胚胎干细胞研究的突破

胚胎干细胞（embryonic stem cells，ES）是在胚胎发育早期——囊胚（受精后约5～7天）中未分化的细胞。囊胚含有约140个细胞，外表是一层扁平细胞，称“滋养层（trophoblast）”，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等。中心的腔称“囊胚腔”，腔内一侧的细胞群称“内细胞群（inner cell mass）”，这是一群具有全部分化能力的细胞，它们在胚胎发育的过程中，可以进一步分裂、分化，发育成个体。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化。每个胚层将分别分化形成人体的各种组织和器官。如外胚层将分化为皮肤、眼睛和神经系统等；中胚层将形成骨骼、血液和肌肉等组织；内胚层将分化为肝、肺和肠等。由于内细胞群可以发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具有全能性。当内细胞群在培养皿中培养时，我们称之为“胚胎干细胞”。

通过研究发现，分离的小鼠胚胎干细胞在体外可以分化成各种细胞，包括神经细胞、造血干细胞和心肌细胞。令人惊奇的是，这些细胞还具有自行发育成某些原始结构的趋势。如在一定的培养条件下，一部分胚胎干细胞会分化为胚状体（与小的跳动的心脏具有惊人的相似之处），而另一些细胞会发育成包含造血干细胞的卵黄囊。形成胚状体和卵黄囊的比例可通过改变培养基而改变，但至今还没有诱导胚胎干细胞发育为纯一的分化细胞群的报道。从理论上讲，小鼠胚胎干细胞具有发育成某一器官的能力，但还没有用干细胞体外培养成器官的报道。不过，如果将小鼠胚胎干细胞移植到重度复合免疫缺损小鼠（SCID，它不会排斥移植的细胞）体内时，胚胎干细胞则能够发育成肌肉、软骨、骨骼、牙齿和毛发。但无论如何，如果直接将分离的小鼠胚胎干细胞植入子宫内，它们不会发育成个体小鼠，因为没有着床必需的滋养层细胞。在这种条件下，胚胎干细胞被认为是多能的（pluripotent），而不是全能的（totipotent）。

尽管如此，如果将胚胎干细胞植入不能发育成个体的四倍体胚胎中，再将该胚胎植入小鼠子宫中，那么可以获得完全是由培养的胚胎干细胞产生的正常个体小鼠。这表明了胚胎干细胞具有难以置信的全能性。研究和利用胚胎干细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。目前许多研究工作都是以小鼠胚胎干细胞为研究对象展开的，如德、美两国医学小组曾成功地向实验鼠体内移植了由胚胎干细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。1998年末，两个研究小组成功地培育出人类胚胎干细胞，保持了胚胎干细胞分化为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类胚胎干细胞治疗各种疾病成为可能。

为医治某一个患者而制造一个胚胎代价过高，因此更为实用和可行的方案是建立稳定的永生化的胚胎干细胞细胞系。最近提出的研究策略主要有三个：（1）应用克隆技术，用人成熟细胞核置换人卵细胞的遗传物质，然后在体外将其培养至胚泡期，分离胚胎干细胞，用于研究和治疗。此时胚胎尚未开始分化，各系统也未开始发育，故不能称之为“人”，因此这一技术与“克隆人”有明显区别。这一策略具有很大的诱惑力，如将正常细胞核置入受体无核卵细胞中，培养和分离胚胎干细胞，再将其体外定向诱导分化为各种特定的功能细胞，用于治疗因这些细胞损伤而引起的多种严重疾病。例如分化为多巴胺神经元治疗帕金森病，分化为胰岛细胞治疗糖尿病，分化为肝细胞和肌细胞治疗肝纤维化和肌萎缩，甚至还可以分化为CD4+细胞治疗艾滋病。目前利用核移植技术获取胚胎干细胞已在羊和小鼠实验中得到验证，但距其应用于人类疾病的治疗还需一段时间。（2）将人类的细胞核置入到其他哺乳动物的无核卵细胞以获取胚胎干细胞。通过对牛、羊、鼠的研究已经证实，克隆的后代看起来都与提供起源细胞核的供核动物的后代相像，而不像供卵者的后代。因此，这一策略可以用来获取胚胎干细胞，并已开始在牛和鼠身上进行实验，如果可行，便可以避免应用人的卵细胞。目前异种核移植尚未得到令人鼓舞的结果。（3）将成人的细胞核植入胚胎干细胞的胞浆内，通过胚胎干细胞的胞浆与供体细胞核的作用，诱导表达胚胎干细胞特异性的基因已有发现，如将成纤维细胞核植入肝细胞的胞浆中，结果可以表达一个肝细胞特异性的基因。但这一技术目前还不成熟。

