http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-07-14
本报记者 吴月辉
您听说过“息壤”的上古神话吗？
传说尧时代，大禹的父亲鲧受命治理天下的洪水，但效果不甚理想。有天他从天帝那里偷了一件宝贝以湮灭洪水，结果天帝派祝融去杀鲧。死之前，鲧把腹部剖开，生出了大禹。于是，大禹就拿着这件宝贝继续治水。这个宝贝就是“息壤”，一种可以自己生长、永不耗减的土壤。
其实在我们每个人的体内，也有类似于“息壤”的东西——干细胞。它的存在和发现，有望让人类“长生不老”的终极梦想靠近现实。
“当然，万物有生必有死，绝对的长生不老是不可能实现的，但以现代医学的水平快速发展，让大家活得更长、活得更好还是有可能的。比如，要是一个人身体的某个器官坏了，我们就给他换一个，再坏了再换。”中国科学院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿说。
那么，怎样才能做到器官坏一个就换一个呢？
“关键是如何造新的器官。” 裴端卿说，“干细胞在这里起到了决定性作用。”
身体内就有“息壤”
干细胞在发育过程中处于原始阶段，具有自我更新和分化能力
究竟什么是干细胞？专家指出，简而言之，干细胞就是一类会“变”的细胞。
首先，它有自我更新能力，可以在动物胚胎和组织中一直分裂并保持原本的未分化状态。其次，它具有分化的能力，也就是“变”的能力，在不同的培养条件下，它可以变成不同种类、具有不同功能的细胞。再次，它是一类在细胞发育过程中处于较原始阶段的、尚未充分分化的、尚不成熟的细胞。
“以血细胞为例，如果把血细胞的产生比作一棵枝繁叶茂的大树，那造血干细胞则是大树的树干，而其它红细胞、白细胞等各种血细胞则是在树干上生发出来的枝叶。”中国科学院动物研究所副所长周琪说。
和造血干细胞类似，我们身体的各种组织器官中几乎都蕴含着干细胞，如神经干细胞、胰岛干细胞、生殖干细胞、间充质干细胞等，这些干细胞因为只能向特定类型的细胞进一步分化，被称为成体干细胞。
既然成体干细胞可以被比作大树的树干，那大树的树根又是什么呢？
“应该是胚胎，胚胎除了可以发育成身体的各个部分，还可以从胚胎中获得一类特殊的细胞——胚胎干细胞。”周琪进一步解释说：“胚胎干细胞一方面可以保持无限的自我更新的特性，一方面在一定的条件下可以分化为体内的各种组织细胞类型，一直被认为是最具临床应用价值的‘万能细胞’。”
干细胞是个大家族，它根据不同的划分标准可以分为好多类，上述成体干细胞和胚胎干细胞只是根据干细胞的来源标准分类的。根据它的发育等级和分化能力，还可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
可促进组织或器官再生
用于细胞移植治疗
干细胞可促成全新的治疗手段或“药物”，对提高人类的生活质量具有重大意义
“就像孙悟空一样，干细胞本领很强，所以被认为非常有用，可以用于医学和基础研究的很多领域。不过最具有想象空间的，还是再生医学。就是以干细胞为‘种子’，利用其超强的分化、更新和修复能力，培育出新的器官组织等，替换被损伤的、自身病变或衰老的。” 裴端卿说。
长期以来，临床上很多疾病如糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病和癌症等，没有明确的治愈方法，而这些重大疾病的发病率却不断增加，使现有的以药物和手术为主体的医疗手段面临巨大挑战。目前，以干细胞技术为核心的再生医学已成为大势所趋。
