未來的“人體備件工廠”

華振鶴

據今年1月16日《解放日報》報道,上海市轉基因研究中心已經進入治療性克隆研究這一前沿科學領域,并且取得了重要進展。他們預言:二十一世紀,人類將能運用治療性克隆技術使人更加健康長壽;用不了十年,治療性克隆人造器官將有望成為現實。

隨著醫學的發展,人類早已掌握了器官移植技術——把健全的器官移植到病上身上,用來代替其原來的病損器官。移植器官的來源,不外乎兩種:異種(利用動物器官)移植和同種異體(利用別人器官)。

顯然,無論采用哪種,都存在著明顯的不足。一是病人機體出現的排異反應,會導致移植的器官無法存活;二是器官來源無法滿足實際需要。據紐約市立大學的賀來通雄教授調查,僅在美國,每年就有10萬人死于器官衰竭或組織缺損。如果有足夠的器官可供移植,相當多的人便可以存活下來。

治療性克隆研究的目的正在于解決這一問題。它的構想是把胚胎干細胞體外培養技術和體細胞克隆技術相結合,用病人自己的體細胞“制造”出他所需要的器官,再移植回他本人體內。

1998年11月5日,英國路透社發出一條電訊,說美國麥迪遜威斯康辛大學動物學家詹姆斯·湯姆森博士領導的研究小組經過17年的努力,終于培育出一種叫做人類胚胎干細胞(也叫多能干細胞)的獨特細胞。它能夠發育成長為任何類型的細胞,并在此基礎上人工制造出可供移植的人體組織和器官。

胚胎干細胞是人體所有器官賴以生長的“細胞之母”。人體胚胎學告訴我們,當精子和卵子在輸卵管里結合,便形成一個新的單細胞——受精卵(或叫合子)。接著,受精卵一邊向子宮移動,一邊分裂繁殖。在幾天時間里,經過多次分裂,它會變成由數十個至數百個細胞組成的桑椹狀實心細胞團,即桑椹胚。這時,細胞尚沒有明顯的“專業分工”,一直要到桑椹胚的內細胞群形成胚胎后,細胞才出現分化。胚胎干細胞便是科學家利用人工流產留下的,或志愿者捐獻的。

胚胎干細胞有兩個特點。首先,如上所說,由于它尚未分化,因此它可以發育成任何類型的細胞。等到細胞一旦分化,獲得自己的特定功能熑綹蝸赴、皮膚細胞、腦細胞等,就失去這種“萬能”功能,只能“從一而終”了。

其次,一般細胞,在分裂到50次左右便死亡了。胚胎干細胞則不同,它在實驗室里可無限分裂下去,永不衰亡,因此它有“永生的細胞”之稱。

根據胚胎干細胞的上述特點,科學家結合體細胞克隆技術進行了治療性克隆研究:用人工方法把病人的體細胞轉移到已剔去DNA的“空殼”卵細胞里,經過一定的處理讓卵細胞發育成桑椹胚,再從中分離出胚胎干細胞放在實驗室器皿里培育。胚胎干細胞繁殖速度極快,一個干細胞分裂20多次后可以得到大約100萬個細胞

為誘使干細胞分化成人類需要的特定組織或器官(如骨骼、腦、心臟等),科學家已經研制出一種“生物反應器”。“生物反應器”的成分為高分子化合物,可按需要呈現人體器官的不同形狀。把胚胎干細胞放入生物反應器,一起浸泡在營養液里,于是干細胞就會在其中迅速分裂繁殖,并按人的預想形狀不斷生長。最后,高分子化合物自行溶解,就只留下一個人體器官,就可以用于移植了。

很明顯,用這種方法克隆出來的組織器官,因細胞中的遺傳物質DNA與病人自身的DNA幾乎完全一致,移植后就不會出現排異反應問題了。而且,胚胎干細胞可以無限分裂的特性又為病人組織器官修復提供了足夠多的材料。所以,科學家又把治療性克隆人器官叫做“再生醫學”,或者風趣地叫它“人體備件工廠”。

目前,“人體備件工廠”里的產品只有不多的幾種,包括多層皮膚、軟骨、血液等。尤其是皮膚,有的國家已投入試用:為燒傷患者和皮膚潰爛的糖尿病患者解脫痛苦。美國諾貝爾獎金獲得者,化學家、生物學家沃爾特·吉爾伯特預計,再用十年時間,人們即可以培育出肝、腎、乳腺和心臟,用不了五十年,將克隆出人體全部器官。到了那個時候,“人體備件工廠”就可以做到“有求必應”了。

然而,治療性克隆研究也面臨著生物倫理學方面的難題:“人體備件工廠”會不會導致高價出售人體胚胎熁岵換嵊腥稅抵鋅寺∪頌,并割下他們的器官牟利熢諏韃胎兒身上做干細胞試驗是否合法煷送,治療性克隆技術涉及人類體細胞轉移和人類胚胎干細胞的增擴,稍有失誤,便會給人類社會造成難以挽回的危害。

因此,目前世界各國正在對這一問題開展積極的討論,希望能通過制訂合理的管理規則,使治療性克隆研究朝著正確的方向健康發展。

(圖 / 爾堅)