羊水中的第二生命

李　楊

美國(guó)科學(xué)家新成果的進(jìn)步在于，它證明了從羊水中抽取的干細(xì)胞與從胚胎中萃取的干細(xì)胞品質(zhì)非常接近

再生醫(yī)學(xué)的一項(xiàng)新進(jìn)展近日吸引了公眾的眼球——

美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)孕婦的羊水中含1%的干細(xì)胞。通過(guò)干預(yù)，這種干細(xì)胞在培養(yǎng)皿中被成功誘導(dǎo)成神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞等其他種類(lèi)的細(xì)胞組織。然后，科學(xué)家將羊水干細(xì)胞分化出的神經(jīng)細(xì)胞植入腦部受損的小鼠患部，發(fā)現(xiàn)受損腦部的細(xì)胞得到重建，部分腦功能得以恢復(fù)；將分化出的骨細(xì)胞植入小鼠體內(nèi)，成功長(zhǎng)出骨組織；分化出的肝臟細(xì)胞能起到分泌作用。

這項(xiàng)研究由美國(guó)韋克福雷斯特大學(xué)和哈佛大學(xué)的科學(xué)家共同進(jìn)行。研究者在《自然生物技術(shù)》雜志上發(fā)表文章說(shuō)，他們已經(jīng)在有保護(hù)胎兒作用的羊水中找到了豐富的干細(xì)胞，并利用這些干細(xì)胞培育出包括腦、肝和骨在內(nèi)的多種類(lèi)型的組織細(xì)胞。

“我們希望這些干細(xì)胞可以在組織修復(fù)和器官移植方面大顯身手。”韋克福雷斯特大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所所長(zhǎng)、這項(xiàng)研究的帶頭人安東尼?阿塔拉對(duì)本刊說(shuō)。

長(zhǎng)期以來(lái)，從胚胎中抽取干細(xì)胞會(huì)破壞胚胎，胚胎干細(xì)胞的研究一直受到限制，干細(xì)胞的來(lái)源也非常有限。因此，研究人員試圖找到與胚胎干細(xì)胞類(lèi)似的干細(xì)胞作為替代品。經(jīng)過(guò)7年研究，美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，提取自羊水的干細(xì)胞與胚胎中萃取的干細(xì)胞品質(zhì)非常接近，而且最大的優(yōu)勢(shì)是提取過(guò)程不會(huì)對(duì)母體和胎兒造成傷害。

更加令人興奮的是，阿塔拉說(shuō)，他們比較確切地發(fā)現(xiàn)這些干細(xì)胞來(lái)自于胎兒本身而不是母親。

“不管怎么樣，我認(rèn)為阿塔拉博士的研究將干細(xì)胞研究推向了一個(gè)嶄新的高度?！泵绹?guó)干細(xì)胞先進(jìn)技術(shù)公司首席科學(xué)家羅伯特?藍(lán)澤說(shuō)。

靈感來(lái)自胎兒羊水檢查

眾所周知，干細(xì)胞是一種具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細(xì)胞，它可以再生成各種組織器官甚至克隆人體，因此醫(yī)學(xué)界又稱(chēng)之為“萬(wàn)用細(xì)胞”?？茖W(xué)工作者將干細(xì)胞分為兩類(lèi)：胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞是從受精卵剛剛發(fā)育出的胚胎中提取的，“可塑性”最強(qiáng)，可以生長(zhǎng)成人體超過(guò)220種的組織細(xì)胞。成體干細(xì)胞存在于大部分的組織細(xì)胞里，如骨髓干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、肝臟干細(xì)胞、皮膚干細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞等。研究表明，成體干細(xì)胞發(fā)育的多向性和增殖能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如胚胎干細(xì)胞。

“這也是為什么研究者鐘愛(ài)胚胎干細(xì)胞的原因所在?！眹?guó)家863計(jì)劃“干細(xì)胞與組織工程”專(zhuān)家組首席科學(xué)家、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究中心主任裴雪濤說(shuō)，各種干細(xì)胞的發(fā)育年齡是不一樣的。發(fā)育年齡越早的干細(xì)胞發(fā)育方向越多，增殖能力越強(qiáng)。由于胚胎干細(xì)胞來(lái)源少以及倫理上的限制，研究者希望能夠找到成體干細(xì)胞中發(fā)育年齡盡可能早的干細(xì)胞，或者說(shuō)更接近于胚胎干細(xì)胞的成體干細(xì)胞。于是，科學(xué)家就注意到胎盤(pán)以及臍帶血，再往前推，就很自然想到了羊水。

