北大鄧宏魁教授:干細胞技術將來會引起一場新的醫學革命

分類:新聞 作者:purecell 時間:2017-07-28 閱讀:243

  前言:多年之後,我們準會想起這個燭光搖曳的夜晚:足以影響這個時代的科學家、哲學家、藝術家和知識分子們圍坐在壁爐前,描繪了一幅立足生物科技的發展所帶來的生活圖景。雖然並沒有親眼所見像「冰塊」之於馬孔多那樣具體的偉大發明,但人們已經探聽到實現長生不老的蛛絲馬跡,也窺見上帝之手的掌紋:有一天,人造血液會代替獻血,干細胞的培養將代替器官移植,基因改造則從外表到人體功能展開了一幅廣闊無邊的畫卷……面對無所不能的科技未來,有人表示擔憂,有人歡欣鼓舞。但隨著科技以史無前例般指數倍速的發展所帶來的各種顛覆,每個人則以不同的姿態瞪大眼睛,等待著那一刻的到來。

嘉賓簡介:

       鄧宏魁:北京大學生命科學學院教授,長江特聘教授,美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)分子遺傳學系理學博士。鄧宏魁教授和趙揚博士帶領的研究團隊實現了用小分子化合物誘導體細胞重編程為多潛能幹細胞,這一成果開闢了一條全新的實現體細胞重編程的途徑,給未來應用再生醫學治療重大疾病帶來了新的可能。

人類永生並非沒有可能

        鄧宏魁:干細胞的確是現在整個生命科學的最前沿,而且是未來應用中大家最關注的一個學科。無疑將來會引起一場新的醫學革命。現在我們到醫院去,醫生給你做外科手術,沒有說是做干細胞治療,但是10到20年以後,幾乎對所有疾病來說,干細胞都會成為一種基本的治療技術,它可以幫助我們治癒非常多的重大疾病,以及我們現在解決不了的疾病。

  那麼什麼是干細胞?這個概念是上世紀60年代的科學家提出的。簡單來講,干細胞有一點像「樹幹」——總是可以長出新的葉子,新的枝幹。它是一個生命的源泉,是人體的「種子」。干細胞實際上大家都見過,雞蛋就是干細胞。人體發育的過程,也是從一個細胞開始的,就是受精卵。那麼我們成年人身上有干細胞嗎?有的,干細胞每天都在工作,頭髮不斷的長,指甲在長,這是可以看得到的。每天都有新細胞長出來,新細胞長出來的源泉就是干細胞。

  我們血液裡有八種細胞,很多細胞壽命只有幾個小時,每天有大量細胞死亡和產生。而新細胞的產生都是因為干細胞的存在。

  干細胞有什麼用呢?將來為什麼能夠成為治療所有疾病的根本性的新技術呢?因為干細胞治療涉及幾個方面。一個就是衰老。20世紀最偉大的,到目前為止在生物醫學領域最具革命性的科技突破,應該是上世紀20年代發現了抗生素。這使得人類的平均壽命,從上世紀同期不超過40歲到現在我們的平均壽命翻了一倍。當時人類面臨的主要是各種傳染性疾病,所以上世紀醫學革命中出現的疫苗和抗生素,使我們能夠活到70-80歲。

  同時這也帶來新的問題。本來你買一輛車能開10年就報廢了。現在呢同一輛車要開20年。很多零件會老化的,老化就需要換。人的衰老、損傷和病變也是這樣,人類需要修復、需要換「零件」的時候,干細胞就是一個基本因素。

  現在女士喜歡買化妝品,就是防止皮膚細胞衰老,其實根本上起不到作用。將來干細胞技術出來的話,就不用擔心衰老問題了。包括男士怕掉頭髮,掉牙齒,將來這都能不斷的長出來。干細胞會幫助你修復生長。更進一步說,生下來不好是爹媽給的,結合今天的技術,我會在干細胞基礎上改造,改變遺傳因素,病變因素,衰老因素帶來的變化。就是將來我們能夠用干細胞技術,在體內和體外造出各式各樣組織細胞。再過幾十年,商店不一定賣衣服了,很可能是賣各種型號的器官。換關節,換牙齒或者什麼東西,這在將來可能是一個最基本的。人們會更健康,生活質量會更高,人生會有更大的意義。

  生命科學的終極夢想,就是有一天我們能夠走出生老病死。干細胞在這裡面會起到最根本的因素。1981年英國科學家有了革命性的發現,把一個干細胞打到老鼠身上就會產生一個新的老鼠。那個組織細胞在體外能養30多年,養30多年以後打進去仍然會產生健康的老鼠,這就是干細胞的魅力。

