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幹細胞工程在我們生活中的應用

幹細胞研究因為兩個突破成為生命科學的熱點。壹是首次成功體外培養擴增人類胚胎幹細胞。1998 165438+10月,威斯康星大學的湯姆森在《科學》雜誌上報道了人類胚胎幹細胞體外培養的研究成果。他們解決了早期胚胎對輸卵管環境的依賴,在體外建立了人類胚胎幹細胞系,為利用幹細胞治療疾病提供了細胞來源。但受到兩方面的限制:壹是胚胎幹細胞的來源及其帶來的倫理和法律問題;二是作為同種異體細胞移植引起的免疫排斥問題。其次,發現小鼠肌肉組織幹細胞可以“橫向分化”成血細胞。19965438+2月,美國科學家古德爾等人發現了幹細胞橫向分化的現象。這壹發現在《美國國家科學院院刊》上發表後,立即得到了全世界科學家的證實,發現橫向分化相當普遍。壹旦明確了分化的分子機制,就可以誘導患者自身健康組織的幹細胞分化為病變組織的功能細胞來治療疾病。這既克服了異基因細胞移植的免疫反應,又避免了胚胎細胞的短缺及其倫理和社會問題,為幹細胞研究和應用開辟了更廣闊的空間。

兩項令人矚目的突破壹經公布,立即在生命科學領域引起強烈反響,使得幹細胞研究迅速成為當代生命科學的熱點。世界各國政府也非常重視幹細胞研究,紛紛加大投入,以期搶占幹細胞技術的制高點。

幹細胞技術的應用前景和醫學價值

科學家認為,幹細胞研究具有不可估量的醫學價值。理論上,幹細胞可以用來治療各種人類疾病。科學家發現,來自人類胚胎或骨髓的幹細胞可用於培養不同的人體細胞、組織或器官,有望成為移植器官的新來源。組織器官移植有可能成為攻克心腦血管疾病、癌癥等重大疾病的根本措施。幹細胞及其衍生組織和器官的廣泛臨床應用將引發壹場新的醫學技術革命。

幹細胞技術將對醫學研究和治療技術產生巨大影響。(1)應用幹細胞治療疾病前景廣闊。幹細胞的應用涉及醫學的許多領域。目前,幹細胞生物學已經能夠在體外鑒定、分離、純化、擴增和培養人胚胎幹細胞、原始生殖幹細胞和各種組織幹細胞。用幹細胞治療疾病的想法已經付諸實踐。骨髓、擴增和定向誘導分化的造血細胞和免疫細胞、轉基因基質細胞等造血幹細胞工程產品已進入臨床應用。造血幹細胞移植已成為治療各種惡性腫瘤放化療引起的白血病、造血和免疫系統功能障礙的重要手段。(2)幹細胞為解決組織工程所需細胞帶來希望。組織工程是利用細胞培養技術,在體外人為控制細胞分化、增殖、生長成所需的組織,使其批量生產,用於修復因意外損傷而失去功能的體內組織,滿足臨床康復的需要,並可能為壹些目前尚無根治方法的疾病提供解決方案,如惡性腫瘤、帕金森病、中風等。以幹細胞工程為代表的現代組織工程是壹個迅速發展的新領域。(3)利用幹細胞技術在體外克隆人體器官用於臨床移植治療,將引起傳統治療方法的巨大變革。體外克隆人體器官用於臨床移植是幹細胞研究的壹個重要方向。其目標是將患者的體細胞移植到去核的卵母細胞中,使其經過壹定的處理後發育成囊胚,然後利用囊胚建立胚胎幹細胞,在體外誘導分化為特定的組織或器官,再將這些組織或器官移植到患者體內。從理論上講,利用幹細胞技術將從根本上解決器官移植過程中最棘手的免疫排斥問題,同時也將更好地解決組織器官的來源問題。(4)幹細胞研究將大大改進藥物開發和安全性實驗的方法。多能幹細胞使更多類型的細胞實驗成為可能。新的藥物治療方法可以首先用人類細胞系進行實驗,例如目前的癌細胞系就是為了這個實驗而建立的。雖然這些實驗不能取代在動物和人體上的實驗,但它們會使藥物開發的過程更加有效。胚胎幹細胞在細胞水平上提供了新藥的藥理、療效、毒理和藥物代謝的研究手段,大大減少了藥物實驗所需的動物數量。胚胎幹細胞還可以用於研究人類疾病的發病機制和發展,以尋找持久有效的治療方法。

