)胞的研究。至于人胚胎生殖細(xì)胞，由于胚胎生殖細(xì)胞來(lái)自無(wú)活力的胎兒，獲得和使用此類細(xì)胞符合聯(lián)邦法律有關(guān)胎兒組織研究的規(guī)定，因而也可獲得DHHS資助。對(duì)此決定人們反映不一。美國(guó)73位著名科學(xué)家（其中67位是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者）立即聯(lián)名表達(dá)支持，稱這一決定是值得贊賞和高瞻遠(yuǎn)矚的（Science,1999,Vol283:1849），某類研究引起如此眾多諾貝爾獎(jiǎng)得主的關(guān)注在科學(xué)史上是絕無(wú)僅有的，這也從一個(gè)側(cè)面反映了胚胎干細(xì)胞研究的重要性及艱巨性。美國(guó)幾個(gè)頗具影響的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)如美國(guó)實(shí)驗(yàn)生物學(xué)會(huì)聯(lián)盟，美國(guó)細(xì)胞生物學(xué)會(huì)和美國(guó)發(fā)育生物學(xué)會(huì)也都支持有關(guān)聯(lián)邦資金可以資助人胚胎干細(xì)胞研究的決定。民主黨參議員湯姆.哈金稱這一決定將為科學(xué)發(fā)現(xiàn)許多疾病的新療法鋪平道路，并且強(qiáng)調(diào)政府不應(yīng)當(dāng)對(duì)醫(yī)學(xué)研究設(shè)立禁令。NIH主任沃馬斯稱這項(xiàng)科研工作的前景將燦爛輝煌，但是他還是提醒研究人員，用聯(lián)邦資金從事獲得新的胚胎干細(xì)胞系仍違法，但是科學(xué)家可以使用聯(lián)邦資金對(duì)湯姆生和吉爾哈特獲得的人胚胎干細(xì)胞系進(jìn)行研究。DHHS有關(guān)ES細(xì)胞研究的規(guī)定卻遭到某些國(guó)會(huì)、教會(huì)和人權(quán)組織人士的反對(duì)。天主教人士道爾福林格指責(zé)這一規(guī)定嚴(yán)重違反目前法律精神：“他們將用私人資金摧毀胚胎，而用聯(lián)邦資金從事胚胎實(shí)驗(yàn)。”在1999年2月，70位眾議員在一封寫給衛(wèi)生和福利部部長(zhǎng)的信中規(guī)定廢除此項(xiàng)規(guī)定，稱它“違犯了美國(guó)政府嚴(yán)禁資助破壞人胚胎的實(shí)驗(yàn)研究的聯(lián)邦法律條文和精神”。美國(guó)生命聯(lián)盟人權(quán)組織主席朱迪布朗抗議使用干細(xì)胞，由于它們來(lái)自應(yīng)受美國(guó)法律保護(hù)的可發(fā)育成人的胚胎。國(guó)會(huì)議員杰.迪凱極力反對(duì)該規(guī)定，甚至要將DHHS告上法庭，他認(rèn)為目前的法律不允許聯(lián)邦資金用于胚胎干細(xì)胞研究，也不必對(duì)此做任何修改，他強(qiáng)調(diào)“科學(xué)應(yīng)為人類服務(wù)，而不是人為科學(xué)服務(wù)”。反墮胎活動(dòng)分子更是規(guī)定國(guó)會(huì)干預(yù)和阻撓此類研究。在廣泛聽取各方意見的基礎(chǔ)上，NIH在NBAC的指導(dǎo)下終于在1999年12月公布了“關(guān)于胚胎干細(xì)胞研究的指導(dǎo)原則”（表1）。從表中可以看出，再用湯姆生的方法從人胚中獲得新的胚胎干細(xì)胞系是違法的，但允許對(duì)已獲得的來(lái)自人胚的細(xì)胞系進(jìn)行研究。對(duì)于用吉爾哈特方法獲得、使用和研究來(lái)自胎兒組織的細(xì)胞系則相對(duì)寬容。盡管該規(guī)定還很苛刻，但畢竟為人胚胎干細(xì)胞的研究打開了大門。表1NIH關(guān)于胚胎干細(xì)胞研究的指導(dǎo)原則