传统的器官移植手段，因其昂贵的价格成了富人的专利，对于穷人来说则无疑是一种神话。而人体胚胎干细胞的研究成果，将逐步打破这个神话，不仅使得器官移植将像打针吃药一样平常，而且使得器官移植更加安全可靠。

随着干细胞的深入研究，像癌症和心脏病这样令人恐怖的疾病，也将会变得不堪一击。对患有糖尿病、进行性老年性痴呆、严重的心力衰竭或其他疾病的患者来说，如果从其身上任何部位取下一些体细胞，通过核移植技术，将其体细胞的细胞核显微注射至去核的人卵细胞中，这种包含与病人完全相同的遗传物质的杂合卵细胞在体外培养发育成囊胚，若将囊胚植入假孕妇女的子宫中，将会克隆出与提供体细胞的人基因相同的个体，即所谓的“克隆人”。但是如果从获得的囊胚中分离并扩增人胚胎干细胞，并体外诱导它们分化成胰岛细胞、神经元、心肌细胞等，将这些细胞移植至发病部位，则能够修复病人的组织或器官，从而使病人免受病魔的煎熬。由于移植细胞与病人的基因完全相同，不会产生通常器官移植中的免疫排斥反应，修复的组织或器官将良好地履行职责，无需使用免疫抑制剂。也许你会认为这是科幻小说，但这种情景也许在不远的将来（有可能是几年之内）会成为一种常规的治疗方法。

1998年11月，美国威斯康星大学的汤姆生教授和约翰 · 霍普金斯大学的吉尔哈特教授分别在《科学》和《美国科学院论文集》上报道，他们用不同的方法获得了具有无限增殖和全能分化潜力的人胚胎干细胞。这一成就将会给移植治疗、药物发现及筛选、细胞及基因治疗和生物发育的基础研究等带来深远的影响，打开在体外生产所有类型的可供移植治疗的人体细胞、组织乃至器官的大门。在我国，人类胚胎干细胞的研究也有了可喜的进展。重庆妇幼保健院生殖与遗传研究所完成了中国首例囊胚期胚胎培养技术。该技术不仅大大提高了试管婴儿的妊娠成功率，还有效地降低多胞胎发生率。美国哈佛大学医学院正与重庆市妇幼保健院生殖与遗传研究所合作，共同研究胚胎干细胞的分化，这将为克隆人体器官创造条件。

人类胚胎干细胞克隆的伦理之争

尽管人类胚胎干细胞有着巨大的医学应用潜力，但是，由于人胚胎干细胞来自具有发育成一个个体潜力的人胚胎，围绕该研究的伦理道德问题也随之出现。人胚胎干细胞研究的每一项重大突破，都会激发人们的想象力，同时也伴随着许多争议。2000年8月16日，英国政府宣布允许科学家有限制的进行人体胚胎干细胞克隆实验的消息传来，国际医学界为之震动，围绕该研究的伦理道德问题再次摆在世人面前。

反对者认为，从人体胚胎中收集胚胎干细胞是不道德的，因为人的生命没有得到珍重，人的胚胎也是生命的一种形式。许多科学家不无担忧地指出，由于目前的实验多是以动物的卵子与人类的细胞核结合进行的，所以“制造”出来的器官会不会潜伏人类根本无法抵御的可怕病症还不得而知。而且，如果某个头脑发热的科学疯子利用这一相当成熟的技术克隆出人类，甚至半人半动物的怪物来，那么将会给人类社会造成极大的混乱。

考虑到美国法律禁止使用政府资金资助人类胚胎研究，美国国立卫生研究所（NIH）的沃马斯教授曾向主管NIH的政府部门——美国卫生和福利部（DHHS）咨询有关法律意见。DHHS在1998年12月决定：“美国国会关于禁止人胚胎研究的法案不适用于人胚胎干细胞研究，因为按目前的定义胚胎干细胞不等于胚胎”，此外，“由于胚胎干细胞植入子宫后，不具有依靠自身发育成个体人的能力，不能将其视为人类胚胎。”因此，DHHS可以资助来自胚胎的多能干细胞的研究。至于人类胚胎生殖细胞，因为它们来自无活力的胎儿，获得和使用此类细胞符合联邦法律有关胎儿组织研究的规定，因而也可获得DHHS资助。

