人类干细胞研究的发展与伦理

　　干细胞产业的特点



  



　　（一）对科学研究和技术应用影响深远，产业前景广阔



  



　　干细胞生物学的研究与应用是生命科学极其重要的组成部分，该领域的发展必将给生物医学领域带来深刻的变革。干细胞研究除了在细胞治疗、组织器官移植、基因治疗中具有重要意义外，还将在新基因发掘与基因功能分析、发育生物学模型、新药开发与药效、毒性评估等领域产生极其重要的影响。



  



　　干细胞尤其是胚胎干细胞研究在医学领域中潜力巨大。科学家预测，如果此项研究进展顺利，在不久的未来，糖尿病、肝病、血液病、老年痴呆症的有效治疗方案将进入临床。据有关机构预测，全球干细胞医疗在近年的潜在市场大约为800亿美元，如果将药物等有关的产业计算在内，2020年前后的全球市场规模可达每年4000亿美元。



  



　　面对巨大商机，国外许多高风险投资金融机构纷纷介入，短短两年，已有数十家以干细胞研究应用为主体的生物公司在美国成立或上市，成为生物工程制药行业的主角之一，具有干细胞概念的股票一路飙升。资料显示，多数国家进行的相关研究，都集中在糖尿病、帕金森氏综合症、老年痴呆症、重症肝炎、角膜病和组织工程领域。



  



　（二）研究发展非常迅速，产业形成和发展的关键技术亟需突破和完善



  



　　干细胞领域的相关研究的快速发展，已成为生物医学领域的一大研究热点。近年来，胚胎干细胞的分离纯化、性能研究、培养扩增、诱导分化和成体干细胞的可塑性等有了突破性进展。



  



　　1998年，美国威斯康新大学的汤姆森等在美国《科学》杂志报告说，他们成功地使人类胚胎干细胞在体外生长和增殖，建立了人的胚胎干细胞系。与此同时，吉尔哈特等分离人的原始生殖细胞建立了胚胎生殖细胞系。该项成果在1999年被《科学》杂志评为世界十大科技进展的榜首。同年，美国科学家在《美国科学院院刊》上报告：小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化为血液细胞”。此后，世界各国科学家相继证实，成体干细胞，包括人类的成体干细胞具有可塑性。人类胚胎干细胞的体外建系获得成功和成体干细胞的可塑性的发现，是干细胞领域具有里程碑意义的两大进展。此后，人类干细胞的培养扩增、诱导分化等都取得突破性进展。目前，利用人或动物的干细胞移植治疗糖尿病、帕金森氏综合症等疾病，已在动物模型取得一定治疗效果。利用胚胎干细胞分化成组织工程用的组织器官也取得令人振奋的进展。2004年2月《科学》杂志报道，汉城国立大学和美国密歇根州立大学等机构合作，从卵丘细胞内提取出细胞核，然后将其植入去除了细胞核的同一位妇女的卵细胞内，成功地克隆出人类早期胚胎，并从中提取出胚胎干细胞。这些新学科和新技术向干细胞研究与应用的渗透，使我们有望揭示干细胞维持自我更新的分子基础、其跨细胞谱系或跨胚层多向分化的调控机制、以及哪些基因决定着体细胞的“基因重编程”等一系列更深层的问题，从而使组织或器官的修复和替代这一“梦想”最终成为现实。



  



　　尽管人们对胚胎干细胞的认识和利用已有了长足的进步，但仍存在一系列悬而未决的问题或发展中的“路障”。



  



　　（三）哺乳动物干细胞研究为基础，干细胞来源的产品在再生医学中扮演重要角色



  



　　人类干细胞研究是在哺乳动物干细胞研究的基础上发展起来的。由于研究条件限制和伦理问题，动物干细胞研究一直是人类干细胞研究的基础。目前，人类干细胞领域取得的进步，都是由动物干细胞研究发展而来，在动物实验取得成功后再应用于人类干细胞。早在1981年英国剑桥大学的Evans和Kaufman用延缓着床的胚泡，美国加州大学旧金山分校的Martin用条件培养基，分别成功地分离、体外培养了小鼠的胚胎干细胞。而直到1998年，人类胚胎干细胞和胚胎生殖细胞的建系才取得成功。