  大家想這種種子細胞能不能做出人來?一直到1998年美國科學家把人的第一個干細胞實現了體外生長,意味著「再生醫學」就開始了。當時帶來了巨大的倫理問題。

  在早期的生命中,取出來一個干細胞,帶來巨大的倫理問題。尤其是在西方。雖然在實驗室看,那只是一個細胞,沒有什麼形態,但西方認為不管這個早期生命才有幾天,它就是一個生命。破壞一個生命,從它裡面提取組織細胞就是破壞倫理。尤其是德國不允許做這個事情,你做這個事情是要進監獄的。在美國,小布什政府表態美國國家經費不支持這個技術,私人經費是可以的支持,但是不允許國家支持的實驗室裡做這件事。當時這樣的倫理爭議也讓科學家有了新的夢想,我們能不能在體外做一個人造干細胞而不是通過破壞生命?

  所以到2006年日本科學家取得了根本性的突破——在體外就能把普通的細胞,通過注入幾個基因,就變成了所謂的「種子細胞」。這是干細胞領域過去50-60年來取得的最大成就。這位科學家獲得了2012年的諾貝爾獎,因為他的工作對於再生醫學起到了絕對的影響。現在全世界成千上萬的醫生都在用這個細胞技術來做治療。日本科學家做到什麼程度呢?用這個細胞分化成RPI細胞治療病變。未來10年內你會陸續聽到,人們可以把軟骨細胞做出來,血液細胞做出來,頭髮細胞做出來,神經細胞做出來,來治療各種疾病。所以在未來10年的每一天大家會很期待,這些細胞都開始進行臨床實驗。未來很多疾病將通過這個找到一個根本性解決方案。

  我特別強調,我們處在一個「革命性」的前沿,巨大的變化就發生在未來的10-20年之間,會有根本性的技術出來。我們現在所謂的「走出生老病死」仍在體現在體外單細胞的程度上。也許有一天,我們也能讓人的個體,走出生老病死。

  湯超:我補充一下,剛才鄧宏魁說日本科學家在2006年通過轉4個基因進入普通細胞,然後讓細胞變成干細胞而拿到諾貝爾獎。鄧宏魁教授幾年前可以不用基因,只需要用少數幾個化合物,就可以讓細胞變成干細胞,這個能力是更大的。

不遠的將來,人類不再需要獻血

  鄧宏魁:在10年前,日本的技術已經可以把一組簡單的基因轉到普通細胞裡面,讓那個細胞變成永生性的細胞(我們把它叫做IPS,即誘導性多能幹細胞),至少是在細胞水平上變成了永生的。現在的技術已經可以做到讓那個細胞在體外可以無窮止的生長出細胞,就成為一種簡單的組織細胞,這個組織細胞可以蓋房子一樣做一個基礎材料。將來在這個技術基礎上,就是想著我們將來人能夠製造出所有的組織細胞,到時候哪裡壞了,不管什麼原因壞,就可以買一個新的換上就可以了,就產生了一種新的可能。那麼在你這種可能下,我覺得對很多人就有意義,比如說脊髓癱瘓的人站不起來了,用這個技術可以幫助他重新站起來,修復這個疾病,但是今天還做不到。

  干細胞既然是種子,也是有不同等級制度的。最高的等級就是一個細胞可以克隆出人。再往下,比如血液干細胞只能造血,那個細胞非常有意義,把那個干細胞做出來以後獻血就不需要了,體外就可以造血。而且這樣的造血干細胞,在未來10年到20年就可以做到。

  你只要等得起,未來20年會有革命性的事情發生,我們在一個突破性的階段,而且干細胞的技術比基因技術更成熟,因為干細胞畢竟第一步技術性突破是在1998年,到現在已經18年左右時間了。任何一個生物技術的成熟,一般都需要20-30年時間,會得到一個成熟週期。現在有一些已經在非常接近應用的階段了。

  觀眾:這種干細胞身體裡也有很多,但是跟普通細胞相比還是很少的?

  鄧宏魁:對,它存在肌體發育過程中,構建肌肉,血液的時候存了一點。就像存款機一樣,因為每天有各式各樣的損傷,一旦損傷就靠這種細胞產生新的細胞來修復你損傷的病變。

  觀眾:就是需要的時候再重新複製。

  鄧宏魁:可以大量複製,產生新的功能細胞,替代這樣衰老病變損傷的細胞。但是因為以前人類沒有活這麼長時間,存的干細胞數量是有限的,自然進化允許你活到40-50歲,你生了下一代基本上干細胞的任務就解決了,現在醫學進步讓人活得比以前長,「存款」不夠用了,所以我們就需要製造更多干細胞出來。

  鄧宏魁:干細胞有兩種應用方式,一種是體外,運用3D打印直接把器官造出來,心臟,或者大器官。這個比血液複製要難得多,是器官複製。

  觀眾:你提到一個「永生」你以什麼概念說它是「永生」?