允許

1、從人胚中獲得新細(xì)胞系

2、使用私人資助、已經(jīng)獲得的來(lái)自人胚的細(xì)胞系進(jìn)行研究

3、從胎組織中獲得新細(xì)胞系

嚴(yán)禁

1、使用來(lái)自胎兒組織的細(xì)胞系進(jìn)行研究

2、用干細(xì)胞創(chuàng)建人胚胎的研究

3、將人胚胎干細(xì)胞與動(dòng)物胚胎結(jié)合的研究

4、使用干細(xì)胞進(jìn)行生殖克隆

5、來(lái)自為研究目的而專門創(chuàng)建的胚胎的干細(xì)胞有關(guān)研究人胚胎干細(xì)胞研究的希冀與挑戰(zhàn)

假如科學(xué)家最終可以成功誘導(dǎo)和調(diào)控體外培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞正常的分化，這一技術(shù)將對(duì)基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用產(chǎn)生巨大的影響，有也許在以下領(lǐng)域發(fā)揮作用：體外研究人胚胎的發(fā)生發(fā)育，非正常發(fā)育（通過改變細(xì)胞系的靶基因），新人類基因的發(fā)現(xiàn)，藥物篩選和致畸實(shí)驗(yàn)，以及作為組織移植、細(xì)胞治療和基因治療的細(xì)胞源等。人胚胎干細(xì)胞提供了在細(xì)胞和分子水平上研究人體發(fā)育過程中的極初期事件的良好材料和方法，這種研究不會(huì)引起與胚胎實(shí)驗(yàn)相關(guān)的倫理問題。采用基因芯片等技術(shù)，比較胚胎干細(xì)胞以及不同發(fā)育階段的干細(xì)胞和分化細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，可以擬定胚胎發(fā)育及細(xì)胞分化的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)新的人類基因。結(jié)合基因打靶技術(shù)，可發(fā)現(xiàn)不同基因在生命活動(dòng)中的功能等。另一個(gè)令人興奮的應(yīng)用在于新藥的發(fā)現(xiàn)及篩選。胚胎干細(xì)胞提供了新藥的藥理、藥效、毒理及藥代等研究的細(xì)胞水平的研究手段，大大減少了藥物實(shí)驗(yàn)所需動(dòng)物的數(shù)量。目前上述實(shí)驗(yàn)使用的細(xì)胞系或來(lái)自其他種屬的細(xì)胞系，很多時(shí)候并不能真正代表正常的人體細(xì)胞對(duì)藥物的反映。胚胎干細(xì)胞還可用來(lái)研究人類疾病的發(fā)生機(jī)制和發(fā)展過程，以便找到有效和持久的治療方法。胚胎干細(xì)胞最激動(dòng)人心的潛在應(yīng)用是用來(lái)修復(fù)甚至替換喪失功能的組織和器官，由于它具有發(fā)育分化為所有類型組織細(xì)胞的能力。任何涉及喪失正常細(xì)胞的疾病都可以通過移植由胚胎干細(xì)胞分化而來(lái)的特異組織細(xì)胞來(lái)治療，如用神經(jīng)細(xì)胞治療神經(jīng)變性疾?。