未来的“人体备件工厂”
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据今年1月16日《解放日报》报道,上海市转基因研究中心已经进入治疗性克隆研究这一前沿科学领域,并且取得了重要进展。他们预言:二十一世纪,人类将能运用治疗性克隆技术使人更加健康长寿;用不了十年,治疗性克隆人造器官将有望成为现实。
随着医学的发展,人类早已掌握了器官移植技术——把健全的器官移植到病上身上,用来代替其原来的病损器官。移植器官的来源,不外乎两种:异种(利用动物器官)移植和同种异体(利用别人器官)。
显然,无论采用哪种,都存在着明显的不足。一是病人机体出现的排异反应,会导致移植的器官无法存活;二是器官来源无法满足实际需要。据纽约市立大学的贺来通雄教授调查,仅在美国,每年就有10万人死于器官衰竭或组织缺损。如果有足够的器官可供移植,相当多的人便可以存活下来。
治疗性克隆研究的目的正在于解决这一问题。它的构想是把胚胎干细胞体外培养技术和体细胞克隆技术相结合,用病人自己的体细胞“制造”出他所需要的器官,再移植回他本人体内。
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1998年11月5日,英国路透社发出一条电讯,说美国麦迪逊威斯康辛大学动物学家詹姆斯·汤姆森博士领导的研究小组经过17年的努力,终于培育出一种叫做人类胚胎干细胞(也叫多能干细胞)的独特细胞。它能够发育成长为任何类型的细胞,并在此基础上人工制造出可供移植的人体组织和器官。
胚胎干细胞是人体所有器官赖以生长的“细胞之母”。人体胚胎学告诉我们,当精子和卵子在输卵管里结合,便形成一个新的单细胞——受精卵(或叫合子)。接着,受精卵一边向子宫移动,一边分裂繁殖。在几天时间里,经过多次分裂,它会变成由数十个至数百个细胞组成的桑椹状实心细胞团,即桑椹胚。这时,细胞尚没有明显的“专业分工”,一直要到桑椹胚的内细胞群形成胚胎后,细胞才出现分化。胚胎干细胞便是科学家利用人工流产留下的,或志愿者捐献的。
胚胎干细胞有两个特点。首先,如上所说,由于它尚未分化,因此它可以发育成任何类型的细胞。等到细胞一旦分化,获得自己的特定功能如肝细胞、皮肤细胞、脑细胞等,就失去这种“万能”功能,只能“从一而终”了。
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其次,一般细胞,在分裂到50次左右便死亡了。胚胎干细胞则不同,它在实验室里可无限分裂下去,永不衰亡,因此它有“永生的细胞”之称。
根据胚胎干细胞的上述特点,科学家结合体细胞克隆技术进行了治疗性克隆研究:用人工方法把病人的体细胞转移到已剔去DNA的“空壳”卵细胞里,经过一定的处理让卵细胞发育成桑椹胚,再从中分离出胚胎干细胞放在实验室器皿里培育。胚胎干细胞繁殖速度极快,一个干细胞分裂20多次后可以得到大约100万个细胞
为诱使干细胞分化成人类需要的特定组织或器官(如骨骼、脑、心脏等),科学家已经研制出一种“生物反应器”。“生物反应器”的成分为高分子化合物,可按需要呈现人体器官的不同形状。把胚胎干细胞放入生物反应器,一起浸泡在营养液里,于是干细胞就会在其中迅速分裂繁殖,并按人的预想形状不断生长。最后,高分子化合物自行溶解,就只留下一个人体器官,就可以用于移植了。
很明显,用这种方法克隆出来的组织器官,因细胞中的遗传物质DNA与病人自身的DNA几乎完全一致,移植后就不会出现排异反应问题了。而且,胚胎干细胞可以无限分裂的特性又为病人组织器官修复提供了足够多的材料。所以,科学家又把治疗性克隆人器官叫做“再生医学”,或者风趣地叫它“人体备件工厂”。
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目前,“人体备件工厂”里的产品只有不多的几种,包括多层皮肤、软骨、血液等。尤其是皮肤,有的国家已投入试用:为烧伤患者和皮肤溃烂的糖尿病患者解脱痛苦。美国诺贝尔奖金获得者,化学家、生物学家沃尔特·吉尔伯特预计,再用十年时间,人们即可以培育出肝、肾、乳腺和心脏,用不了五十年,将克隆出人体全部器官。到了那个时候,“人体备件工厂”就可以做到“有求必应”了。
然而,治疗性克隆研究也面临着生物伦理学方面的难题:“人体备件工厂”会不会导致高价出售人体胚胎会不会有人暗中克隆人体,并割下他们的器官牟利在流产胎儿身上做干细胞试验是否合法此外,治疗性克隆技术涉及人类体细胞转移和人类胚胎干细胞的增扩,稍有失误,便会给人类社会造成难以挽回的危害。
因此,目前世界各国正在对这一问题开展积极的讨论,希望能通过制订合理的管理规则,使治疗性克隆研究朝着正确的方向健康发展。
(图 / 尔坚), 百拇医药(华振鹤)