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北大教授:干细胞技术将来会引起一场新的医学革命

时间:2016-12-29

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前言:多年之后,我们准会想起这个烛光摇曳的夜晚:足以影响这个时代的科学家、哲学家、艺术家和知识分子们围坐在壁炉前,描绘了一幅立足生物科技的发展所带来的生活图景。虽然并没有亲眼所见像“冰块”之于马孔多那样具体的伟大发明,但人们已经探听到实现长生不老的蛛丝马迹,也窥见上帝之手的掌纹:有一天,人造血液会代替献血,干细胞的培养将代替器官移植,基因改造则从外表到人体功能展开了一幅广阔无边的画卷……面对无所不能的科技未来,有人表示担忧,有人欢欣鼓舞。但随着科技以史无前例般指数倍速的发展所带来的各种颠覆,每个人则以不同的姿态瞪大眼睛,等待着那一刻的到来。


嘉宾简介:

 

邓宏魁:北京大学生命科学学院教授,长江特聘教授,美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)分子遗传学系理学博士。邓宏魁教授和赵扬博士带领的研究团队实现了用小分子化合物诱导体细胞重编程为多潜能干细胞,这一成果开辟了一条全新的实现体细胞重编程的途径,给未来应用再生医学治疗重大疾病带来了新的可能。

人类永生并非没有可能

 

邓宏魁:干细胞的确是现在整个生命科学的最前沿,而且是未来应用中大家最关注的一个学科。无疑将来会引起一场新的医学革命。现在我们到医院去,医生给你做外科手术,没有说是做干细胞治疗,但是1020年以后,几乎对所有疾病来说,干细胞都会成为一种基本的治疗技术,它可以帮助我们治愈非常多的重大疾病,以及我们现在解决不了的疾病。

 

那么什么是干细胞?这个概念是上世纪60年代的科学家提出的。简单来讲,干细胞有一点像“树干”——总是可以长出新的叶子,新的枝干。它是一个生命的源泉,是人体的“种子”。干细胞实际上大家都见过,鸡蛋就是干细胞。人体发育的过程,也是从一个细胞开始的,就是受精卵。那么我们成年人身上有干细胞吗?有的,干细胞每天都在工作,头发不断的长,指甲在长,这是可以看得到的。每天都有新细胞长出来,新细胞长出来的源泉就是干细胞。

 

我们血液里有八种细胞,很多细胞寿命只有几个小时,每天有大量细胞死亡和产生。而新细胞的产生都是因为干细胞的存在。

 

干细胞有什么用呢?将来为什么能够成为治疗所有疾病的根本性的新技术呢?因为干细胞治疗涉及几个方面。一个就是衰老。20世纪最伟大的,到目前为止在生物医学领域最具革命性的科技突破,应该是上世纪20年代发现了抗生素。这使得人类的平均寿命,从上世纪同期不超过40岁到现在我们的平均寿命翻了一倍。当时人类面临的主要是各种传染性疾病,所以上世纪医学革命中出现的疫苗和抗生素,使我们能够活到70-80岁。

 

同时这也带来新的问题。本来你买一辆车能开10年就报废了。现在呢同一辆车要开20年。很多零件会老化的,老化就需要换。人的衰老、损伤和病变也是这样,人类需要修复、需要换“零件”的时候,干细胞就是一个基本因素。

 

现在女士喜欢买化妆品,就是防止皮肤细胞衰老,其实根本上起不到作用。将来干细胞技术出来的话,就不用担心衰老问题了。包括男士怕掉头发,掉牙齿,将来这都能不断的长出来。干细胞会帮助你修复生长。更进一步说,生下来不好是爹妈给的,结合今天的技术,我会在干细胞基础上改造,改变遗传因素,病变因素,衰老因素带来的变化。就是将来我们能够用干细胞技术,在体内和体外造出各式各样组织细胞。再过几十年,商店不一定卖衣服了,很可能是卖各种型号的器官。换关节,换牙齿或者什么东西,这在将来可能是一个最基本的。人们会更健康,生活质量会更高,人生会有更大的意义。

 

生命科学的终极梦想,就是有一天我们能够走出生老病死。干细胞在这里面会起到最根本的因素。1981年英国科学家有了革命性的发现,把一个干细胞打到老鼠身上就会产生一个新的老鼠。那个组织细胞在体外能养30多年,养30多年以后打进去仍然会产生健康的老鼠,这就是干细胞的魅力。

 