ㄅ两鹕暇C合癥、亨廷頓舞蹈癥、阿爾茨海默氏病等），用造血干細(xì)胞重建造血機(jī)能，用胰島細(xì)胞治療糖尿病，專心肌細(xì)胞修復(fù)壞死的心肌等。特別是對(duì)于后兩項(xiàng)，胚胎干細(xì)胞也許會(huì)有特別療效，由于目前認(rèn)為成年人的心臟和胰島幾乎沒有干細(xì)胞，因而僅靠自身無(wú)法得到修復(fù)。為了基因治療和防止免疫排斥效應(yīng)，還可以對(duì)胚胎干細(xì)胞的基因做某些修改。干細(xì)胞是基因治療的較抱負(fù)的靶細(xì)胞，由于它可以自我復(fù)制更新，治療基因通過它帶入人體中，可以持久地發(fā)揮作用，而不必緊張象分化的細(xì)胞那樣，在細(xì)胞更新中也許丟失治療基因的結(jié)果。通過胚胎干細(xì)胞和基因治療技術(shù)，可以矯正缺陷基因。例如，假如發(fā)現(xiàn)初期胚胎有某種基因缺陷而會(huì)患基因缺陷病如囊性纖維化——一種30歲以前便會(huì)致人死亡的疾病，可以收集部分或所有胚胎干細(xì)胞，通過基因工程技術(shù)將正常的基因替代干細(xì)胞中的缺陷基因，再將修復(fù)后的胚胎干細(xì)胞嵌入胚胎中，通過九月懷胎將會(huì)出生一個(gè)健康的嬰兒。由于倫理和某些技術(shù)問題，現(xiàn)在尚未開展此類實(shí)驗(yàn)。改變胚胎干細(xì)胞的某些基因的另一目的是創(chuàng)建“萬(wàn)能供者細(xì)胞”，即破壞細(xì)胞中表達(dá)組織相容性復(fù)合物的基因，規(guī)避受者免疫系統(tǒng)的監(jiān)視，從而達(dá)成防止免疫排斥效應(yīng)發(fā)生的目的。但這種方法需要破壞和改變細(xì)胞中許多基因，并且這種細(xì)胞發(fā)育成的組織和器官是否有生理缺陷如免疫能力減少還不得而知。另一種克服移植免疫排斥的途徑就是前面描述的結(jié)合克隆技術(shù)創(chuàng)建病人特異性的胚胎干細(xì)胞。用這種胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)獲得的細(xì)胞、組織或器官，其基因和細(xì)胞膜表面的重要組織相容性復(fù)合體與提供體細(xì)胞的病人完全一致，不會(huì)導(dǎo)致任何免疫排斥反映。假如這一設(shè)想可以變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，將是人類醫(yī)學(xué)中一項(xiàng)劃時(shí)代的成就，它將使器官培養(yǎng)工業(yè)化，解決供體器官來(lái)源局限性的問題；器官供應(yīng)專一化，提供病人特異性器官。人體中的任何器官和組織一旦出現(xiàn)故障，將像更換損壞的汽車零件同樣可隨意更換和修理。但是要使以上設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，還需要對(duì)胚胎干細(xì)胞做進(jìn)一步研究，還需要解決很多技術(shù)難題，這些問題涉及：1)、胚胎干細(xì)胞極易分化為其他細(xì)胞，如何維持體外擴(kuò)增時(shí)不分化？