干细胞、克隆人及其伦理学问题

韩雪娜

日期: 2003-02-20 今日/总浏览: 1/743
8 M5 s5 {2 j8 y; E: i6 v! y8 n) R  c; W; v& M$ ?  k

; A. G( N" g( Q' \5 R& w- r# L) o. ?/ ]: Z  y7 ^* X; `% N
1 n0 G& v7 e% d: p
干细胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体，即这些细胞可以通过细胞分裂维持自身细胞群的大小，同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞，从而构成机体各种复杂的组织器官。目前，通常将干细胞分为全能干细胞（如胚胎干细胞可以分化形成所有的成体组织细胞，甚至发育成为完整的个体）、多能干细胞（具有多向分化的潜能，可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞，如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、皮肤干细胞等）和专能干细胞（维持某一特定组织细胞的自我更新，如肠上皮干细胞）。: m5 t% ~" u" U3 E) i
“干细胞的研究与应用”在《科学》杂志公布的1999年世界十大科技进展中名列榜首；并于2000年再度入选世界十大科技进展。进入新世纪的第一年，干细胞的研究依然是生命科学领域的热点和难点，除在科学和技术领域又取得一些明显进展外，还由于胚胎干细胞来源、人／动物细胞核移植、克隆人等等涉及人类杜会伦理学的问题而引起政府、科学界和公众的高度关注。
: W, V+ Q7 C6 N/ A
) z# G# K4 G. S, R9 O一、干细胞生物学的进展令人鼓舞. J6 N5 E' Y4 k; F- n6 X/ C; v
2001年，人类胚胎干细胞（hES细胞）的研究又获得重大进展。新加坡的学者利用含有Matrigel和Laminin培养基替代鼠胚成纤维细胞滋养层培养人胚胎干细胞，并维持其非分化增殖，从而免除了hES细胞被鼠源性微生物污染的可能。在其诱导分化方面，科学家己成功地诱导hES细胞分化为造血前体细胞及其终末细胞、心肌细胞、神经细胞、胰岛β样细胞、肝细胞等，并进行了相关的动物体内试验，这为许多人类难治性疾病，如自身免疫性疾病、心脏病、糖尿病、帕金森病等的细胞替代治疗带来了希望。此外，科学家还利用基因敲除小鼠发现了诸多参与胚胎早期发育分化的重要功能基因，如OCT-4、VHL、Cseil等。而美国Lexicon遗传公司的研究人员己通过基因敲除改造了一半以上的小鼠基因组，建立了世界上最大的小鼠胚胎干细胞基因文库，用以进行新药的研发。
5 w. @( g% {+ w5 p5 L# L各种组织来源多能干细胞的研究也有较大的进展。间充质干细胞（MSC）的来源更加广泛，除骨髓和脐带血外，还发现成人膝关节滑膜、胎儿、成人及老人的骨骼肌和皮肤的结缔组织内也存在多潜能的MSC。FredaMiller及其研究小组报道了来自小鼠皮肤真皮的皮肤祖细胞（skin-derivedprecursors,SKP）可分化为神经细胞、平滑肌细胞和脂肪细胞，而且从人类的皮肤中也分离得到了相同的SKP。此类多分化潜能的SKP在体外可维持至少一年时间的非分化增殖，其性能与神经干细胞和骨髓间充质干细胞不同，可能代表一种新的、更早期的多能干细胞。在诱导神经干细胞向神经元还是神经胶质细胞分化方面，研究证实PDGF、NT3和BDNF能促进向神经元的分化，而LIF和CNTF则诱导星形胶质细胞的形成，BMP对不同时期的神经前体细胞的诱导方向不一。
# v+ u  W0 F9 R$ _# e' h  t1 t与干细胞增殖分化相关的新基因或已知基因的新功能也不断被发现。CBP／p300、bHLH、SHC、PTEN、DYRK4、IZP6、CENS等基因均被证实与干细胞及胚胎发育密切相关。Wnt信号途径抑制机制也有新的发现，其拮抗剂Dickkopf（Dkk）被证实通过一种新的机制抑制细胞信号传导，这在细胞增殖分化、器宫发育和癌症的发生中具有重要的作用。而最有意思的发现是神经干细胞的发育和神经元也存在“辈分”，就像人的辈分是由在家庭中的出生早晚而确定的一样，许多神经元的特性也是由其产生的先后顺序决定的。Isshiki等人在《细胞》（Cell）杂志上报道了一个使果蝇中的神经元记住他们产生顺序的机制，早产生的神经元形成较深的细胞层，发育出较长的轴突，迟些产生的神经元则增殖形成较表面的细胞层而发育出较短的轴突。产生的先后顺序反映在表达转录因子的不同，早期产生的神经元表达hb基因，中层神经元表达pbm，晚期产生的神经元则表达cas，而在hb和pdm细胞之间的细胞层则表达Kr基因。这种表达模式不管处于什么神经系，它们都几乎不变地在神经母细胞中按照hb、Kr、pdm和cas的顺序表达。
  ?( f! ?% [4 A' y5 |  i! K6 ]! F3 h5 M# y* W+ v5 `
