干細胞：疾病終結者？

2016-11-0715968點擊

來源：廣州日報

　　干細胞（Getty/uploads/old供圖）

　　自體干細胞移植手術（CFP供圖）

余細勇主任。攝影：邱偉榮實習生：胡國球

張世忠教授。攝影：邱偉榮實習生：胡國球

　　干細胞（Getty/uploads/old供圖）

　　干細胞（Getty/uploads/old供圖）
　　你注意到了嗎？壁虎、水蛭等動物的肢體甚至是身子斷了半截后，斷的部位很快就能再長出來。奧妙就在于這類生物有一種非凡的神奇細胞，可以分化發育成需要的器官，進行自我修復。
　　科學家發現，在人體數十萬億細胞中，也有這種具有“全能”發展潛力的細胞，它就像一粒埋藏在人體內的“種子”，種在相宜的土壤上就可以分化成不同種類的體細胞。這種神奇的細胞，就是干細胞。
　　這是否意味著，一個干細胞就能讓人體受損的組織修復、再生？一個干細胞就能培育出諸如心臟、腎臟、肝臟等人體器官？癌癥、癱瘓、癡呆、失明等重疾頑癥是否會因此迎刃而解？干細胞的未來無可估量。
　　策劃：趙潔　　撰文：許珍
　　1神奇的“種子細胞”
　　細胞產品國家工程研究中心副主任張磊博士表示，干細胞是上帝在生物體內埋下的一個“奇跡”。
　　“干細胞的‘干’，譯自英文‘Stem’，意為‘樹干’和‘起源’。類似于一棵樹干可以長出樹杈、樹葉、開花和結果等。體細胞會因衰老或受傷死亡，所以某些動物體內有一個干細胞庫隨時生產它們的替代品。”張磊博士表示。
　　關于干細胞的獨特性，有種說法非常生動。如果把體細胞比喻成具有一技之長的“專門人才”，干細胞就是尚不具備專門才能、但可以通過學習成才的“潛在人才”，可以分化為多種人體細胞。分化一旦完成，這些細胞的“職業”就確定了。和人體普通的體細胞相比，作為生物體內未充分分化、具有自我更新和分化潛能的細胞，干細胞的“未來”有著無限可能性。
　　如此神奇的干細胞來自哪里？廣東省醫學科學院醫學研究中心主任余細勇告訴記者，科學家最早發現的干細胞存在于人類胚胎中。胚胎干細胞，又稱為ES細胞，是受精卵分裂發育成胚囊時內層細胞團的細胞，它具有無限發展潛力，可以分化成所有不同種類的特異性組織細胞。
　　由于胚胎干細胞的“全能”性，從技術角度來說，用胚胎干細胞來培養人體組織和器官來治療疾病是最理想的。但胚胎干細胞需從胚胎中提取，“每取出一個胚胎干細胞，就相當于破壞一個生命，這涉及醫學倫理的問題，因此科學家進行大量研究尋找其代替品。”余主任介紹說。
　　經過長期科學實驗，2007年，美、日科學家都發現了將普通皮膚成纖維細胞轉化為干細胞的方法，所得到的干細胞稱為誘導多能性干細胞，又名iPS細胞。這種由體細胞誘導而成的干細胞，具有和胚胎干細胞類似的功能，同時來源方便，只需來自表皮等組織的細胞就可以，避免了胚胎干細胞研究一直面臨的倫理問題，有望成為未來細胞治療的重要來源，在生物和醫學領域的應用前景非常廣闊。iPS細胞的發現也因此被《科學》（Science）雜志評為2008年世界十大科技進展之首。
　　除此之外，據余主任介紹，成年動物體內也有一些干細胞，稱為成體干細胞。比如我們的骨髓就猶如一個干細胞庫，骨髓里除了造血干細胞，尚儲存有許多類似于造血干細胞的多功能的骨髓間充質干細胞，通過調控使它們定向分化成具備特殊功能的組織細胞，比如成纖維細胞、成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞等。
　　2 未來藍圖：實驗室培育出心、肝、肺
　　干細胞的魅力在于：一旦身體需要，就可按照發育途徑通過分裂而產生成熟的體細胞。也許某一天，人們突然發現，人體器官可以在實驗室按需要、按流程生產，血細胞、腦細胞、骨骼、心臟、肝、腎、神經等的更換都不成問題。
　　這是不是人類醫學的終結夢想？！
