2005年生物医学成果漫谈

发布时间：06年03月25日

张田勘

生物医学既是当代科学领域的领头羊之一，又是直接造福人类、推动社会进步的重要力量。回顾去年的生物医学成就，可圈可点甚多。

克隆与干细胞：在争执中前行

并非所有国家都是支持干细胞研究的。在2005年2月召开的第59届联合国法律委员会会议上，要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人只有71票赞成，反对（35票）和弃权（43）票相加多于支持票。尽管有相当多的国家反对有违人类尊严的任何形式的克隆人的干细胞研究，但是干细胞研究（大多数干细胞必须从胚胎而来）对挽救人类生命和增进人类健康有着广阔前景和巨大潜力。

正是在这一理念的支撑下，许多国家的研究人员瞄准了这一目标。而韩国科学家黄禹锡（Hwang Woo-suk）在干细胞研究领域表面上引领风骚，实际上却上演了科学史上一出最大的丑闻。去年5月20日，黄禹锡在《科学》杂志发表了一项重要成果——克隆出与病人基因相符的胚胎干细胞，有可能用于治疗人类的多种病症，如老年性痴呆、帕金森氏病、癌症、脊柱损伤、糖尿病等。

随后，黄禹锡等人于8月3日在《自然》杂志上报道，克隆出世界上第一条克隆狗“史奴比”。如同克隆出人类胚胎干细胞一样谨慎，黄禹锡声称：克隆是为了弄清疾病原理以治疗人类的疾病，因为狗的胚胎生长与人有许多相似的地方。

然而，谁也没有想到黄禹锡的研究会成为2005年最大的科学造假事件。随着调查的深入，黄禹锡全面造假的结论已有定论。除了克隆狗“史奴比”外，黄禹锡发表在《科学》杂志上的11个与病人体细胞基因相配的干细胞系全部是造假。为此，《科学》杂志撤销了黄禹锡5月20日这一期上的文章。

2005年6月，英国谢菲尔德大学干细胞生物中心称，他们首次利用胚胎干细胞培育出原始生殖细胞。尽管现在还没有将人类胚胎干细胞培育成精子或卵子，但这一成果表明，人类有望利用干细胞制造出精子或卵子，由此可以治疗不孕症，同时对于治疗性克隆技术的发展具有重要意义。

2005年9月，法国巴斯德研究所遗传分子生长研究组的迪迪 · 埃 · 蒙特拉斯等人在《科学》杂志上报道，他们从成年鼠身上提取自然状态的肌肉干细胞，然后再对其加以“净化”，这种经改进技术后提取的肌肉干细胞的功能大有长进。在原先的实验中，需要培育100万个此类细胞才能用于促进肌肉纤维增长，改进技术后只需要移植2万个细胞就可以达到同等效果。

基因研究的新突破

长久以来，人类一直想了解自己与近亲黑猩猩有多大区别，如今基因组对比研究揭开了这个奥秘。黑猩猩与人类基因相似程度达到96%，而且人类只比黑猩猩多50个特殊基因。这项研究是由美国、以色列、德国、意大利和西班牙的67名科学家组成的国际黑猩猩基因测序与分析联盟完成的。他们初步完成了黑猩猩基因组序列草图与人类基因组序列的比较工作。

用作测序研究的黑猩猩Clint

2005年9月2日出版的《自然》和《科学》杂志都以这项重大的研究成果作为封面文章。总体上讲，黑猩猩和人类基因组的DNA序列相似性达到99%，但排除DNA序列插入或删除，两者的相似性实际可达96%。另外，人类与黑猩猩是如此地亲近，以致人类与黑猩猩有29%的共同基因编码生成同样的蛋白质，而且两者都拥有一些变异很快的基因，如涉及听觉、神经信号传导、精子生成、细胞内离子传输的基因。另外，人类与黑猩猩还共同拥有一些易于引起病变的基因。当然，人类与黑猩猩的差异也是显著的，否则就不会在进化的道路上产生人猿相揖别。

2005年，国际人类基因组研究完成了部分人类基因组单体型图谱（HapMap），《自然》杂志2005年10月28日报道，人类基因组单体型图谱取得了阶段性成果（描绘人类基因多样性图谱的工作之一），这种基因图谱为研发针对不同基因类型的标靶药物，以治疗不同人群的疾病而奠定了基础。在人类中任何两个人的DNA序列有99. 9%是相似的，剩下的极其微小的基因差异则造成了每个个体的特征性差别，如眼睛的颜色和对疾病的敏感性等。而这些基因的差异又是由遗传密码上的单个碱基的改变所形成的，也称为单核苷酸多态性（SNPs）。人类基因组约有30亿对碱基，其中大约有1000万个位点被认为是SNP通常出现的地方。人类基因组单体型图谱就是要描绘这些SNP位点。