雖然在防止體外培養(yǎng)時(shí)干細(xì)胞分化方面已取得了很大成績(jī)，如在培養(yǎng)基中加入白血病克制因子等可克制干細(xì)胞分化，但仍需進(jìn)一步研究干細(xì)胞的培養(yǎng)條件。2)、如何定向誘導(dǎo)干細(xì)胞分化？細(xì)胞分化是多種細(xì)胞因子互相作用引起細(xì)胞一系列復(fù)雜的生理生化反映的過程，因而要誘導(dǎo)產(chǎn)生某種特異類型的組織，需要了解各種因子在何時(shí)何地開始作用，以及何時(shí)何地停止作用。令人快樂的是，科學(xué)家相信只要將胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為所需組織細(xì)胞的前體（祖細(xì)胞），將祖細(xì)胞移植到適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中就可以產(chǎn)生所需的組織，由于機(jī)體可以分泌所有指導(dǎo)細(xì)胞對(duì)的分化的因子。并且不必在體外形成結(jié)構(gòu)精確的多細(xì)胞組織后再移植，只需要將已誘導(dǎo)的分散的胚胎細(xì)胞或細(xì)胞懸液注射到發(fā)病部位就可發(fā)揮作用，這些移植的細(xì)胞與周邊細(xì)胞及胞外基質(zhì)互相作用便可有機(jī)地整合至受體組織中。3)、由胚胎干細(xì)胞在體外發(fā)育成一完整的器官特別是像心、肝、腎、肺等大型精細(xì)復(fù)雜的器官這一目的還需要技術(shù)上的突破。由于器官的形成是一個(gè)非常復(fù)雜的三維過程。很多器官是兩個(gè)不同胚層的組織互相作用而形成的。例如，肺中的肌組織、血管和結(jié)締組織來(lái)源于中胚層，而上皮組織源自內(nèi)胚層。每個(gè)細(xì)胞要獲得營(yíng)養(yǎng)和排泄代謝廢物，分化的組織中需要產(chǎn)生血管，組織血管化目前還處在起步研究階段。退一步講，即便是一發(fā)育完整的來(lái)自自然機(jī)體的器官，要離體培養(yǎng)并維持其正常的生理功能目前還無(wú)法做到，器官的體外保存和維持仍是器官移植中的難題。一種也許的方法是將干細(xì)胞注射到重度免疫缺陷動(dòng)物的臟器中，讓移植的人干細(xì)胞逐步替代動(dòng)物細(xì)胞，使其臟器人源化，成為可供移植的器官。4)、如何克服移植排斥反映？前面提到的改變基因創(chuàng)建“萬(wàn)能供者細(xì)胞”的方法是否可行還不清楚。核移植后的卵細(xì)胞能否激活沉默基因，啟動(dòng)DNA的合成，會(huì)不會(huì)改變?nèi)旧w的結(jié)構(gòu)等等問題，尚有待進(jìn)一步研究。并且，胚胎干細(xì)胞有形成畸胎瘤的傾向，必須對(duì)胚胎干細(xì)胞及其衍生細(xì)胞的移植的安全性做一全面、客觀、進(jìn)一步的評(píng)價(jià)?？傊咛ジ杉?xì)胞的研究及應(yīng)用，將會(huì)使我們更加進(jìn)一步了解“我們”形成的過程，給人類帶來(lái)全新的醫(yī)療手段。也許在此后十年中，許多目前還無(wú)法治愈的疾病有也許借助胚胎干細(xì)胞及其相關(guān)技術(shù)而被攻克。干細(xì)胞研究進(jìn)展