大家想这种种子细胞能不能做出人来?一直到1998年美国科学家把人的第一个干细胞实现了体外生长,意味着“再生医学”就开始了。当时带来了巨大的伦理问题。

 

在早期的生命中,取出来一个干细胞,带来巨大的伦理问题。尤其是在西方。虽然在实验室看,那只是一个细胞,没有什么形态,但西方认为不管这个早期生命才有几天,它就是一个生命。破坏一个生命,从它里面提取组织细胞就是破坏伦理。尤其是德国不允许做这个事情,你做这个事情是要进监狱的。在美国,小布什政府表态美国国家经费不支持这个技术,私人经费是可以的支持,但是不允许国家支持的实验室里做这件事。当时这样的伦理争议也让科学家有了新的梦想,我们能不能在体外做一个人造干细胞而不是通过破坏生命?

 

所以到2006年日本科学家取得了根本性的突破——在体外就能把普通的细胞,通过注入几个基因,就变成了所谓的“种子细胞”。这是干细胞领域过去50-60年来取得的最大成就。这位科学家获得了2012年的诺贝尔奖,因为他的工作对于再生医学起到了绝对的影响。现在全世界成千上万的医生都在用这个细胞技术来做治疗。日本科学家做到什么程度呢?用这个细胞分化成RPI细胞治疗病变。未来10年内你会陆续听到,人们可以把软骨细胞做出来,血液细胞做出来,头发细胞做出来,神经细胞做出来,来治疗各种疾病。所以在未来10年的每一天大家会很期待,这些细胞都开始进行临床实验。未来很多疾病将通过这个找到一个根本性解决方案。

 

我特别强调,我们处在一个“革命性”的前沿,巨大的变化就发生在未来的10-20年之间,会有根本性的技术出来。我们现在所谓的“走出生老病死”仍在体现在体外单细胞的程度上。也许有一天,我们也能让人的个体,走出生老病死。

 

汤超:我补充一下,刚才邓宏魁说日本科学家在2006年通过转4个基因进入普通细胞,然后让细胞变成干细胞而拿到诺贝尔奖。邓宏魁教授几年前可以不用基因,只需要用少数几个化合物,就可以让细胞变成干细胞,这个能力是更大的。

不远的将来,人类不再需要献血

 

邓宏魁:在10年前,日本的技术已经可以把一组简单的基因转到普通细胞里面,让那个细胞变成永生性的细胞(我们把它叫做IPS,即诱导性多能干细胞),至少是在细胞水平上变成了永生的。现在的技术已经可以做到让那个细胞在体外可以无穷止的生长出细胞,就成为一种简单的组织细胞,这个组织细胞可以盖房子一样做一个基础材料。将来在这个技术基础上,就是想着我们将来人能够制造出所有的组织细胞,到时候哪里坏了,不管什么原因坏,就可以买一个新的换上就可以了,就产生了一种新的可能。那么在你这种可能下,我觉得对很多人就有意义,比如说脊髓瘫痪的人站不起来了,用这个技术可以帮助他重新站起来,修复这个疾病,但是今天还做不到。

 

干细胞既然是种子,也是有不同等级制度的。最高的等级就是一个细胞可以克隆出人。再往下,比如血液干细胞只能造血,那个细胞非常有意义,把那个干细胞做出来以后献血就不需要了,体外就可以造血。而且这样的造血干细胞,在未来10年到20年就可以做到。

 


你只要等得起,未来20年会有革命性的事情发生,我们在一个突破性的阶段,而且干细胞的技术比基因技术更成熟,因为干细胞毕竟第一步技术性突破是在1998年,到现在已经18年左右时间了。任何一个生物技术的成熟,一般都需要20-30年时间,会得到一个成熟周期。现在有一些已经在非常接近应用的阶段了。

 

观众:这种干细胞身体里也有很多,但是跟普通细胞相比还是很少的?

 

邓宏魁:对,它存在肌体发育过程中,构建肌肉,血液的时候存了一点。就像存款机一样,因为每天有各式各样的损伤,一旦损伤就靠这种细胞产生新的细胞来修复你损伤的病变。

 

观众:就是需要的时候再重新复制。

 

邓宏魁:可以大量复制,产生新的功能细胞,替代这样衰老病变损伤的细胞。但是因为以前人类没有活这么长时间,存的干细胞数量是有限的,自然进化允许你活到40-50岁,你生了下一代基本上干细胞的任务就解决了,现在医学进步让人活得比以前长,“存款”不够用了,所以我们就需要制造更多干细胞出来。

 

邓宏魁:干细胞有两种应用方式,一种是体外,运用3D打印直接把器官造出来,心脏,或者大器官。这个比血液复制要难得多,是器官复制。

 

观众:你提到一个“永生”你以什么概念说它是“永生”?