2005年11月，美国罗格斯大学的格莱博 · 苏米亚茨基在《细胞》杂志发表文章称，他们发现了一种称为胞浆磷蛋白的恐惧基因，这种基因控制着大脑中一个与恐惧反应有关的区域的蛋白质分泌。如果这种基因缺失，哺乳动物和人就不会感到恐惧。这种基因的发现有助于理解和治疗恐惧、焦虑、抑郁、精神创伤综合征（PTSD）、边缘型人格障碍症，甚至精神分裂症。

与此同时，瑞典于默奥大学研究人员发现，DNA端粒的长度与人的寿命长短休戚相关。人的寿命长短是由父亲的基因所决定，父亲DNA上的端粒越长，后代寿命就越长。尔后，美国科尔德斯普林实验室的研究人员也发现了与衰老相关的基因，通过抑制实验鼠体内的P63基因后，其寿命比正常鼠缩短了23%。P63与抑癌基因P53类似，如果人体的P53基因被抑制，人就会患肿瘤。研究人员认为人体内也存在类似的P63基因，该基因对人类皮肤系统的健康至关重要。

防治艾滋：在泥泞中跋涉

联合国艾滋病规划署在2005年11月公布了全球艾滋病最新报告：2005年全世界新增艾滋病病毒（HIV）感染者500万人，感染总人数已达4030万人，同时全球有310万人死于艾滋病。在新增的感染者里，年龄在15到24岁的人超过一半。

中国卫生部称，到2005年9月底全国艾滋病病毒感染者135630例，其中艾滋病患者31143例，累计死亡7773例。问题的严重性正如联合国艾滋病规划署执行干事彼得 · 皮奥所言，2005年是自艾滋病发现以来感染病毒人数最多的一年，新增的感染者比2003年增加了6. 5%。目前所做的一切努力还不足以控制艾滋病的蔓延。

在病因学上，俄罗斯医学科学院的研究人员认为，以下3种等位基因突变能影响某些人群感染艾滋病病毒的几率，或延缓艾滋病发病时间。

名为CCR5Δ32的等位基因突变出现的时间不长，发生这种突变通过血液感染HIV的几率较小，但通过性接触感染HIV的可能性较大。

名为CCR2－641的等位基因突变分布于世界各地的人群中，而东南亚居民中携带该突变基因者居多。这种突变可以延缓艾滋病症状出现的时间，但症状一旦出现，该突变对病人寿命没有影响。

SDF1-3′A等位基因突变多出现在澳大利亚和巴布亚新几内亚的土著人群中，他们中约70%的人携带这种突变基因，这种突变也能延长HIV感染者的发病时间。如果一个SDF1－3′A等位基因突变的HIV感染者体内，还存在CCR5Δ32等位基因突变和CCR2－641等位基因突变，或这两种突变中的任何一种，那么SDF1－3′A等位基因突变对于延长其艾滋病发病时间的效果更佳。

艾滋病的治疗目前还是依赖“鸡尾酒疗法”，虽不能治愈，但能改善症状和延缓病人的生存期。HIV自身能产生三种酶——逆转录酶、蛋白酶和整合酶，以帮助其突破人体内的免疫防线，破坏人体的免疫功能。由于目前的艾滋病药物都是针对逆转录酶和蛋白酶的抑制剂，而且长期在使用，因而HIV对其产生了抗药性。目前各国研究人员都在研究针对HIV整合酶的新药物。

2005年7月，美国宣布研制出了一种抑制HIV整合酶的新药，对猴子实验的结果表明，这种药能够阻止HIV插入正常细胞的染色体。在实验中，研究人员先向短尾猕猴体内注射了一种转基因HIV，其中包含了类似HIV的猴病毒的基因；数周后，再向其注射整合酶抑制剂。经过一段时间的观察，60%的短尾猕猴体内的HIV几乎降到零。目前研究人员正在研制适用于人类的整合酶抑制剂。

艾滋病的诊断方法去年也出现了突破，美国宾夕法尼亚大学的马拉默德教授多年来从事唾液细菌病毒检测研究，发明了一种十分简便的唾液检测方法——用一支棉签在嘴里擦一下，然后插入只有信用卡大小的仪器中。不到一个小时，就能知道是否感染了艾滋病病毒。因为，人体内部几乎所有的物质在唾液中都会有所表现。和血液等体液一样，唾液里也含有细菌、病毒、抗体、药物、生长因子、各种蛋白质等，很多疾病的发生、发展也会在唾液中留下痕迹。

癌症防治的心得

全球每年死于癌症的患者达700万，目前癌症的治疗仍然是化疗、放疗和手术治疗，但是在具体的治疗、诊断方法上也有新的进展。

2005年12月13日，美国国立卫生研究院(NIH)下属的国立癌症研究所(NCI)、人类基因组研究所（NHGRI）宣布，启动了有助于增进人类对癌症生物学基础认识的“癌症基因组图谱”(TCGA)研究计划——通过在早期最容易的治疗阶段及时发现癌症并针对癌症最薄弱的部位实施新的治疗方法，最终制定防治癌症的新对策。现在有200多种不同的疾病基本上属于癌症范畴，原因在于分子路径的破裂使细胞失去控制而导致疾病。癌症基因组图谱的研究就是要设法识别使这种细胞生长受损的基因源，并将收集到的所有资料通过公共资料库对全世界研究人员开放。