目前,幹細胞的研究和應用還存在許多問題。北京大學幹細胞研究中心主任李淩松教授表示,用幹細胞技術治療疾病,首先要解決四個問題:壹是幹細胞的來源;第二,如何將幹細胞轉化為患者需要的功能細胞;第三,如何克服免疫排斥;第四,如何誘導幹細胞形成具有壹定解剖結構的器官。因為困難很多,李教授評價說:“理論上,什麽都能做的細胞,目前都做不好。”雖然已經有了壹些利用幹細胞治療疾病的例子,但是幹細胞對那些壞死的器官無能為力。根本問題在於對幹細胞發育分化的調控機制缺乏深入了解。

3幹細胞研究中的社會倫理問題

幹細胞生物學和幹細胞工程的快速發展顯示出巨大的應用潛力。但我們的時代是壹個道德主導的時代,壹個全新的科學領域的發展必然會受到倫理道德等社會因素的影響。幾年前,克隆羊多莉在英國羅斯林研究所出生時,立即掀起了席卷全球的克隆風暴。科學界、宗教界、倫理界、政界都對這壹震驚世界的科學成果感到震驚。人們擔心這種無性生殖技術會被用來克隆人類,他們渴望維護人類的道德尊嚴。1998年,當美國威斯康星大學的科學家在《科學》雜誌上發表他們成功從人類胚胎組織中分離培養出胚胎幹細胞的研究成果時,再次引起了全球範圍內的倫理和法律爭議。胚胎幹細胞在疾病治療中有廣闊的應用前景,但在倫理上必須得到社會的認可。

3?1胚胎幹細胞起源的倫理問題

從65438到0998,美國科學家發表的胚胎幹細胞研究成果立即引起社會強烈關註。他們分離的胚胎幹細胞來自人類胚胎和胎兒組織。根據聯邦對人類胚胎研究的禁令和聯邦對胎兒組織研究的規定,這種胚胎幹細胞來源引起了法律問題,同時也引起了關於尊重人類胚胎和組織是否合適的倫理爭論。目前,人類胚胎幹細胞大約有四種來源。壹種是人工流產後的人類胎兒組織;二是體外受精產生的、治療不孕不育的夫婦不再需要的人類胚胎;第三,用供體配子通過體外受精創造的人類胚胎;第四,通過體細胞核移植技術進行無性繁殖產生的人類胚胎。第四個來源被認為不道德。反對者認為,人類胚胎也是壹種生命形式,從人類胚胎中采集胚胎幹細胞是不道德的,人類的生命沒有得到尊重。在宗教文化色彩濃厚的國家,認為受精是人類的開始,人工流產是殺人,所以禁止墮胎。支持者認為,胚胎幹細胞不是受精卵,因為沒有胚胎組織,它們無法發育成胚胎,這壹點已經在用小鼠進行的實驗研究中得到證實。

胚胎幹細胞研究中倫理和法律的爭論在美國更為激烈。2000年8月,在數十名科學家聯名要求解除胚胎幹細胞研究禁令的情況下,克林頓總統宣布允許政府資助人類胚胎幹細胞研究。美國國立衛生研究院(NIH)也公布了人類多能幹細胞研究指南。文件認為,人類多能幹細胞技術的潛在醫學價值是顯而易見的,並且符合人類倫理標準。2001年2月,在宗教界的壓力下,布什總統宣布停止討論幹細胞研究的提案。8月初,布什宣布有條件同意公共機構進行幹細胞研究。NIH還發布了壹系列倫理準則,所有申請NIH基金的科學家都必須遵守。