醫(yī)學(xué)界早就知道，胎兒在母體中也存在新陳代謝，也有細(xì)胞脫落，脫落的細(xì)胞就存在于羊水中。因此，醫(yī)生往往通過(guò)羊膜穿刺技術(shù)取得羊水，以檢測(cè)胎兒是否患有先天缺陷。裴雪濤說(shuō)，既然羊水中存在胎兒脫落的細(xì)胞，那么這些細(xì)胞中就有可能存在干細(xì)胞，而這種干細(xì)胞的發(fā)育年齡要比臍帶血和胎盤(pán)更早。

阿塔拉說(shuō)：“長(zhǎng)久以來(lái)，我們?cè)缇椭姥蛩泻卸酀撃艿淖婕?xì)胞，我們也一直在探索是否有可能從中提取到真正的干細(xì)胞，研究顯示，羊水干細(xì)胞確實(shí)存在?！?/p>

那么，羊水干細(xì)胞到底是胚胎干細(xì)胞，還是成體干細(xì)胞，或者說(shuō)它的性能更接近于哪一種呢？“它處于胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞的中間狀態(tài)?！卑⑺f(shuō)，從孕婦羊水中提取的干細(xì)胞，有別于胚胎干細(xì)胞或成體干細(xì)胞，卻兼俱這兩種干細(xì)胞的功能。羊水干細(xì)胞可能處在胚胎干細(xì)胞向成體干細(xì)胞過(guò)渡的階段上，因?yàn)樗趯?shí)驗(yàn)中表達(dá)了兩類(lèi)干細(xì)胞的標(biāo)記蛋白。

裴雪濤認(rèn)為，羊水干細(xì)胞是一個(gè)不均一的群體，因?yàn)椴⒉恢姥蛩械母杉?xì)胞是什么時(shí)候脫落的，以及是從什么組織里脫落下來(lái)的，科學(xué)家也就難以確定它是早期胚胎干細(xì)胞還是成體干細(xì)胞。

品質(zhì)接近胚胎干細(xì)胞

“可以肯定的是，羊水中的干細(xì)胞具有胚胎干細(xì)胞的品質(zhì)?！卑⑺赋觯澳壳?，我們還不清楚羊水干細(xì)胞到底能分化成多少種細(xì)胞，現(xiàn)在我們嘗試分化和培育的每一種細(xì)胞都取得了成功。而且這些細(xì)胞也通過(guò)了功能測(cè)試，這表明它們的醫(yī)用價(jià)值。”

事實(shí)上，在羊水中找到干細(xì)胞，美國(guó)科學(xué)家并非首例。瑞士蘇黎世大學(xué)西蒙?赫斯特魯普博士在2006年11月舉行的美國(guó)心臟協(xié)會(huì)會(huì)議上曾宣稱(chēng)，他已成功利用羊水干細(xì)胞培育出心瓣膜細(xì)胞。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程是這樣的：在羊水診斷時(shí)，利用插入子宮的探針獲取羊水。接下來(lái)，從羊水中分離出胎兒干細(xì)胞，置于實(shí)驗(yàn)盤(pán)上，再放到一種生物塑膠上進(jìn)行培養(yǎng)。4到6周以后，12個(gè)心瓣膜就培育完成了。研究員對(duì)培育出的心瓣膜在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明一切功能正常。

瑞士科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)沒(méi)有立刻引起公眾的極大興趣，除了赫斯特魯普的報(bào)告至今尚未在權(quán)威科學(xué)雜志上公開(kāi)發(fā)表以外，還有一個(gè)重要原因。

裴雪濤說(shuō)，從成體干細(xì)胞中培養(yǎng)出人體組織在科學(xué)界并不鮮見(jiàn)。幾年前曾有科學(xué)家從脂肪干細(xì)胞中培育出多種人體組織。就在2006年4月，阿塔拉和他的同事曾利用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出來(lái)的活組織為7位年輕病人進(jìn)行了膀胱再造。瑞士科學(xué)家只是證明了羊水干細(xì)胞能做心臟瓣膜，找到了心臟瓣膜種子細(xì)胞的來(lái)源。

但美國(guó)科學(xué)家的研究前進(jìn)了一大步，他們的特殊貢獻(xiàn)是，證明羊水干細(xì)胞非常接近胚胎干細(xì)胞的性能，表明人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了發(fā)育年齡更早，性能更接近胚胎干細(xì)胞且用途更廣的干細(xì)胞新來(lái)源。在胚胎干細(xì)胞研究受到種種限制的今天，找到了一種胚胎干細(xì)胞的替代品。