对DHHS的决定，社会各界反应不一。美国73位著名科学家（其中67位是诺贝尔获获得者）马上联名表示支持，称这一决定是“值得赞赏和高瞻远瞩”的。一项科学研究引起如此众多诺贝尔奖得主的关注，这在人类科学史上是绝无仅有！这也从一个侧面反映人类胚胎干细胞研究的重要性及艰巨性。美国几个颇具影响的学术团体如美国实验生物学会联盟、美国细胞生物学会和美国发育生物学会也都支持有关联邦资金可以资助人类胚胎干细胞研究的决定。民主党参议员汤姆哈 · 金称：“这一决定将为科学发现许多疾病的新疗法铺平道路，政府不应该对医学研究设置禁令。”沃马斯称这项科研工作的前景将灿烂辉煌。不过，他还是提醒研究人员，用联邦资金从事获得新的胚胎干细胞系仍属违法。

但是，某些国会、教会和人权组织人士却反对DHHS有关ES细胞研究的规定。天主教人士道尔福 · 林格指责：“这一规定严重违反目前法律精神，研究者将会利用私人资金摧毁胚胎，而用联邦资金从事胚胎实验。”在1999年2月，70位众议员在一封写给卫生和福利部部长的信中要求废除此项规定，称它“违犯了美国政府严禁资助破坏人胚胎的实验研究的联邦法律条文和精神”。美国生命联盟人权组织主席朱迪 · 布朗抗议使用干细胞，因为它们来自应受美国法律保护的可发育成人的胚胎。国会议员杰 · 迪凯极力反对该规定，甚至要将DHHS告上法庭，他认为目前的法律不允许联邦资金用于胚胎干细胞研究，也不必对此做任何修改。他强调“科学应为人类服务，而不是人为科学服务”。反堕胎活动分子更是要求国会干预和阻挠此类研究。有的人甚至声称，自己在得病后宁愿面对死亡，也不愿因移植人体克隆胚胎而生存。

在广泛听取各方意见的基础上，NIH在NBAC的指导下终于在1999年12月公布了《关于胚胎干细胞研究的指导方针》。NIH在其发布的指导方针中规定：政府将建立一个特别的干细胞检查组，对要求政府资助的申请进行审查，以保证研究工作符合指导方针确认的伦理和法律规范。科学家只能研究从冷冻的胚胎中提取的干细胞，这些胚胎必须是想要孩子的夫妇在进行人工授精后而夭折的生命；不能对胚胎支付报酬，以确保人们不会为牟利而培育专供研究使用的胚胎。2000年8月23日，美国总统克林顿宣布，同意利用联邦资金进行克隆人类胚胎的研究。这是继8月16日英国政府表示支持进行克隆人类早期胚胎后的又一重要决定。

克林顿在宣布这项政策变化时说：“对于能够挽救生命和提高生命质量的这类研究，只要我们按照严格的合乎伦理道德的标准去做，那么我们就不应该回避。美国政府是在对NIH发布的指导方针进行了仔细的审查后做出这个决定的。”实际上，反对者最感到担心的是克隆人的出现，而克隆人的出现将会给未来的社会和伦理道德带来严重的后果。因为无论是从理论上还是从技术上说，既然克隆人类胚胎已经成功，那么克隆人也就不成问题。现在允许克隆人类胚胎，迈出了第一步，就难保没有第二步、第三步。英国《独立报》对32位著名科学家进行了调查，他们多数相信，如果以获取胚胎干细胞为目的的治疗性克隆获得成功，很可能会重新评估禁止克隆人研究的法律规定。

虽然多数被采访的科学家不赞成进行克隆人研究，但他们认为：每一项技术的突破性发展都将导致观念的剧变，高新技术的成果与传统文化之间不可避免地存在着冲突，而伦理道德的标准是随着时代的进步、科技的进步而改变的，伦理不可能永远约束科学的发展，人们对世界的认识是没有止境的。不管人们反对、赞成或顺其自然，克隆人的研究必定会出现。

对此，科学家和伦理工作者、政府都必须作出严肃的考虑和相应的防范措施，伦理学有必要引导人们以理性的态度去对待新出现的生命伦理学问题；生命法学的任务则在于澄清新技术带来的权利和义务的混淆，重塑生命科学的法律坐标，防止生命科技发展可能带来的负面影响。这样，现代医学的发展才能冲破传统文化的阻力，沿着健康的道路不断向前发展。