  鄧宏魁:「永生」是幾個概念,比如說細胞能不能永生,取出來以後再增殖,干細胞為什麼能夠永生?只要是在一定環境下,干細胞在體外養多長時間都可以。

  觀眾:就是細胞不死。

  鄧宏魁:對,在細胞水平上走出生老病死

  觀眾:現在大家講的夢想,都是根據你現在的成功而言嗎?

  鄧宏魁:我講一個例子。日本做的人造軟骨,放在豬身上,可以支撐30公斤的豬,就是人造的器官放到它身上。

  觀眾:這是器官再生,然後按照傳統手術裝進去?

  鄧宏魁:這是一種方式,還有一種方式是不用做手術,不在體外,就是增加體內干細胞。以前說打雞血,就是抱著一隻雞打。以後可能會有這種方法。

  觀眾:我們現在理解了這種機理,就是干細胞注入進體內,也是可以起作用的。

  鄧宏魁:現在有一個應用大家可能不太熟悉,得白血病要做的骨髓移植,其實就是在移植骨髓裡的造血干細胞,這是一個成功的案例。但是未來成功在哪?現在的目標,就是在體外把這種細胞做出來,不需要他人來貢獻骨髓配型了,這才是最根本的解決方法。

  觀眾:哲學家想得是更長遠的,如果這一切全都實現了,我們真的不死了。

  鄧宏魁:走出生老病死的輪迴。

  觀眾:走出去就只能到宇宙裡了,那還能適合人的存在嗎?

  鄧宏魁:那取決於其他學科的發展,穿越星際。

  鄧宏魁:我講一個比較近的例子,日本科學家做的。現在細胞做到什麼水平呢?現在最需要腎臟,肝臟,而且很多人等不到50年。我知道有一個科學家自己有腎臟問題,說現在想在10年內做出來,因為等不了那麼長時間的。怎麼做呢?用豬作為載體,豬裡邊某一個器官來做,現在的技術可以做到什麼水平呢?就是把細胞早期打到小鼠裡面,大鼠的細胞打到小鼠裡,結果小鼠生出來以後,眼睛是大鼠,其它地方還是小鼠。現在就準備把人的細胞打到豬身上,豬的某一個器官就是人,將來養一群豬,這個豬是你的肝臟,那個豬是你的肺臟,需要的時候就拿來用,這也是一個方法,肉還可以吃。

  觀眾:相當於活體儲存。

  科技發展在不斷突破我們的倫理底線

  鄧宏魁:我們為什麼選擇豬做活體儲存?因為豬跟人的體型相近。現在可以做契合動物,這就會產生別的問題。我們看迪士尼裡的怪獸,雜交物種,並非不能生產出來了。所以我們有幾個底線不能做。第一個,在猴子身上做人的東西需要小心。如果這個猴子產生了人的精子,那個猴子產生了人的卵子,那這兩個交配生下來的是什麼?第二個,不准碰神經系統。現在小鼠裡面90%細胞變成人,小鼠腦子裡都是人的細胞,但是這個實驗不能在猴子身上做的,如果猴子裡腦子細胞變成人,說不定就關不住它了。第三個,面部基因不能改造。生殖系統,人面系統,神經系統都不能碰。現在做研究的話,有倫理委員會管我們,哪個允許做,哪個不能做。

  觀眾:這個可能不太管用吧,真的會檢查嗎?你們做了我們怎麼知道呢?我們都是門外漢,這東西你放在我眼前我們都認不出來。因為我覺得這不是一件小事,就是你對這個世界,靠什麼維持你說的「禁區」我們有立法都不見得有人執行呢。

  鄧宏魁:科學家還是一個有自律的,特別是干細胞。我們國際干細胞學會是國際上最權威的,大概幾千名科學家在裡面,我們專門成立了倫理委員會,制訂各國統一公認的標準,很多地方就履行它作為指南,參照。

  觀眾:按照這個指南起訴慣用嗎?

  鄧宏魁:不一定有法律約束,但至少有一個準則。這裡畫一條紅線,什麼東西不允許碰。

  陳嘉映:當這個技術是非常尖端的時候,頂尖的做干細胞的大家都知道,那這個倫理委員會的制度可能差不多。如果這個技術過10年之後變成了很多人都知道、都能操作的,比如原子彈,放在40-50年代的時候,只有最尖端國家和科學家可以做。再過幾十年可能人人都能做,那時候怎麼能夠控制住?在利益驅動下,好奇心驅動下,民族主義的驅動下。


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