　　那么，如何讓干細胞這神奇“種子”聽話地定向“種”進特定的組織中去呢？余主任告訴記者，一種方法是用注射器直接將培育好的干細胞注入體內，使它分化成特定組織。“但是，事實上打入的干細胞絕大部分都發生凋亡，或者異向分化，變成了其他細胞。”例如，將心肌干細胞通過外周血管打入體內，試圖使它與原有的心肌細胞聯結成新的組織，可很多干細胞卻不聽指令地通過呼吸系統流到肺部，而不是按規定分布到心臟、肌肉組織中。為了解決干細胞在人體內部定向“分配”的問題，科學家研究出組織工程的辦法，即在可控的實驗室中，通過人工支架，使干細胞附著在上面，生長成需要的特定組織。比如，針對心肌干細胞注入體內“去向不明”的難題，可以先在實驗室的培育試管中，生成心肌的補片，然后再定向植入心臟。
　　余主任描繪出一幅未來藍圖：科學家通過取自人體表皮細胞誘導而來的干細胞，在實驗室中生成心臟、肝臟、腎臟等人體器官，大大解決如今面臨的醫學難題。比如，如今心臟移植尚需通過活體供應，可活體心臟非常難得，未來只需在手背皮膚上抽取一丁點細胞，就能在實驗室“造出”你的另一個心臟。多么誘人的前景。包括重度燒傷的病人，也可以通過干細胞移植的方式，重獲美麗的皮膚。“采用組織工程的辦法，是未來解決器官移植問題的重要手段。”余主任肯定地表示。
　　這個美妙設想正在實現的進程之中。據英國《柳葉刀》醫學雜志報道，2008年6月，一支由多國科研人員組成的醫療團隊在西班牙完成了全球首例“人造氣管”移植手術，“人造氣管”就是用患者自身的干細胞培養而成。術后5個月，這名30歲女患者已徹底康復。布里斯托爾大學Martin A Birchall表示，干細胞培植器官移植技術大約只需要20年就可以發展成為常規手術。這次手術的成功實施是干細胞技術的重大突破，有可能因此改變外科手術的未來。
　　3 壞死的股骨頭重新長成
　　作為一種神奇的具有分化能力的多潛能細胞，干細胞為眾多疑難雜癥患者帶來了福音，也因此成為人們耳熟能詳的時髦醫學名詞。圍繞干細胞，醫學各個領域的科學家們展開研究，并取得了令人矚目的成果，使人類得以享受醫學進步的恩惠。
　　據余主任介紹，目前，干細胞移植技術在部分醫學研究領域已經達到臨床應用階段。比如慢性粒細胞白血病，單用化學藥物治療只能改善慢性期的癥狀，自體造血干細胞移植治療則復發率極高，而異基因外周血造血干細胞移植是最可信賴的主要治療方法，可大大提高了白血病的治愈率。
　　在通過干細胞移植臨床治療的案例中，廣東省人民醫院骨髓干細胞移植技術治療股骨頭壞死的創新手術，堪稱成功的范例。股骨頭壞死是各種病變導致人體股骨頭血液供應障礙，使股骨頭組織里的骨細胞、骨組織發生壞死的病變。股骨頭壞死最終會失去行動和勞動能力。據廣東省人民醫院骨科主任鄭秋堅介紹，由于人們大量服用激素、酒精飲品，“股骨頭壞死”的發病率不斷攀升，我國每年新增病例就有15到20萬人。針對這種病痛，以往采取包括各種植骨、截骨術、或者血管植入等多種方法進行治療，但效果因人而異，療效并不確切；人工關節置換只能應用于嚴重的股骨頭壞死病人。而去年省人民醫院成功開展通過患者自體骨髓干細胞移植的方式進行治療，則使這種病痛的臨床診治躍上一個臺階。蜥蜴的尾巴被切斷后之所以重新長出，片蛭之所以頭部和尾部都能再生，就是因為它全身都存在干細胞。干細胞向切斷的部位移動，通過增殖和分化，就完成了蜥蜴的尾巴和片蛭再生的全過程。鄭主任說，利用骨髓干細胞移植技術治療股骨頭壞死，正是同樣的原理。“從患者健康的骨髓中分離出干細胞，將它們附著在患者自體骨頭做成的支架上，植入股骨頭內，讓干細胞像種子一樣在里面‘落戶’，隨著體內的自我調節機制分化為成骨細胞，承擔起修復骨壞死、重建股骨頭結構的工作。”
　　以往股骨頭壞死手術，傷口有二十多厘米，如今卻只需開一厘米左右的小口即可，過去兩三個小時才能完成手術，如今卻不到一小時就能完成，而且術后患者第二天就可以下地行走，大大減輕了患者的痛苦。目前，鄭主任所做的40多例通過骨髓干細胞移植技術治療股骨頭壞死的手術中，治愈率高達98%。
　　除此之外，干細胞移植技術目前臨床還應用于血液病、心肌梗塞等領域，其他領域多處于試驗研究階段。與此同時，余主任表示，“干細胞移植還有很多基礎研究問題沒有解決，未來還有海量的未知數。”
　　4 時髦干細胞唬你沒商量
　　如今，只要你打開搜索引擎，打入關鍵詞“干細胞”，以及另外一個你所關心的疾病名稱，諸如帕金森癥、腦癱、糖尿病、偏癱、植物人等等詞匯，你會驚訝地發現，上述病癥幾乎都有用干細胞移植的最新技術進行治療的網頁。