為了一個(gè)人的形成，單個(gè)受精卵將產(chǎn)生數(shù)以億計(jì)的細(xì)胞和250多種不同的細(xì)胞類型。幸而，直到最后一個(gè)細(xì)胞和器官發(fā)育形成之時(shí)，所有的一切仍未結(jié)束。貫穿于整個(gè)生命的，是大多數(shù)組織繼續(xù)產(chǎn)生新的細(xì)胞以替換損耗的老細(xì)胞或滿足新的生命活動(dòng)的需要。比如，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在高海拔地區(qū)進(jìn)行訓(xùn)練的時(shí)候，循環(huán)系統(tǒng)中血細(xì)胞的數(shù)量相應(yīng)增長(zhǎng)以滿足運(yùn)送更多氧氣的需要。很顯然，在諸如皮膚，毛發(fā)，骨骼，骨髓，腸這樣的組織中，細(xì)胞再生能力已得到證實(shí)；但這種現(xiàn)象很也許在所有器官中都不同限度地存在著，涉及大腦在內(nèi)，而慣常的觀點(diǎn)是，神經(jīng)元是不可再生的。組織更新和修補(bǔ)自身的能力來(lái)源于稱為干細(xì)胞的小細(xì)胞團(tuán)。干細(xì)胞存在于生命的全過程，在體內(nèi)微環(huán)境中被專門的“看護(hù)”細(xì)胞緊密包圍。“看護(hù)”細(xì)胞提供生長(zhǎng)因子和信號(hào)分子保持干細(xì)胞的特性――分化能力，以及在特定生命周期中分化為特化細(xì)胞的同時(shí)又能自我復(fù)制的能力。矛盾的是，干細(xì)胞的自身分裂十分有限，而它們的子細(xì)胞在最終形成特化細(xì)胞的過程中，有非凡的繁殖力。干細(xì)胞以及他們能維持一定數(shù)量的能力一直深深吸引著生物學(xué)家們[1]，如今更為狂熱。由于人們意外的發(fā)現(xiàn)成熟組織中的干細(xì)胞可以重新程序化，即使效率極低，但仍然可以分化為其他來(lái)源的細(xì)胞。[2]比如，在正常情況下，成年鼠的少數(shù)造血干細(xì)胞可生成肌肉組織，神經(jīng)系干細(xì)胞可生成血液。這些報(bào)告使得將來(lái)受損組織用同一個(gè)體內(nèi)其他組織的殘余干細(xì)胞來(lái)修復(fù)成為也許。懸而未決的問題此外兩項(xiàng)研究也引起了科學(xué)界和公眾的廣泛關(guān)注。去年，有兩個(gè)研究小組宣布他們從人類胚胎和胎兒的生殖細(xì)胞中分離出了多能干細(xì)胞(pluripotential)――可以分化為多種細(xì)胞類型的干細(xì)胞。緊跟著，就是眾所周知的來(lái)自成熟體細(xì)胞的克隆羊多莉(dolly)及克隆鼠的誕生。這些有著巨大新聞價(jià)值的研究層出不窮，引起了世界性的關(guān)于道德和倫理規(guī)范的討論風(fēng)暴，并且到現(xiàn)在還在爭(zhēng)論。比如在美國(guó)，公眾的反對(duì)迫使NIH停止對(duì)人胚胎干細(xì)胞的研究提供資助。這些爭(zhēng)論使許多研究人員開始意識(shí)到，他們必須就一些基本問題與迫切的公眾和立法者進(jìn)行有效的交流，其中涉及“人的生命何時(shí)開始？”“成為人意味著什么？”“什么是胚胎，它在什么時(shí)候變成人？”?？茖W(xué)家們是否能回答這些復(fù)雜的問題尚有爭(zhēng)執(zhí)，這里我不打算繼續(xù)進(jìn)一步討論。我只想擬定這個(gè)事實(shí)：在回答另一個(gè)更重要的基本問題“我們?nèi)绾尾乓苍S把干細(xì)胞用于醫(yī)藥領(lǐng)域？”之前，我們的確還需要更多的信息。采用哪種方法？最基本的，我們必須進(jìn)一步研究人體所有組織的干細(xì)胞。第一步，我們需要擬定分子標(biāo)記，它們能將寥寥無(wú)幾的干細(xì)胞從他們龐大的子細(xì)胞中區(qū)分開來(lái)。