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编号:10503785
人胚胎干细胞研究的重大突破及其伦理学问题
http://www.100md.com 《医学与哲学》 2000年第6期
     作者:谢蜀生

    单位:北京医科大学 免疫学系,北京 100083

    关键词:

    医学与哲学000609分类号:Q953;R-052 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2000)06-0025-03

    DNA双螺旋结构的发现者之一,佛朗西斯.克里克(Francis Crick)认为,从1953年DNA双螺旋结构的揭示到1966年6月冷泉港年会宣布DNA三联密码的破译,标志着分子生物学的基本理论框架已经确立,之后的工作只是做一些“细节上的补充”,以及对DNA这个“金螺旋”(Gold helix)的应用研究。目前很热点的“人类基因组计划”就是这种实际应用的新高峰。科学家们普遍认为,现代生命科学中,剩下需要解决的基础理论问题主要是:(1)生命的起源;(2)意识的产生;(3)生物个体发育的调控,也即单个受精卵是如何精确的分化为各种在形态和功能上都完全不同的细胞、组织和器官,并最终发育成一个完整的生物体的。在过去的一个世纪中,关于生命起源的研究还没有获得什么令人鼓舞的成果;对人类意识的真正研究也还刚刚开始。对这两个问题的研究,也许还要经历好几代人的努力才会有所突破,用克里克的话来讲,就是它“足以让我们忙到至少是我们的孙子的时代”。对人体个体发育的研究进展则出人意料的快得多,它在上世纪末已经看到了希望和曙光。
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    1 人胚胎干细胞研究的重大突破

    1998年11月6日,美国《科学》(Science)杂志发表了一篇题为《从人囊胚获得的胚胎干细胞系》的研究论文,引起了科学界的强烈反响。囊胚是受精卵在分裂的早期,尚未植入子宫之前形成的一个球囊状结构,大约有140个左右的细胞组成。囊胚的“外壳”为单层细胞组成的“滋养层”,与以后囊胚植入子宫及胎盘的形成有关;囊胚内部的一端,有一个“内细胞群”,是一群在功能上具有全能分化功能的细胞。它们在胚胎发育过程中,可以进一步分化为内胚层、中胚层和外胚层,并最终分化为不同的组织器官,成为一个完整的生物体。如果在囊胚阶段,将这种内细胞群取出,在体外进行培养,就称为胚胎干细胞(ES细胞)。小鼠的ES细胞的研究表明,它们在体外可以在一些生长因子的诱导下分化,发育成为不同的细胞和组织,经过处理,可以在小鼠子宫内发育成一个完整的小鼠。很显然,如果可以获得人的ES细胞,就可以通过改变体外培养条件(如生长因子的成分和含量)来探索ES细胞向不同组织细胞分化的规律,对揭开人体的个体发生之谜,具有极其重要的理论意义;此外,如果能够获得源源不断的供应的人ES细胞,就可以在体外诱导产生不同的组织细胞,甚至器官,供临床移植用,因而在临床实践上也具有广阔的应用前景。
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    但是对人胚胎的任何研究在不同制度和不同文化背景的国家都是被禁止的。从70年代起,美国国会就制定了一系列禁止对人胚胎的研究,对人胚胎干细胞的研究当然也在被禁止之列,因此用美国联邦政府的资金进行人的胚胎干细胞研究被视为非法的,但是在美国,法令并不禁止私人资金资助的人胚胎干细胞研究。长期以来,在美国主要由加州的吉隆(Geron)生物技术公司资助人胚胎干细胞的研究。它的资助对象是三个实力强大的研究小组,他们是威斯康星大学的汤姆森(Thomson)小组;约翰霍普金斯大学的吉尔哈特(Gearhart)小组;和加州大学旧金山分校(UCSF)的彼得逊(Pederson)小组。汤姆森研究小组的这篇论文,就是在这样的背景下完成的。论文报告他们用人工授精获得的14个囊胚中,建立了5株人ES细胞系。这些ES细胞系具有以下特点:(1)它们在小鼠纤维母细胞“喂养层”上培养,在某些“抑制因子”的作用下,可以持续地保持未分化状态。将它们注入免疫功能严重缺损的scid小鼠,可以分化为三个胚层,并最终能形成人的肌肉、神经、骨及肠上皮组织,说明这些人ES细胞在功能上是全能性的(Totipotent);(2)汤姆森这项研究最重要的突破是,他们可以使胚胎干细胞不但能在体外持续扩增,并且可以永生化(immortal)地保持不分化状态。因此这些人ES细胞系在生物医学上的巨大价值是显而易见的:第一,它为探索人体发育的规律提供了一个独特的研究系统,在发育生物学的基础研究上具有重要意义;第二,由于它可以无限扩增,从而为人的ES细胞提供了不断的来源,各个研究室都可以因此受惠。科学家们利用核转移技术及诱导分化技术,通过体外培养而获得带有不同受者组织相容性抗原(HLA)的各种细胞、组织和器官,它们移植给不同的病人不会发生移植排斥。此外,这些人ES细胞系在医学上的应用还具有广阔的想象空间,如把这些ES细胞注入家养动物的胚胎内,让其发育成为一个带有人器官的人——动物嵌合体(chimera)以取其人器官部分供临床器官移植用等等。因此汤姆森等人的工作一公布,立即被认为是人胚胎研究中的一项重大突破,是一个具有“里程碑式的革命”。几乎与此同时,霍普金斯大学的吉尔特小组也宣布,他们用流产胎儿的生殖干细胞(Germ stem cell)也获得了具有永生化能力的全能胚胎干细胞系(GS)。在20世纪的最后一年,胚胎干细胞的研究成了科学界最热门的话题之一,1999年,仅在美国《科学》杂志就发表了10多篇有关人胚胎干细胞研究的评论和综述,并于1999年底把此项研究评选为本年度科学研究最重要的突破。(breakthrough of year)人们是带着兴奋、激动和忧虑的心情与人胚胎干细胞一起,进入新的千年的。
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    2 有关伦理与法律问题的争论

