隨著干細胞克隆技術被用于醫學治療,世界各地涌現了眾多獨創的嶄新療法,有的已經獲得滿意的療效。克隆技術真的有回天之力嗎?至少革命性的“再生醫學”是這樣夢想的……
除了用捐贈者的器官替換病人的患病器官以外,我們能否嘗試用病人自身的細胞來對其患病器官進行修復?干細胞克隆技術的使用能否為那些無法治愈的疾病找到解決方案?科學家認為,在接下來的10年間醫學界將進一步拓展再生醫學的研究領域,包括以上的問題。
非凡的發現
時至今日,克隆技術仍然是一項了不起的科學成就。回顧歷史,引領生物學家們走上干細胞克隆之路的是一位胚胎學家。1970年,美國胚胎學家史蒂文斯通過對小鼠的觀察發現,某些胚胎細胞一旦被移植到子宮之外,就會發育成為畸胎瘤——一種混雜著多種無序生長的組織(牙齒、骨骼、肌肉)的腫瘤。換言之,這些胚胎細胞有能力進行增殖,形成多種不同的細胞。這可是聞所未聞的,當時,史蒂文斯將其發現命名為“多能胚胎干細胞”。
從那時開始,世界各地的科學家們陸續展開實驗,以深入了解這種奇特的胚胎干細胞。1981年,英國科學家馬埃文斯成功地從小鼠胚泡內細胞團分離出一些未分化的細胞系,并將它們無限期地保持在這種狀態之中。這一成就標志著對分化之前的胚胎干細胞進行研究成為了可能。
9年前,美國科學家詹姆斯·湯姆森從人類胚胎中首次分離出胚胎干細胞。從此該名詞一躍而躋身于媒體報道最多的科學發現之列。人們為什么對胚胎干細胞充滿了如此的熱情?
“它們太奇妙了!”一位大學醫學系教授這樣評論道,“胚胎干細胞為解答有關細胞增殖、細胞分化、細胞的常態發育或病態發育等方面的一切問題都提供了一個完美模型。”簡而言之,它為破解生命本身的奧秘提供了可能,并在疾病的治療方面蘊藏著無限的應用潛力。因此,不難理解為什么那么多胚胎學家、遺傳學家、生化學家以及研究各類器官的專家都不約而同地瞄準了它。
珍貴的“遺跡”
這樣一來,生物學關于生命成體細胞的看法就發生了改變,科學家對這些細胞的來歷與分化有了更深入的了解。尤其重要的是,找到了在機體中存在著一些奇特的未完全分化的細胞。誠然,它們不再是胚胎細胞,但它們尚未獲得那些承擔某種器官功能的成體細胞所具有的特征。它們介乎胚胎狀態與成體狀態之間,似乎是生命之初留下來的“遺跡”。這便是所謂的成體干細胞。
醫學界早在50年前就已經知道了某些成體干細胞的存在。比如脊髓中的造血干細胞:它是紅血球、白血球及血小板等幾種不同的血液細胞的源泉。成體干細胞也存在于骨質(成骨細胞)和肌肉(成肌細胞)之中。而近年來,隨著對胚胎干細胞認識的不斷深入,特別是通過標記追蹤細胞的分化過程,科學家們在所有的機體組織中,包括在大腦中,都發現了成體干細胞。它們的作用是:對它們所屬的組織進行再生,以滿足機體組織正常更新(如脊髓細胞)或受損時進行修復(如肌肉或骨骼)的需要。
還需指出的是,干細胞研究(無論是胚胎干細胞還是成體干細胞)的意義并不僅僅是理論上的。干細胞具有再生能力,因此它毫無疑問會被應用于醫學治療。將來,干細胞不僅能夠為移植手術提供理想的生物替代材料,也能為在體內直接修復受損組織提供優良的藥物工具。再生醫學夢想的實現已經觸手可及。
另外,人們還發現,自己的身體即使在出生很久以后,仍然保存著能夠對大部分器官進行再生的細胞。每組細胞天生就具有預定的修復目標:大腦中的干細胞替換神經元,肌肉干細胞則替換肌細胞……幾年來,科學家們在實驗室里獲得了了不起的成就。他們培育出大量極其復雜的神經元及心臟細胞,并將它們移植到了一些已經病入膏肓似乎毫無希望的器官之中,心臟、大腦、眼睛……如今,隨著再生醫學的進步,推翻“不可救藥”已經不再是空想了。
一項始料未及的成就
以前,對于心力衰竭病人而言,做心臟移植手術是最后的一線希望。而現在,他們的處境得到了極大的改善,再也不必望眼欲穿地等待可供移植的心臟了。巴西里約熱內盧聯邦大學從2001年開始在二十幾位心臟衰竭病人身上進行的實驗療法。建議這些病人進行一項前所未有的嘗試,也就是將他們自己的骨髓提取物注射進他們那患病的心臟。嘗試采用這種方式的不只是巴西的這支研究團隊,但它在這方面做得最出色,得到的結果也最令人驚嘆。
里程碑式的年份
20世紀80年代以來,用骨髓移植拯救白血病患者或化學中毒者的生命就已經不是什么新鮮事了。的確,骨髓中含有相當大比重的成體干細胞,如能夠持續更新血液細胞(白血球、紅血球、血小板)的造血干細胞。到了90年代,對干細胞分化能力的認識令人提出了這樣一種設想:也許我們可以利用它們來修復心肌組織。
在用老鼠進行的實驗中,100%的心臟損傷都得到了修復。與使用骨髓移植進行的實驗相比,其效果有了巨大的提高。因為在這種情況下,再不只是發生疾病組織的功能得到改善,而是心肌肌肉得到了全面的再造更新。也就是說,這等于是換上了一顆全新的心臟!在羊身上所做的實驗也獲得了同樣驚人的成果。目前我們正在等待猴子實驗結果,這是通向人體實驗之前的最后一步。但已經得到的結果是如此地令人驚嘆,科學家們已經開始準備材料,申請進行初步臨床實驗。特別是,免疫實驗似乎證明植入的細胞不會或基本不會造成機體的排異反應。也許接受植入的個體有必要接受輕度的抗排異治療,但這種治療很可能只是臨時性的。首先,科學家將進行第一階段的實驗,在3位身患慢性心力衰竭的病人身上檢驗該療法的效果。科學家希望今年就能啟動該項實驗,到時候,我們就會知道2007年是否能成為胚胎干細胞元年。