此外，還需了解干細(xì)胞與所處的微環(huán)境之間的互相作用，以及微環(huán)境如何對(duì)機(jī)體的需求作出反映。我們僅對(duì)骨髓中的造血干細(xì)胞的相關(guān)信息有一定了解，這將有助于在臨床治療中增長(zhǎng)受損組織中殘留的干細(xì)胞的數(shù)量?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)可以培養(yǎng)少量造血干細(xì)胞以重建人的血液系統(tǒng)。設(shè)定一個(gè)最壞的狀況，一個(gè)慢性病患者失去了某種組織的大部分干細(xì)胞，必須要用替代療法才干生存。如今，最可行的方案是采用另一個(gè)體相應(yīng)組織的干細(xì)胞來(lái)補(bǔ)充。但是，這種方案也相稱危險(xiǎn)，由于捐獻(xiàn)者與患者沒有遺傳上的相容性，移植不久因免疫排斥而失敗。一種改善方案是用所謂“自體同源干細(xì)胞(autologousstemcells)”的干細(xì)胞來(lái)進(jìn)行治療，這種干細(xì)胞與患者的基因型完全相同。雖然目前還不可行，但是我們已有了一定的設(shè)想。一種方案是分離、培養(yǎng)患者的另一組織的干細(xì)胞，比如骨髓或皮膚的，再把這些成熟干細(xì)胞在體外重新程序化。為了了解如何才干重新程序化干細(xì)胞，我們需要一系列的實(shí)驗(yàn)，來(lái)研究沉默基因的重新激活，以及激活基因被關(guān)閉的機(jī)制。例如“初期胚胎細(xì)胞分化為不同細(xì)胞系的機(jī)制研究”就會(huì)給我們相稱的啟示。假如我們理解了遺傳基因控制正常發(fā)育的實(shí)現(xiàn)過程，我們將更容易地在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行有目的地控制基因表達(dá)和細(xì)胞分化的方向。另一種方法是用來(lái)源于囊胚期的胚胎的多能干細(xì)胞。囊胚期是指卵子剛剛受精但尚未種植到子宮的階段，此時(shí)胚胎稱為胚泡。胚泡大約由100個(gè)細(xì)胞組成，其中包含一些特化性較少的干細(xì)胞，可在培養(yǎng)中不擬定地誘導(dǎo)分化為多種細(xì)胞形式。最早的人類多能干細(xì)胞是從體外受精的臨床病例中得來(lái)的多余胚泡。這個(gè)里程碑式的事件是JamesThomson領(lǐng)導(dǎo)的UniversityofWisconsin,Madison的實(shí)驗(yàn)室在1998年的成果。另一個(gè)在澳大利亞的MonashUniversity的實(shí)驗(yàn)室最近宣布了相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。現(xiàn)在這兩個(gè)小組正在進(jìn)一步研究這些多能干細(xì)胞和子細(xì)胞的特性。這些工作為人類胚胎初期發(fā)育中基因功能研究提供無(wú)價(jià)的數(shù)據(jù)資料。不幸的是直到現(xiàn)在，我們對(duì)這一領(lǐng)域知之甚少，部分由于聯(lián)邦經(jīng)費(fèi)對(duì)胚胎研究的限制。盡管胚胎發(fā)育在進(jìn)化中高度保守，但是脊椎動(dòng)物胚胎發(fā)育中一些細(xì)節(jié)上的差異，足以證明鼠和人之間并不是所有的基因都具有相同功能。因此，在模式動(dòng)物研究中得來(lái)的信息不能充足體現(xiàn)出我們?cè)谌祟惛杉?xì)胞中研究中的問題。公眾眼中的干細(xì)胞用人類多能干細(xì)胞進(jìn)行研究引起爭(zhēng)議是由于他們來(lái)自人類的受精卵，在某些人認(rèn)為人的生命始于受精。那么在理論上，用體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移的方法生成自體同源干細(xì)胞引起的爭(zhēng)議會(huì)少一些。