二、胚胎克隆技术的“滥用”令人困扰
3 {# r4 x9 j  Z4 w3 H* l# z4 L干细胞及克隆技术给人类带来的益处早已为人们所公认．其研究和应用也不断传来令人鼓舞的消息。但是克隆技术就如同原子能技术一样，是一把既能造福人类，也可祸害无穷的“双刃剑”。尤其是来自意大利和美国的三位科学家公布了其克隆人的计划后，更是引起各国政府、科学界、宗教界及广大公众的强烈关注。支持者认为“克隆人”技术可使千千万万不孕症患者实现做父母的愿望;能使那些痛失骨肉的亲人重温天伦之乐；能为许许多多不治之症提供新的治疗方案。然而，反对克隆人依然是各国政府和科学界的主流意见，克隆技术的不完善、遗传和发育上的缺陷、对家庭结构和社会伦理体系的冲击等因素成为反对克隆人的主要理由。实际上，无性繁殖是一种低级的生殖方式，一套不变的基因组易发生突变，不成熟的体细胞“重编程”也易发生程序差错和缺失，从而容易出现克隆生物个体的畸形、早衰、早产、流产和死胎等，这将给克隆人及其家庭带来极大的伤害；此外，早期诊断技术尚不成熟，难以在胎儿早期鉴别出各种残疾。由于物种及生物个体的发育机制远未被人类所认识，极少量动物克隆的成功并不意味着人们己掌握了克隆人技术?“多莉羊”是克隆277个绵羊胚胎后惟一的硕果，就目前人类所掌握的技术而言，克隆人的成功率是极低的。8 V* d) g- q2 X& B
与技术上的不成熟相比，人们更担心的是克隆人给伦理道德等社会问题带来的巨大冲击。克隆人的社会地位不确定（父子关系？还是孪生兄弟？）、违背自古以来人类遵循的有性繁殖方式、婴儿像产品一样在实验室里被制造和处理、生命的权利和尊严被人为操纵，以及由此造成的家庭结构和社会伦理的混乱都是人类不得不面对的棘手问题。美国《新闻周刊》在网上发布了一个是否应该禁止克隆人的民意调查，共收到5976份答卷,认为应全面禁止或禁止生殖性克隆的占62%。实际上，全世界目前已有23个国家明令禁止生殖性克隆。例如，美国总统布什于2001年8月9日宣布将允许国立卫生研究院（NIH）有限度地资助胚胎干细胞研究，但仅限于现有的60多个胚胎干细胞系，不得进一步摧毁人类胚胎以获得新的胚胎干细胞；日本综合科学技术会议也制定了胚胎干细胞研究的指导方针，即“关于人类胚胎干细胞的制作与使用，当前仅限于基础性研究，不得把人类胚胎干细胞以及由此而来的细胞用于临床研究、其他医疗和相关领域。由于人类胚胎是生命的萌芽，操作人类胚胎和胚胎干细胞者应诚实而慎重地使用人类胚胎干细胞，以免侵犯人的尊严。人类胚胎干细胞的来源只能是体外授精治疗不孕症过程中产生的多余受精卵，并需得到提供者的知情同意。此外，使用人类胚胎干细胞而获得的研究成果原则上要公开”。( \0 y3 g; d8 b5 V# g+ _2 M
与国际研究和关注的热点有所不同的是，我国的部分科学家和媒体在今年把目光和热情投向了一条不是新闻的新闻，即人体细胞核与动物卵母细胞的核移植。实际上，早在1998年美国一研究所以及后来的ＡＣＴ公司均尝试过利用人的体细胞与牛的卵母细胞结合，并克隆出胚胎细胞，但均遭到政府、科学界和广大民众的强烈反对和抗议。其实，中国是开展异种胚胎克隆和异种细胞间核移植较早的国家，几年前，中国科学院动物研究所、遗传研究所等就已将大熊猫的体细胞核移植到去核的兔卵母细胞中，并获得了大熊猫的胚胎细胞。我们知道，虽然核移植后的胚胎细胞具有绝大部分的供者（人的体细胞）来源遗传物质，但最新的研究已证实，线粒体内遗传物质对细胞的发育、衰老、凋亡等具有重要的调控作用，因此，动物卵母细胞内线粒体的遗传物质和信息对人胚胎发育的影响不能忽视。物种间病源微生物的传播是另一不容忽视的问题，尤其是种间“跳跃”病毒和人类末知的逆转录病毒，由于其可能整合到人类的基因组中，并可能转化为条件性致病因素，因此，人／动物嵌合体应严格限制其临床应用。所以，类似的研究既不具有轰动的“创新性”，也构不成未来治疗性克隆的细胞来源。, }1 S; A0 H) e" M4 S( i% C