2005年4月，美国加利福尼亚技术研究所的研究人员用环式糊精合成的聚合物包裹住携带小分子干扰RNA的纳米粒子，对患有尤文氏肉瘤的实验鼠进行了试验（尽管目前能成功治疗这种癌症的方法几乎没有，但此前的研究证明，通过抑制生长基因可以控制癌细胞的扩散）。纳米粒子一旦与肿瘤细胞黏合，粒子中的小分子干扰RNA就开始发挥作用，抑制癌细胞生长基因的表达，阻止癌细胞的复制和扩散。三周半后，接受治疗的10只实验鼠中的2只癌细胞在缓慢扩散，而未接受治疗的其他实验鼠体内的癌细胞都在扩散。

2005年9月30日，美国哈佛大学研究人员成功地使用硅纳米线阵列检测出血液中微量的癌症分子标记。查尔斯 · 利伯表示，纳米线阵列只需要几分钟就可以在一滴血中检测出多种癌症标记。纳米线连接作为癌细胞标记受体的单株抗体，当标记蛋白质与抗体结合后，纳米线的导电率会根据自身的掺杂程度及蛋白质表面电荷而改变。研究人员目前已开发出能检测前列腺特定抗原、前列腺癌－α1－胰凝乳蛋白酶、癌胚抗原及黏液蛋白1等肿瘤标记蛋白质的纳米线检测元件。

在癌症治疗上，无论发现了多么先进的治疗方法，与预防相比，都是次要的。而生活方式则是预防癌症的最好手段。2005年，全球100多位研究人员通过对数百万癌症死亡者档案的分析得出结论：如果注意生活方式，避免一些与癌症相关的危险因素，就会减少约三分之一的死亡。

诺贝尔医学奖和其他医药大事

2005年的诺贝尔医学奖再次说明了一个规律和真理：实践是检验真理的惟一标准，而宽容则是实践检验真理的前提之一。所谓宽容，不仅仅是政治上和法律上的，也是指学术上的。学术上的宽容是：应当允许马歇尔和沃伦以及无数像他们一样从事种种科学研究的人，提出他们的科学假说，让他们继续从事被主流学术界或权威们认定是荒谬或“异端邪说”的研究，并允许他们发表文章来阐述自己的观点和获得证明自己假说的机会。也就是说，允许他们继续进行科学（学术）研究，并以实践来检验他们的假说的真伪。

当然，科学成果或结论要接受检验，就必不可少地要涉及问题的另一面，即不宽容或严谨。这里指的是学术成果或真理检验的不宽容（严谨），而非从事学术研究的不宽容。也就是要用充分的事实和严谨的推论来证明假说。这一点，幽门螺旋杆菌的发现者做到了，而且接受了生物医学发现的科赫四原则的检验。

如果当初马歇尔和沃伦得到的是不宽容待遇，就不可能得到实践检验他们提出的假说的机会，更不可能获得诺贝尔奖了。

图为巴里·马歇尔（右）与罗宾沃伦

2005年公众最为关注的传染病和流行病非禽流感莫属。联合国人禽流感事务协调员、世界卫生组织(WHO)专家戴维 · 纳巴罗博士在2005年9月29日警告，下一次新型流感将会导致多达1. 5亿人丧生，而另一些研究人员则认为死亡人数更多，可高达3. 6亿人，当然也有人认为只有200万人丧生，关键是看我们的防范措施如何。

美国一个研究小组在《自然》杂志发表文章指出，1918年病毒与现在亚洲出现的禽流感病毒H5N1有共同的基因变异，这证明当时的流感之所以杀伤力如此之大，不仅与猪流感病毒有关，而且与禽流感也有关。研究人员对1918年流感病毒基因最后3个片段密码的分析显示，那些基因变异与在鸟类身上找到的流感病毒（出现在东南亚的H5N1病毒）惊人地相似。

正因为如此，研究人员认为，H5N1或类似的病毒在与人类病毒结合后引起人类大量死亡只是时间问题。同时，研究人员表示，1957和1968年的另外两次人类大流感病毒的两、三个关键基因也已经从禽流感病毒中获得，这也说明过去几次造成人类重大伤亡的流感都可以找到禽流感病毒的影子。

禽流感还处于蓄势待发阶段。不过，迄今的研究表明，虽然禽流感病毒有变异，还不足以人传染人。我国的实验室分析表明，从中国近期发生的人禽流感患者标本中分离的H5N1病毒与疫点禽类标本中分离的病毒具有高度同源性。与越南病例感染的H5N1禽流感病毒相比，病毒的基因序列已发生了一定程度的变异。但这种变异并不具备导致人传人的能力。