    人胚胎干细胞研究的重大突破,打开了生命科学领域中的又一个潘朵拉魔盒。作为美国科学进步促进会(AAAS)的官方杂志,《科学》已经明确的预感到汤姆森等人的研究论文一经发表,一定会引发一场有关这项研究合法性的争论。因此在发表此文的同时,专门配发了一篇编辑部文章,题为“发表有争议的研究”。文章在简要地介绍了汤姆森小组的工作后,自问自答道:“我们发表这篇文章有什么害处吗?杂志难道应当凭藉一些不确定的道德规范来限制自己的行动吗?《科学》对这些问题的回答是:“不”。并旗帜鲜明地表示:“我们只发表那些通过同行评议的、带有确定结果的论文,而不能屈从于赫尔辛基条约中有关人权的协议,以及其他什么安全保护法。”因为“限制发表这类道德上有争议的研究论文,并不符合公众的最大利益。”

    汤姆森小组的论文发表不到一个月,1998年12月2日美国国会就召开了听证会,对联邦资金是否应当资助人胚胎干细胞的研究进行了讨论,在听证会上吉尔哈特出示了他们的GS细胞在体外被诱导分化为神经细胞(Neurons)的照片,并指出,在未来的10~20年内,就可以用这些培养获得的健康神经细胞治疗帕金森氏这类神经系统疾病。参加听证会的参议院“健康与人类职务拨款委员会”的主席斯佩克特(Specter)承认,人ES细胞的研究,“具有巨大的实践应用性”,但是他认为,要正式通过用政府的资金资助人ES细胞的研究“将会有许多争论”,因此“我不认为有对此做出匆忙决定的可能。”美国国立卫生研究院(NIH)院长法莫斯(Varmus)支持对人ES细胞的研究,但同时也谨慎地表示:“目前动用政府基金资助人ES细胞的研究还不适宜”,但对汤姆森等已建立的ES细胞系进行的后续研究,应当可以获得政府资金的资助。与此同时,法莫斯要求NIH的“健康与人类服务部”(DHHS)评估人ES细胞研究的法律问题。DHHS的结论很快就出来了,他们经过全面认真地研究后认为,人ES细胞的研究与国会关于禁止对人胚胎的研究并不矛盾。因为ES细胞本身是细胞,而不是胚胎。由于缺乏滋养层,因此ES细胞本身并没有形成完整人体的能力。至于GS细胞,由于是取自流产的死胎儿,因此只能属于人胚胎组织的研究,而对死亡了的人胚胎组织的研究是不在禁止之列的。对DHHS的结论,社会反映不一。根据“纽约时报”1999年1月20日发表的调查报告,有73个科学家(其中67个为诺贝尔奖获得者)都支持DHHS的观点;一些科学团体,如美国生殖医学会、细胞生物学会、发育生物学会等都对DHHS的结论表示欢迎。但反对的态度也同样强烈,1999年2月16日,70个众议员联名要求废除DHHS的调查结论,表示不能允许用政府基金从事任何人ES细胞的研究。另外,美国人权委员会生物组的负责人布朗也表示,人ES细胞是“潜在的人”,应当受到保护。至于用已获得的人ES细胞系进行研究,则被认为是“用私人的钱来摧毁胚胎,而用政府的钱来进行后续的研究”。因而是虚伪的。面对这种情况,美国总统克林顿也责令美国国家生物技术顾问委员会(NSAC),要以1997年对克隆人的调查标准,对人ES细胞研究的道德、法律和医学问题进行全面的调查和评估。1999年9月13日,NBAC的调查也完成了,它在给克林顿总统的一份报告中,建议取消原国会对人胚胎研究的某些禁令,并认为在“适当的情况下”用尸体胚胎组织和用体外受精的方法获得的ES细胞系进行的研究应该获准联邦资金的资助。1999年9月24日,美国NSAC的主席,普林斯顿大学校长夏皮隆(Thapiro)以《科学》杂志编辑部的名义写了一篇题为“道德的二难境地与干细胞研究”的署名文章,对NSAC给总统的报告作了解释,对人ES细胞的研究作了若干限定并建议成立一个专门委员会,来最终确定对人ES细胞的研究资助与否。1999年12月10日美国《科学》杂志正式发表了由NIH制定的用联邦资金对人胚胎干细胞进行研究的范围。它包括:允许用汤姆森实验室已建立的胚胎干细胞株进行后续研究;允许用流产胎儿建立新的生殖干细胞系(GS)并对它们进行研究。禁止用人工授精获得的囊胚建立新的胚胎干细胞(GS);禁止用这些干细胞(ES或GS)制造人胚胎;禁止用这些人干细胞与动物胚胎结合产生嵌合生物;禁止用这些干细胞进行生殖克隆等。这个建议还必需经过国会的批准,虽然可能还会有一些争论,但是看来“有限制地”批准进行人胚胎干细胞的研究是没有什么问题的了。
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    3 结语