這種方法是把成熟細(xì)胞的細(xì)胞核轉(zhuǎn)入一個(gè)去核的未受精卵細(xì)胞中，在實(shí)驗(yàn)室里，這個(gè)卵細(xì)胞發(fā)育成胚泡，研究人員可從中分離培養(yǎng)多能干細(xì)胞系。最近，MonashUniversity的研究人員用這項(xiàng)技術(shù)在小鼠上取得了成功。他們?cè)?000多個(gè)轉(zhuǎn)移基因標(biāo)記的細(xì)胞核的去核卵細(xì)胞中，獲得一個(gè)胚胎干細(xì)胞系。假如這種“治療性克隆”可以在效率上更提高一些，那么這對(duì)人類干細(xì)胞的研究同樣故意義。既然實(shí)驗(yàn)用的卵細(xì)胞是去核和未受精的，無(wú)不同個(gè)體的遺傳物質(zhì)融合，從而未發(fā)生受精過程，所以用這種方法制造的干細(xì)胞在道德和倫理上將更容易被人們所接受。此外，由于胚胎干細(xì)胞不能獨(dú)立發(fā)育成胎兒，所以他們不是胚胎。然而，從理論上講，體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的胚泡不僅只用于干細(xì)胞的產(chǎn)生，把這樣的胚泡移植到婦女子宮中也有也許克隆人。嘗試此類研究與現(xiàn)行道德準(zhǔn)相駁，也是違法行為。此外，這樣的行為會(huì)使許多不負(fù)責(zé)任的人們有所企圖，無(wú)法控制倫理道德標(biāo)準(zhǔn)，并且有也許使人為的和有目的地制造畸形嬰兒成為也許。這些爭(zhēng)議對(duì)一些更極端的反對(duì)者來(lái)說還不是關(guān)鍵，他們認(rèn)為只有對(duì)于一個(gè)已經(jīng)去世的人，體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移技術(shù)才可以接受。往往在聯(lián)邦經(jīng)費(fèi)資助人類干細(xì)胞的科學(xué)研究之前，一個(gè)基于互相尊重的信仰的公眾討論就已經(jīng)開始，無(wú)論這種研究是以治療人類疾病為目的還是以基礎(chǔ)研究為目的。可以認(rèn)為這種爭(zhēng)論自身，是一個(gè)好的事情，由于它激發(fā)了公眾對(duì)生物學(xué)和復(fù)制的愛好及關(guān)注，這些內(nèi)容以往在學(xué)校里不能有效的傳授給學(xué)生。（克隆青蛙往往不能象克隆人類自己那樣使高中的學(xué)生們產(chǎn)生愛好，并且人類肢體再生的案例就可以引導(dǎo)學(xué)生展開有關(guān)人類肢體的形成和哪些基因產(chǎn)生手臂而不產(chǎn)生腿之類的討論，象這樣的說法未免太牽強(qiáng)了一點(diǎn)。無(wú)論如何，干細(xì)胞研究的前提是將會(huì)得到新的實(shí)質(zhì)意義上的治療方法。因此，科學(xué)家們必須十分謹(jǐn)慎，避免媒體對(duì)基因治療過度夸大的報(bào)道，否則會(huì)失去公眾的信任和信心。在應(yīng)用人多能干細(xì)胞時(shí)，也必須十分留心。就像我們看到的那樣，對(duì)公眾中的某些人來(lái)說，這些細(xì)胞的來(lái)源相稱于破壞人的生命。事實(shí)是在我們確切知道干細(xì)胞治療的實(shí)際用途之前，尚有許多障礙要跨越。當(dāng)我們向前繼續(xù)探索的每時(shí)每刻，我們必須誠(chéng)實(shí)。干細(xì)胞應(yīng)用的實(shí)例實(shí)例1患者，女，59歲。

主訴：車禍所致右側(cè)肢體乏力伴言語(yǔ)不利8月。

患者于2023年元月被巴士車沖撞左側(cè)軀體，左側(cè)頭頂部有紅腫，雙鼻孔流血，隨后昏迷不醒，術(shù)后第4周逐漸出現(xiàn)閉目瞬眼、打哈欠、吞咽反射，仍意識(shí)不清；術(shù)后約6-8周出現(xiàn)睜眼，意識(shí)逐漸清醒，聽力逐漸恢復(fù)，言語(yǔ)不利，右側(cè)肢體癱瘓，左側(cè)肢體活動(dòng)正常