7 m+ A* e% p/ K: w% ?1 H三、违背科学的炒作令人担忧( t2 ~, U: [2 @! l
干细胞研究的巨大科学价值、社会效益和经济效益引起全社会的关注本是好事，但近期在国内各种媒体上违背科学的炒作却十分令人担优。一些违背科学或明显夸大的报道也频频见诸于各种媒体，在国内外同行中产生了不良影响。对于一些涉及严重生物安全和社会伦理等方面问题的报道更应充分注意其负面影响，不应一味追求新闻轰动效应，这不仅仅会误导科学与技术的发展方向，引起不必要的混乱，如果在国家级媒体进行报道，更易引起国际社会和科学界的误会，误认为我国政府支持或放任类似的研究，其后果可想而知。其实，真正的科学研究应先在科学刊物上经同行专家审阅后发表，先在媒体以轰动性新闻发表的做法是不宜提倡的。1 i8 J3 c( A* J* K: O! Q. Q7 y
6 n$ h. w7 T: r; W: e6 t+ e
四、未来与策略& ]) Q/ X. f3 E# J& E) I
干细胞的研究与应用几乎涉及了所有的生命科学和生物医药学领域，并将在细胞治疗、组织器官移植、基因治疗、新基因发掘与基因功能分析、发育生物学模型、新药开发与药效、毒性评估等领域产生极其重要的影响。鉴于干细胞研究的重要意义，一方面我国政府与企业应加大投入，强化原始创新，尤其是关注干细胞增殖分化及其调控的分子机制，使干细胞体外诱导和体内治疗更加安全有效，另一方面，应加快我国生物技术的安全性和相关伦理法规与政策的制定，规范我国干细胞技术的研究与应用，对部分敏感性研究与应用应采取相应的限制性策略。例如反对克隆人和生殖性胚胎干细胞克隆，允许部分治疗性克隆的研究，但不应将异种克隆技术用于人类治疗等等。* d+ V7 F; \' G. a
) X, g! X/ _/ z9 P8 S
. T5 q! Z! y) i# z! j
参考文献+ U8 N& X' y3 V6 S& R
1IsshikiT,etal.2001.Drosophilaneuroblastssequentiallyexpresstranscriptionfactorswhichspecifythetemporalidentityoftheirneuronalprogeny.Cell,106:511-521
! M" X! V: O9 R$ j8 h- t% q& m2JeanGToma,etal.2001.Isolationofmultipotentadultstemcellsfromthedermisofmammalianskin.NatureCellBiology,3:778-784/ E! N3 n% ~: D2 M/ W
3KrauseDS,etal.2001.Multi-organ,multi-lineageengraftmentbyasinglebonemarrow-derivedstemcell.Cell,105:369-377" e4 T# Y; R! j
4LumelskyN,etal.2001.Differentionofembryonicstemcellstoinsulin-secretingstructuressimilartopancreaticislets.Science,292:1389-1394
8 x5 V, U! R7 ?/ `  x- J5MaoB,etal.2001.LDL-receptor-relatedprotein6isareceptorforDickkopfproteins.Nature,411:321-325
; T. s0 t' ?  a0 Y. v6XuC,etal.2001.Feeder-freegrowthofundifferentiatedhumanembryonicstemcells.NatBiotechnol,19:971-974/ |3 `: Y+ u0 B. ?' _% {

" v9 w- T7 e2 z8 u0 d, B9 i$ U7 d( J4 C, R( \: f7 k2 ~  V
StemCell,HumanCloneandItsEthicalDebates; \. F2 D* M2 s. L
Stemcellspossessingthecapabilityofself-renewalanddifferentiationintoatleastoneormorematurecelltypeshaveofferedmuchhopebypromisingtogreatlyextendthenumbersandrangeofpatientswhocouldbenefitfromtransplants,andtoprovidecellreplacementtherapytotreatdebilitatingdiseasessuchascardiovasculardiseases,autoimmunediseases,diabetes,osteopororosis,cancer,Alzheimer'sdisease,Parkinson'sdisease,severeburns,spinalcordinjuries,birthdefects,etc.ExcepttheexcitingachievementsintheresearchofEScell,somaticstemcellsandthemolecularcontrolofstemcelldevelopment,theissueofstemcellresearchandhumancloneispoliticallycharged,promptingbiologiststobeginengaginginethicaldebates,andgeneratinginthegencralpublicanunusuallyhighlevelofinterestinthisaspect.. ~9 H  w6 D  \& l8 H) i
$ e, L/ ?# D: H

) c0 s3 n: o6 o' N5 M8 \, b0 g9 D+ ]/ c6 y, V

# a3 m# y+ R7 t$ J- P/ G2 k% p: X# L5 _! p! |
作者: 裴雪涛7 a- }, P6 m3 B( v/ T2 M- |
来源: 《科学发展报告2002》
# ]! x9 D2 t9 H% o: I9 o发布者: 刘斌