　　余主任說，目前干細胞移植雖然被炒得火熱，但是在很多領域干細胞基礎研究問題還沒有解決，多半還在實驗室的研究階段。拿患者人數逐年增多的1型糖尿病為例，這種病的病因是人體主管胰島素分泌的Beta細胞丟失所致，如今科學家采用干細胞移植技術將干細胞誘導成Beta細胞，讓它重新分泌胰島素從而治療糖尿病。這種技術固然先進，“但據我所知，目前哈佛大學對這種技術多半是研究應用，大規模應用于臨床還需一段時間。”
　　盡管干細胞移植技術的研究及臨床應用任重而道遠，但是卻有不少醫療機構在療效不確實的情況下，拿干細胞大做文章，從中謀利。珠江醫院神經外科副主任博士生導師張世忠教授對記者說，太多不明真相的患者因病急亂投醫而被誤導上當。比如人體神經系統目前干細胞移植技術數尚未能攻克。有關神經系統的諸多疾病，老年癡呆、帕金森癥、腦癱等又在困擾著越來越多的現代人。神經干細胞的恢復也因此成為目前干細胞研究中非常重要的研究方向。但是，“嚴謹地說，目前神經干細胞的研究尚處于實驗室階段，神經干細胞的臨床應用尚無療效確實的案例。”
　　張教授說，他曾做過神經干細胞治療帕金森癥的研究通過神經干細胞誘導出多巴胺神經元達到治療目的。“在患有帕金森癥的老鼠身上實驗，效果非常好，但是注入人體內，多巴胺神經元卻多半凋亡，起不到修復神經的作用。比起動物，人類進化得更精密、更優秀，區別于一般動物，要求更高。”然而，現實中，在神經干細胞針對神經系統疾病療效并不確切的情況下，卻有不少醫療單位收費不菲進行臨床治療。張教授認為這些行為非常不負責任。“人的神經系統非常復雜，脊髓內的神經就像一束由細細的神經組成的電話線，每一根線都有用，控制著相應的部位，損傷任何一根神經，相當于一個區域的‘電話線’就不通了。”張教授說，要修復如此精密復雜的系統，自體康復是不可能的，未來的希望就系于包裹了基因的干細胞技術修復受損神經，“但是，要達到這一步還很漫長。”
　　5 天使和魔鬼只差一步
　　干細胞在使人類受惠的同時，仿佛打開了潘多拉魔盒，釋放出種種對生命和倫理秩序的悖逆和挑戰。
　　最早被科學家發現的胚胎干細胞被稱為“萬能細胞”，能分化成各種不同的人體細胞，有望從根本上治療多種現代疑難雜癥。但是這種干細胞只能從胚胎胚囊的8個細胞中提取獲得，而這8個細胞中的任何一個干細胞都可能長成一個個體生命。為了獲取胚胎干細胞而創造一個生命再毀滅它，合乎倫理道德嗎？胚胎干細胞技術帶來了廣被質疑的倫理問題。因此在很多國家胚胎干細胞的研究和實驗皆有嚴格限制和規定。
　　既然干細胞可以培養人造器官，是否干細胞也可以不通過生育，而是在實驗室中培育出一個人體呢？余主任說，“就如電腦一樣，光有芯片、硬盤沒用，還需操作系統和軟件的配合才能使用。通過干細胞組織工程在理論上有可能實現在試管里組裝出一個人，但是出來的‘產品’很難稱作‘人’，要使他擁有人的智能和調控系統，沒有幾百年恐怕難以實現。”在他看來，這比研究智能機器人要走的路還要漫長。
　　繼續暢想未來，余主任認為如果能通過胚胎干細胞克隆一個人，就能克隆成千上萬人，這對人類來說無疑是個災難。“克隆出來的人與已有的人是兩類人，他們不但要與人類爭奪地球上的生存資源，而且有可能組成軍隊，侵略人類的領地，如果克隆人與自然繁育的人類通婚、繁殖后代，那么將使整個人類變種，后果不堪設想。”
　　鄭秋堅主任也表示出對于未來干細胞前景的憂慮：“需要什么器官就可以給你造什么器官，這是干細胞最誘人的地方，相信有一天技術上能達到這一步，但是隨之也會帶來對社會、道德、倫理的沖擊。即便技術上沒問題，這些被克隆出來的人如何確認自己的身份，他跟周圍人的關系又如何處理？如果真人和‘復制品’同時回家，到底該接納哪一個？”鄭主任描繪出未來荒誕的場景。
　　往往，上帝在給你一個蘋果的同時，也會塞給你一個魔鬼。誘人的未來以及相伴相生的后果，讓人難以對干細胞的“光明前景”僅保持單純的樂觀。干細胞可以成為救助人類的天使，也會在頃刻之間淪為欲望的魔鬼。如此看來，好萊塢電影《星球大戰》、《第六日》中的復制人并非只存在于科學幻想之中。