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韩忠朝:让干细胞技术点亮生命的曙光

出处:web 2011年12月26日作者:web责任编辑:yousi点击:4857

韩忠朝

细胞是构成人体组织器官的基本单位,人体大约由200多种类型的60万亿个细胞构成。在人的一生中,身体内各种细胞需要不断地更新,而这些新陈代谢的任务就是由一类特殊的细胞——干细胞来完成。

揭秘干细胞

干细胞的“干”译自英文stem,有“树干”和“根源”之意。人体在发育过程中产生并保存了一些处于未分化或低分化状态的“干细胞”,它们陪伴我们终生并不断地更新人体的各种组织。

干细胞保存自己的方法就是进行“不对称分裂”,即在分裂时,一个子细胞仍然是干细胞,另一个细胞则分化成替补细胞;在需要的时候,干细胞也可以进行“对称分裂”,形成两个干细胞。干细胞以这两种分裂方式在不断生成替补细胞的同时,也使自己的数量保持稳步递减,如果我们能够额外补充自己的干细胞,理论上讲就可以延年益寿。

早期未分化的胚胎细胞叫做胚胎干细胞,胎儿组织中的干细胞叫胎体干细胞,胎盘脐带中的干细胞为出生期干细胞,而出生后留存体内的干细胞叫做成体干细胞。这几种干细胞也是目前获取人体干细胞的主要来源。

获得胚胎干细胞最适当的时机是在受精后5到7天的囊胚期,因为这时细胞外面的包层将发育成胎盘,里面的一团细胞还没有分化。将这些细胞取出后放在适当的培养环境中,就可以生成胚胎干细胞的细胞系。但最新的研究表明,胚胎干细胞在体外长期培养中容易发生基因变异,有致瘤的可能,所以胚胎干细胞理论研究很有价值,但离临床应用还有一定的距离。

发育10个星期以上的胎儿已经开始发育出各种组织,里面含有大量的组织特异性干细胞,这些胎儿干细胞能够形成与所在组织有关的细胞,是研究组织形成过程的好材料,培养条件也比胚胎干细胞容易。

新生儿出生时,胎盘、脐带组织和脐带里含有大量的造血干细胞。由于这些干细胞是在人体发育的早期形成,组织特异性抗原的表达程度还比较低,因而可以比较容易地应用在其他人身上。经过诱导,这些干细胞还可以发育成其他系统的细胞,实用性很强,因而成为继骨髓干细胞之后临床广为应用的干细胞。

成人干细胞最容易取得和应用最广的就是骨髓干细胞,其中包括造血干细胞和间质干细胞。前者分化出所有类型的血细胞,后者可以产生骨、软骨和脂肪细胞。其他组织也可提取到干细胞,如皮肤、小肠、大脑、眼睛、胰脏、肝脏、脂肪、肌肉、羊水、月经血、乳汁等,但目前这方面仍处于研究阶段。

临床应用前景可期

异常的干细胞本身是疾病之源,比如地中海贫血等遗传性血液病,它就是由于造血干细胞基因变异,造成分化形成的红细胞不能有效地输送氧气;癌症细胞无节制地大量增殖,原因也在于干细胞阶段发生了突变。

干细胞有生成身体内所有类型的细胞的能力,当前世界上许多国家都投入大量经费研究干细胞。科学家们已经开始利用患者自身的干细胞长出新的组织,比如长出皮肤用于大面积烧伤患者,长出新的血管神经来代替已经损坏的血管神经。并且尝试在体外长出骨、软骨、气管,甚至完整的器官,如心脏、肝脏、肾脏等。

储存临床用干细胞的技术平台被称为干细胞库或干细胞药房,据美国干细胞专家戴维·沃伯顿预测,20年后干细胞药房将遍地开花。实际上,自1992年美国纽约建立第一个脐血库后,全世界已建上百个脐血库,我国至今已有近10个脐血库。我们中心及合作企业相继在世界上首创脐带间充质干细胞库、胎盘亚全能干细胞库、胎盘造血干细胞库。

另外,还有胚胎干细胞库、脂肪干细胞库、宫内膜干细胞库等不断出现,这些技术平台的建设和发展促进了我国的干细胞再生医学研究。

强调负责任的治疗

在干细胞的临床应用上,造血干细胞移植已经临床使用了半个多世纪,治愈了数以万计的白血病患者,技术日渐成熟,而其他领域目前在全球范围内仍处于实验性治疗和临床试验阶段,包括有效性和安全性在内的很多问题依然有待进一步研究。然而,如果打开搜索网站,输入“干细胞治疗”,得到的搜索结果大约有数百万条,让人眼花缭乱。

从理论上说,干细胞确实可用于许多种疾病的治疗,不过,真正达到临床治疗的并不多。临床治疗与实验性治疗和临床试验是有区别的。临床治疗是一种由医学共同体公认的安全、有效的办法。实验性治疗是指对一些经公认的医疗技术治疗后无效的疾病患者采用有科学依据的探索性治疗。而临床试验的目的是为了获取一些尚不知道的普遍化的知识,是有风险的,并且试验过程需要一定的科研设计。

科学界强调负责的干细胞临床应用,应重点对干细胞来源、干细胞制品质量和医学伦理这三个方面负责。

第一,控制干细胞来源。这是保障干细胞疗法安全的第一步。可来自本身,也可来自别人的捐赠。无论哪种来源,采集时均应有知情同意书,对捐赠者须经严格的健康筛选。

第二,控制干细胞产品质量:从“来源控制”起,用于临床的干细胞制品的每一制造步骤和最终产品都要检测分析。细胞产品的质量应符合国内外通用或公认的技术标准。

第三,严格医学伦理审查:伦理审查应遵循:不伤害原则、知情同意原则、对病人有利原则、尊重原则、捐献自愿无偿的原则。应设立干细胞疗法伦理委员会,对医疗科室、干细胞来源及捐赠手续、干细胞制品质量、用于具体疾病指征的科学依据、干细胞疗法潜在毒性的评估、临床试验方案的合理性等环节进行审查。

(作者系国家干细胞工程技术研究中心主任)
 

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