    也许是经历过1997年那场“克隆风暴”,人们对生命研究禁区的冲击已经有了承受力。因此尽管上层对此争论沸沸扬扬,但公众的反映并不强烈。实际上这场争论的本质问题并不是能不能进行人ES细胞研究,而是由谁来进行资助研究的问题。美国国会禁止人胚胎研究的一系列法令,只是禁止用联邦资金进行人胚胎研究,而并不禁止非政府的资金进行这方面研究的投资,因而并不会影响美国在这个重要研究领域的始终领先地位,而美国政府则不必为此承担任何伦理上的责任。而那些以法律的形式出现的禁令,一旦需要随时都可以被“修正”或“废除”。实际上,由吉隆公司资助的人胚胎干细胞研究已进行多年,为什么汤姆森等人的工作发表后,就突然热闹起来了呢?这显然是因为胚胎干细胞的研究已取得了突破性的进展,已是政府应该介入的时候了。法莫斯院长的一番忧虑,无意中道出了真情,他说,对人ES细胞这样重大的研究领域,如果只允许生物技术公司作风险投资进行研究,就有可能(对国家的利益)造成真正的损害。因为这些公司可以不顾政府的评估和监督而自行其是,这就有可能在结果未得到充分肯定的情况下,将研究成果以产品的形式推向市场。据《科学》杂志报道,就在汤姆森研究论文发表的当日,吉隆公司的股票价格就狂升了近6倍。市场对高技术的前景的反应确实是非常敏感的。
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    我国在动物胚胎研究方面具有优势,在动物克隆技术方面已取得了重要进展,在体外受精、试管婴儿等研究领域也有一席之地。但是独自开辟新领域并取得开创性成果的研究则很少。在新世纪里,突破思维的禁区,大胆进行创新性的研究,我国科学研究的创新工程一定会取得令人瞩目的进展。

    作者简介:谢蜀生(1944~),男,北京医科大学免疫学系教授,博士生导师。

    参考文献:

    [1] THOMAS J A.Embryonic stem cell lines derived from human blastocytes[J].Science,1998,282:1 145.

    [2] MILLER L J.Publishing controversial research[J].Science,1998,282:1 045.
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    [3] GEARHART J.New potential for human embryonic stem cell[J].Science,1998,282:1 061.

    [4] MARSHALL E.A versatile cell line raises scientific hope,legal questions[J].Science,1998,282:1 962.

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    [6] MARSHALL E.Ruling may free NIH to fund stem cell studies[J].Science,1999,283:465.
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    收稿日期:2000-01-24, 百拇医药