 

邓宏魁:“永生”是几个概念,比如说细胞能不能永生,取出来以后再增殖,干细胞为什么能够永生?只要是在一定环境下,干细胞在体外养多长时间都可以。

 

观众:就是细胞不死。

 

邓宏魁:对,在细胞水平上走出生老病死

 

观众:现在大家讲的梦想,都是根据你现在的成功而言吗?

 

邓宏魁:我讲一个例子。日本做的人造软骨,放在猪身上,可以支撑30公斤的猪,就是人造的器官放到它身上。

 

观众:这是器官再生,然后按照传统手术装进去?

 

邓宏魁:这是一种方式,还有一种方式是不用做手术,不在体外,就是增加体内干细胞。以前说打鸡血,就是抱着一只鸡打。以后可能会有这种方法。

 

观众:我们现在理解了这种机理,就是干细胞注入进体内,也是可以起作用的。

 

邓宏魁:现在有一个应用大家可能不太熟悉,得白血病要做的骨髓移植,其实就是在移植骨髓里的造血干细胞,这是一个成功的案例。但是未来成功在哪?现在的目标,就是在体外把这种细胞做出来,不需要他人来贡献骨髓配型了,这才是最根本的解决方法。

 

观众:哲学家想得是更长远的,如果这一切全都实现了,我们真的不死了。

 

邓宏魁:走出生老病死的轮回。

 

观众:走出去就只能到宇宙里了,那还能适合人的存在吗?

 

邓宏魁:那取决于其他学科的发展,穿越星际。

 

邓宏魁:我讲一个比较近的例子,日本科学家做的。现在细胞做到什么水平呢?现在最需要肾脏,肝脏,而且很多人等不到50年。我知道有一个科学家自己有肾脏问题,说现在想在10年内做出来,因为等不了那么长时间的。怎么做呢?用猪作为载体,猪里边某一个器官来做,现在的技术可以做到什么水平呢?就是把细胞早期打到小鼠里面,大鼠的细胞打到小鼠里,结果小鼠生出来以后,眼睛是大鼠,其它地方还是小鼠。现在就准备把人的细胞打到猪身上,猪的某一个器官就是人,将来养一群猪,这个猪是你的肝脏,那个猪是你的肺脏,需要的时候就拿来用,这也是一个方法,肉还可以吃。

 

观众:相当于活体储存。科技发展在不断突破我们的伦理底线

 

邓宏魁:我们为什么选择猪做活体储存?因为猪跟人的体型相近。现在可以做契合动物,这就会产生别的问题。我们看迪士尼里的怪兽,杂交物种,并非不能生产出来了。所以我们有几个底线不能做。第一个,在猴子身上做人的东西需要小心。如果这个猴子产生了人的精子,那个猴子产生了人的卵子,那这两个交配生下来的是什么?第二个,不准碰神经系统。现在小鼠里面90%细胞变成人,小鼠脑子里都是人的细胞,但是这个实验不能在猴子身上做的,如果猴子里脑子细胞变成人,说不定就关不住它了。第三个,面部基因不能改造。生殖系统,人面系统,神经系统都不能碰。现在做研究的话,有伦理委员会管我们,哪个允许做,哪个不能做。

 

观众:这个可能不太管用吧,真的会检查吗?你们做了我们怎么知道呢?我们都是门外汉,这东西你放在我眼前我们都认不出来。因为我觉得这不是一件小事,就是你对这个世界,靠什么维持你说的“禁区”我们有立法都不见得有人执行呢。

 

邓宏魁:科学家还是一个有自律的,特别是干细胞。我们国际干细胞学会是国际上最权威的,大概几千名科学家在里面,我们专门成立了伦理委员会,制订各国统一公认的标准,很多地方就履行它作为指南,参照。

 

观众:按照这个指南起诉惯用吗?

 

邓宏魁:不一定有法律约束,但至少有一个准则。这里画一条红线,什么东西不允许碰。

 

陈嘉映:当这个技术是非常尖端的时候,顶尖的做干细胞的大家都知道,那这个伦理委员会的制度可能差不多。如果这个技术过10年之后变成了很多人都知道、都能操作的,比如原子弹,放在40-50年代的时候,只有最尖端国家和科学家可以做。再过几十年可能人人都能做,那时候怎么能够控制住?在利益驱动下,好奇心驱动下,民族主义的驱动下。