  



　　核酸和蛋白质等生物大分子的本质是化合物，而细胞则是生命活动的基本单位。具有生命活性的细胞作为广泛应用于治疗的产品将使医疗质量发生飞跃。组织器官的损伤和功能衰竭是人类所面临的一大健康难题，完美地修复或替代因疾病、战伤、意外事故或遗传因素造成的组织、器官或肢体的伤残一直是人类的梦想，也是难以攻克的医学高峰。科学家们在经过长期的探索和努力之后，最终把目光落在这两类干细胞上。目前，科学家们致力于寻找利用干细胞的复制和分化来取代受损细胞或组织的方法，这已成为干细胞应用的主要方向。干细胞的研究与应用将有可能实现完美修复损伤组织和器官的梦想。



  



　　（四）科技创新是产业发展的核心，伦理道德上的冲突长期存在



  



　　干细胞产业的发展，尤其要发展到利用胚胎干细胞获得移植用的组织和器官的时期，还需要一段研究历程。干细胞产业的发展还需要分子细胞生物学、生物力学、生物材料学三大学科的支撑、交叉、渗透和发展，新兴的干细胞产业将极大程度上依赖于多学科的进步和技术的提高。所以，科技创新是干细胞产业发展的核心。



  



　　尽管人胚胎干细胞有着巨大的医学应用潜力，但围绕该研究的伦理社会问题也随之出现。这些问题主要包括胚胎保护、生命的界定、人的定义以及人胚胎干细胞的来源、克隆问题、嵌合体问题、科研规范、人体商业化问题以及可能带来的社会效果。



  



　　人类胚胎干细胞研究引发新的伦理问题



  



　　1．人胚胎干细胞的来源



  



　　来源问题是人胚胎干细胞研究需要首先考虑的问题，胚胎干细胞来源有四种：选择性流产的人类胚胎组织；治疗不孕症夫妇不需要的由体外受精获得的人类胚胎；由捐献者专门为研究所捐献的配子由体外受精获得的人类胚胎；由体细胞核移植技术将人体细胞核移植入人或动物的卵泡内获得人类胚胎或嵌合体胚胎。不同的来源的干细胞涉及到的相同伦理问题有各自的特点，下面逐一分析。



  



　　（1）用选择性流产的人类胚胎组织获得



  



　　因为已经流产的人类胚胎组织已经注定消亡的命运，从中分离人类胚胎干细胞，不存在摧毁活体胚胎的问题，避开了损害胚胎的生命，较其他几种来源伦理问题较轻。但某些对选择性流产有疑义的人对以此来源获得胚胎干细胞持反对意见，认为可能会使妇女在做出是否流产的决定时受到影响。



  



　　伦理问题的焦点是要防止研究者有意地为获得研究干细胞的材料去伤害妇女和胎儿。解决方案主要是，妇女决定捐献流产胎儿组织与结束妊娠应该是分开的过程，禁止任何为使用胚胎的目的对流产时间和过程进行人为限制。



  



　　（2）用不孕症治疗后的剩余胚胎获得



  



　　使用不孕症治疗后的剩余胚胎来源做胚胎干细胞研究时，因为分离干细胞时要毁坏胚胎，此时伦理争论的焦点在于胚胎的道德地位。与人类胚胎的道德地位相关深层次的伦理争论包括：胚胎是不是人？什么是人？胚胎是不是生命？人的生命从何时开始？胚胎是不是人类生物学生命？是不是人类人格生命？



  



　　（3）从为研究目的捐献的配子结合获得的胚胎获取



  



　　由体外受精获得的人类胚胎，产生了一个生命，为获取人类胚胎干细胞，再处死这个生命，是否是对生命的亵渎？天主教认为人是上帝创造的，不应由人类自己制造生命，为了科研的目的和医疗目的在实验室内产生“人”的生命，再由研究者中断这个生命是对上帝的亵渎。



  



　　（4）应用体细胞核移植技术获得胚胎干细胞



  