最早的干细胞治疗始于骨髓移植。早在20世纪60年代就已经开始了实验性治疗；到70年代，异体骨髓移植已经在治疗血液系统疾病中得到了广泛应用。但是因为配型不易，骨髓资源稀缺，真正能够得到救助的病人还是少数。20世纪80年代，开始出现了自体造血干细胞的移植的研究，虽然其复发率较异体移植要高一点，但不存在配型和骨髓来源问题，所以得到了广泛的应用。自体骨髓造血干细胞移植不仅可以用于治疗白血病，还可以用于淋巴瘤和某些实体瘤的治疗。
“干细胞移植治疗、基于干细胞的药物筛选和疾病发病机制的进一步探讨和研究，将推动再生医学的发展，在临床上形成全新的治疗手段或‘药物’，对治疗现有手段无法根治的疾病、提高人类的生活质量、延长人类寿命具有重大意义。”周琪介绍。
“也许将来可以直接向帕金森病患者的脑中移植干细胞分化来的多巴胺能神经细胞来治愈帕金森病，可以将干细胞经三维重建获得的心脏移植给严重心脏病患者，使其得以延长寿命。”他说。
未来研发有四大趋势
目前真正成熟并能够大规模用于疾病治疗的只有造血干细胞移植技术，其余均处于研究阶段
2006年，日本科学家首次将小鼠成纤维细胞在4个特定的外源基因作用下，使其转变为具有和胚胎干细胞功能类似的多能性干细胞，被称为诱导性多能干细胞(ips细胞)。
“借鉴诱导性多能干细胞的获得方式，在体外或体内将某种成熟不再分化的细胞在外源因子的诱导下，直接转变成所需的功能性细胞。”裴端卿认为，“它不仅能避免使用胚胎或卵母细胞来获得干细胞所带来的伦理问题，还为体外制备病人特异多能干细胞提供了一条较理性化的新途径。这一新途径让人们看到了利用病人自己的多能干细胞来治疗自己疾病的希望。”
周琪进一步解释说：“这一研究成果在干细胞领域具有里程碑式的意义。研究已经证明从人皮肤、尿液、血液等组织中都能分离出细胞，并在一定条件下可以转变为和胚胎干细胞类似的、具有分化成各种细胞能力的ips细胞，这种病人特异的ips细胞可以实现自体细胞或器官移植，具有巨大的医学应用前景。目前，世界少数实验室已宣称申请了将ips细胞应用于视网膜黄斑变性和髓鞘障碍性疾病等病种的临床治疗中。”
对于干细胞技术的未来发展前景，裴端卿表示很难预测。但可以肯定的是，按照现有的发展情况，他认为干细胞技术的研发及应用可能表现出如下趋势：
第一，诱导性多能干细胞(ips)技术仍然是未来干细胞技术发展的重点。由于该方法能理性化改变细胞命运， 进一步优化和创新的空间较大。其中，表观遗传学研究成果将有助于推动这一轮发展。
第二，由于ips细胞存在成瘤的安全隐患，开发出能消除该类隐患的其他技术仍然是未来干细胞技术发展的重点之一，包括直接诱导出组织与器官特异性干细胞，例如神经干细胞的技术等。
第三，动物模型是未来干细胞研究的重 要内容。通过动物模型建立，为再生医学治疗的安全性和有效性提供可靠的依据。以再生能力很强的动物为模型了解再生过程，并探索如何给予特定条件以促进再生，也是未来干细胞研究重要发展方向。
第四，未来与干细胞技术相关的再生医学的发展将需要长期的、大规模的资金投入。预计到2050年，一些可移植细胞、组织和器官有望通过干细胞工程技术产生。
我国的干细胞研究虽然起步较晚，但发展很快，目前已处于国际先进水平。
但专家提醒说，虽然干细胞的应用前景非常美妙，但真正能应用于临床还需要一个过程。
值得注意的是，由于相关法律法规不健全，在巨大的经济效益驱使下，近些年我国出现了多家干细胞治疗中心在没有任何国家认证的情况下，大肆开展干细胞治疗。
“某些未经认证、批准的机构与科技公司合作，鼓吹能利用从未明确研究和报道的干细胞技术，治疗脑瘫、脑梗、肌萎缩性侧索硬化症等十余种疾病类型。这不仅欺骗了许多国内患者，还吸引了不少外国患者专程来中国进行干细胞治疗，在国际上产生了很坏的影响。”周琪说。
他提醒，目前真正成熟并能够大规模用于疾病治疗的只有造血干细胞移植技术，其余均处于研究阶段，希望公众不要上当受骗。同时，针对这种现象，我国已经出台相应的法律、法规来规范干细胞治疗的标准，干细胞治疗的乱象已日渐得到有效的遏制。
[人民网-人民日报]