3?2.人類胚胎克隆研究中的倫理問題

2001 11 10月,美國先進細胞技術公司宣布,他們首次通過克隆技術培育出了人類胚胎細胞,立即引發了全球反對克隆人的呼聲和立法要求。專家指出,幹細胞研究與人類克隆完全不同,其目的是利用克隆技術獲得用於治療病人的幹細胞,而不是“創造人”。根據是否用於醫療目的、是否有益等倫理原則,人類胚胎的克隆研究已初步分為兩種類型。壹個是“生殖性克隆”,即遭到世人反對的克隆人研究;另壹種是“治療性克隆”,即從克隆胚胎中提取幹細胞,然後培養成適合治療疾病的各種人體器官。專家指出,幹細胞研究不應與人類克隆混淆。幹細胞研究與人類克隆無關。指出“治療性克隆”壹詞易與“生殖性克隆”混淆,應稱為“核移植幹細胞治療技術”

從倫理上講,生殖性克隆明顯違背了自決原則,技術上也不可能解決安全問題,因此在倫理上無法辯護。因為人具有壹系列不同於其他物種的生物、生理、心理和社會特征,並具有在特定環境中形成的特定人格。克隆技術只能克隆基因,不能克隆環境,不能克隆特定的人格。因此,禁止克隆人已經成為全世界的常識。聯合國教科文組織於1997年通過了《禁止人類克隆實驗世界宣言》。

治療性克隆就是克隆組織和器官來有效治療疾病。如果知情同意原則得到遵守,它在倫理上是可以辯護的。胚胎是人的生物生命而不是人的人格生命,它是“生物人”而不是“社會人”,但它有發展成“社會人”的潛力。人類胚胎幹細胞的研究和應用涉及到對受精卵和胚胎的操縱,確實存在這種操縱是否恰當的問題。畢竟胚胎是有壹定價值的,雖然它不具備與“人”同等的價值,所以破壞胚胎並不是“殺人”,但在生命倫理學上並沒有充分的理由不去操縱和破壞胚胎。為了有效地治療疾病是壹個充分的理由,所以治療性克隆應該得到辯護。200110年,英國首次將克隆研究合法化,允許科學家培育克隆胚胎用於幹細胞研究,並將這壹研究定性為“治療性克隆”。現在,新法律允許研究人員通過克隆制造幹細胞,但所有用於研究的胚胎必須在14天後銷毀。

3?3.幹細胞基因治療中的倫理問題

幹細胞基因治療是壹種新的治療方法,為人類許多疾病的治療帶來了希望。它比通常的“基因療法”更有優勢。(1)幹細胞具有自我擴增和分化的功能,因此引入的“外源基因”可以有效擴散;(2)可以在體外操作幹細胞,避免基因插入導致的細胞紊亂;(3)幹細胞作為載體,毒性最小,作為最小的生命單位,是引入組織的最佳形式。但是幹細胞基因治療也帶來了壹些倫理問題。首先,有人反對改變人類基因的構成。人們特別關註哪些性狀被選為轉基因的目標。很少有人對基因治療技術應用於癌癥有什麽異議,但如果用這種技術來改變身高、體重或記憶力,就會引起爭議。其次,擔心生殖細胞遺傳性狀的改變會導致基因載體通過繁殖傳遞給後代。隨著幹細胞基因治療技術的進壹步發展,這些問題相信會得到很好的解決。此外,還提出了壹些與幹細胞研究有關的其他倫理問題。比如將人類胚胎幹細胞植入家畜胚胎制作嵌合體以獲取人體器官進行移植是否道德。

在幹細胞研究的倫理爭論中,中國上海生命科學院的幹細胞研究專家趙國平在壹份科學報告中提出了幾個非常好的界限。他認為:“這些線劃出來之後,作為壹個中國人,在道德上應該是可以接受的。首先是堅持治療性克隆和應用組織。第二是不能把胚胎放在子宮裏,只要不放在子宮裏就不會變成人。我們不做真正的克隆人。三是知情同意。知情同意是指提供卵子的人應該知道並同意。.....第四是對於實驗室和研究人員來說,不是所有人都能做到的。國家必須限制壹些實驗室,有條件有法律的才能做。只要堅持這些條,我覺得我們國家還是應該在這個領域做壹些創造性的工作。”

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