　　由体细胞核移植技术将人体细胞核移植入人或动物的卵泡内获得人类胚胎或嵌合体胚胎，涉及一场社会、法律、伦理问题的争论。由体细胞核移植技术获取胚胎干细胞即通过“无性手段”产生了一个生命，能否被社会接受？体细胞核移植在技术上还存在许多问题，只有几百分之一的成功率，且产生的机体还有很多缺陷和致病的危险。



  



　　2．捐献者的权利



  



　　　捐献者有没有分享利益的权利，专利权获得的利益是否应该分一部分给捐献者？捐献者是否应得到充分的知情权？这些问题因为有遗传资源和其他生物材料捐献的经验，意见较为统一。主要是坚持知情同意原则和非商业化原则，归纳如下：



  



　　捐献必须要强调知情同意，而且最好妇女及丈夫都要有知情同意，使他们确知怎样处置自己的胚胎，以避免被强迫和剥夺权利。



  



　　知情同意应告知：干细胞研究对胚胎捐献者不提供利益；拒绝和同意捐献胚胎都不影响将来的治疗和护理；告知目前此正在进行干细胞研究领域一般情况和目前干细胞的特殊研究课题；告知胚胎研究资金来源和商业利益；弄清此胚胎将不会移植入任何妇女的子宫中，并且研究包括要销毁这个胚胎。



  



　　3．研究方法



  



　　人类胚胎应如何处置？可操作胚胎的期限应该多长？是否可以移植胚胎到子宫内？是否可以买卖胚胎？其它的伦理问题还有：什么类型的研究可被接受？能允许科学家为研究发育过程或建立医学移植组织而培养个体组织和器官吗？为了治疗，改变来自有基因缺陷胚胎的Es细胞的基因，并使其继续发育成健康个体是否符合伦理规范？围绕这些问题，国内外一些研究机构建立了相应的研究规范。例如，可操作发育14天之前的囊胚。支持这项研究的科学家和政府人士认为，这时的囊胚是仅由百来个细胞组成的，不能算是一个“人”，其神经组织还远未发育出来，没有知觉更没有意识，甚至不能被定义为的“胚胎”并不存在根本性的伦理问题。



  



　　4．克隆问题



  



　　体细胞核移植技术与患者基因型相同的细胞，解决了异体免疫排斥问题。然而除了人们对无性生殖和基因工程的疑义，除了人们对胚胎的道德地位的伤害和工具性获得胚胎的反对以外，到目前为止，体细胞核移植入人的卵母细胞中可能获得一个人的胚胎作为获得干细胞的来源在科学领域研究的较少，用这样技术获得的胚胎及干细胞的安全性未定。同时人们最为担忧的是会有人进行生殖性克隆，即将人体细胞核移植技术获得的胚胎放入子宫中发育出克隆人。天主教国家的一些宗教人士极力反对克隆人类早期胚胎，其理由主要有两点：其一是即使仅仅发育了几天的人类早期胚胎也是神圣不可侵犯的生命，只为了获取一些有用的细胞而创造一个生命再毁灭它，是不合伦理道德的。第二个理由是如果克隆人类早期胚胎成为合法行为，意味着对克隆人的管制放松。



  



　　5．嵌合体问题



  



　　由于目前已接受人体基因可以插入动物细胞中，将人胚胎干细胞嵌入动物胚胎中创立嵌合体来获得移植用人体器官是否符合伦理规范？由体细胞核移植技术获得人类与动物的嵌合体胚胎能否被社会接受？人的体细胞核移植入动物的卵泡中获得胚胎干细胞研究在近日成为热点。



  



　　目前，人的配子与动物配子混合将产生纯粹的杂交种类必然受到坚决反对，用动物的干细胞嵌合入人的卵泡中也违反常理。那么，用人的体细胞核移植入动物的卵泡中获得嵌合体胚胎研究干细胞是否可行？



  



　　科学家在实践中发现不用动物的配子，研究较难进行。因为用人的体细胞核移植技术研究干细胞需要大量的人卵细胞，而人类妇女一生的卵子是有限的，一月只能排出一个，较难得到。



  