阿塔拉說(shuō)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，羊水干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞一樣，能在培養(yǎng)皿中存活數(shù)年，而普通的體細(xì)胞則只能存活很短時(shí)間。這種干細(xì)胞繁殖很快，每36小時(shí)數(shù)量就翻一倍。這一過(guò)程不需要其他細(xì)胞的參與，而且不產(chǎn)生腫瘤，在這一點(diǎn)上羊水干細(xì)胞甚至勝過(guò)胚胎干細(xì)胞?；谒鼈?cè)诳伤苄?、生長(zhǎng)能力上的突出表現(xiàn)，相信它們與胚胎干細(xì)胞更為相似。

研究與美國(guó)現(xiàn)行政策密切相關(guān)

裴雪濤說(shuō)，羊水干細(xì)胞研究在美國(guó)取得進(jìn)展與美國(guó)對(duì)胚胎干細(xì)胞的一些政策密切相關(guān)。正是由于聯(lián)邦政府對(duì)胚胎干細(xì)胞研究的一些限制，才凸顯了羊水干細(xì)胞發(fā)現(xiàn)的重大意義。

事實(shí)上，從1998年美國(guó)科學(xué)家首次從胚胎中成功分離出干細(xì)胞以來(lái)，這一領(lǐng)域就被冠上了“為科研目的而殺害可能形成的人”的罪名。

2001年美國(guó)總統(tǒng)布什曾頒令禁止以聯(lián)邦經(jīng)費(fèi)資助胚胎干細(xì)胞研究。因此，美國(guó)關(guān)于胚胎干細(xì)胞的所有研究經(jīng)費(fèi)都不是來(lái)自聯(lián)邦基金，而是來(lái)自一些州政府的基金，以及一些私營(yíng)企業(yè)或大型基金。這一政策緊緊束縛了科學(xué)家的手腳，根據(jù)這項(xiàng)政策，科學(xué)家們只能使用在2000年8月9日之前采集的21個(gè)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞系，但他們需要更多的干細(xì)胞系。他們解釋說(shuō)目前可使用的細(xì)胞系部分已經(jīng)開(kāi)始腐爛或受到污染。

然而，布什并未因此在這一問(wèn)題上做出絲毫讓步。2006年7月19日，布什首次動(dòng)用否決權(quán)，否決了國(guó)會(huì)參眾兩院通過(guò)的支持人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究的議案。

2007年1月11日，美國(guó)國(guó)會(huì)眾議院以253票對(duì)174票的壓倒性多數(shù)投票結(jié)果，支持用聯(lián)邦研究經(jīng)費(fèi)支持人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究。雖然相比于2005年5月，眾議院對(duì)同一方案以238票對(duì)194票通過(guò)，這次的投票結(jié)果是一次進(jìn)步，但要達(dá)到推翻總統(tǒng)否決權(quán)需要的三分之二多數(shù)票，目前還缺少30多張贊成票。

有消息說(shuō)，美國(guó)國(guó)會(huì)參議院有望在2月召開(kāi)的會(huì)議上通過(guò)同樣的方案，但布什仍然有可能繼續(xù)否決這一議案。

1月中旬，白宮國(guó)內(nèi)政策委員會(huì)發(fā)布一份新聞公告，呼吁促進(jìn)以不損壞人類(lèi)胚胎的替代方式來(lái)提取干細(xì)胞進(jìn)行研究。白宮官員暗示，總統(tǒng)可能即將發(fā)布執(zhí)行這一議案的行政命令。

正是在這樣的背景下，羊水干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)才具有了特別重大的意義——羊水干細(xì)胞只需從孕婦的子宮抽取，對(duì)母體和胎兒均無(wú)害，可免除道德?tīng)?zhēng)議。

不過(guò)，哈佛大學(xué)干細(xì)胞研究人員喬治?大力博士認(rèn)為，有關(guān)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究的爭(zhēng)議不會(huì)因?yàn)榇舜窝蛩杉?xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)而從此偃旗息鼓。羊水干細(xì)胞有足夠的理由成為研究的新寵，但它們不能成為胚胎干細(xì)胞的替代品，胚胎干細(xì)胞研究的突破可以幫助解決許多關(guān)于早期人類(lèi)發(fā)展的有趣問(wèn)題，而羊水干細(xì)胞研究則不能。