　　与以人的胚胎研究干细胞不一样，嵌合体胚胎的伦理问题首先是这个嵌合体胚胎的性质是什么？嵌合体胚胎是完完全全的人的胚胎吗？嵌合体胚胎获得的是人胚胎的干细胞吗？用于人身上安全吗？事实上，尽管嵌合体胚胎的形成主要以人的体细胞核染色体为遗传物质，但动物卵泡内的线粒体对DNA嵌合体胚胎的形成也有一定的作用。另外，此研究属初始阶段，技术的可行性和安全性没有解决。更让人担心的是会不会有人将嵌合体胚胎植入子宫发育。



  



　　6．社会效果



  



　　如果人的替代组织极易获取，会不会有更多的人将不负责任地生活，而从事高风险的活动？如果真有一天一个人的所有器官可以更换，坏一个换一个，那么有钱人是不是就能获得“永生”？有人担心，人胚胎干细胞的研究会导致医生刻意收集未出生胚胎的细胞，来提供其他病人治疗的需要，或者利用该项技术进行克隆人的研究，这可能会引发公众对科学的恐惧。



  



　　7．商业化问题



  



　　人类胚胎干细胞及其分化到的细胞、组织乃至器官如果可以买卖，是否意味着人体组织的商业化？实验室培育出的由人类细胞发育得到的器官是不是人体器官？能不能商业化？按照各国的专利法，人体器官是不能获得专利的，但是由人类胚胎干细胞研究发展起来的组织工程和器官工程产品能否给予专利？如果少数个人或公司掌握了人类胚胎干细胞的专利权，是否损害公众利益这些？人类胚胎干细胞研究在推动医学变革，改变人类生存方式的同时，必将产生强烈的社会冲击。



  



　　我国干细胞研究与产业化现状



  



　　（一）专利申请不足，研究处于弱势



  



　　各国在干细胞领域的知识产权优势，主要反映在专利上。至今，全世界已有2000多项关于干细胞的专利申请，其中有五分之一是关于胚胎干细胞的申请。这些专利申请主要是发明专利，实用新型和外观设计专利很少。由于涉及伦理问题，所以关于人类胚胎干细胞的专利申请授权较少。发明的主题可以分为两大类，一类是干细胞本身的专利申请，另一类是相关方法的专利申请。对于物质或产品专利的保护力度比方法专利的保护力度强。



  



　　截至2004年7月30日，世界范围已公开或公布的人类胚胎干细胞相关专利申请数量共有220项，来自美国的申请最多。在整个干细胞领域，美国也占据明显的知识产权优势。截至2003年，我国国家知识产权局已公开收到涉及人体胚胎干细胞的申请有15项，全部处于审查过程当中，尚未有申请获得专利权。而这15项关于人类胚胎干细胞的专利，只有3项是国内单位申请的。我国在胚胎干细胞的专利申请方面，处于弱势地位。



  



　　人类胚胎干细胞研究是在1998年人胚胎干细胞成功建系后才得以快速发展的，该领域尚以基础研究为主，所以我们仅分析1998年以后国内外胚胎干细胞的研究成果。



  



　　1998年至2003年，关于干细胞、胚胎干细胞、人类胚胎干细胞几个方面，中国作者发表的被SCI收录的论文数量及中文文献数量都只占整个干细胞研究领域很小的一部分。关于胚胎干细胞研究，统计SCI收录的中国作者发表的论文所在期刊的影响因子分布，这些文献主要分布在影响因子较低的期刊，影响因子分布在5以上的论文，只有3篇。目前在美国NIH注册的人胚胎干细胞系中，美国本土拥有20株，瑞典24株，以色列8株，印度6株，其他分布在澳大利亚和韩国。中国国内由于种种原因，还没有注册。虽然，近年来我国在动物克隆和人类造血干细胞研究领域有所发展，但是总体水平偏低，竞争力较弱。在人类胚胎干细胞领域，我国的研究力量和研究水平较国外还有一定的差距，处于劣势。



  



　　（二）技术突破，产业起步



  



　　虽然我国较干细胞研究领先的国家有较大差距。但也应看到，干细胞研究的关键技术只是在最近5年才取得重大突破，人类干细胞产业化发展在国外和我国都刚刚起步。我国干细胞生物学研究已有一定的基础，是我国与西方国家“起跑点”最接近的重大科学领域之一。



  



　　中国在胚胎干细胞技术研究方面已经有了比较好的开始。上世纪80年代，我国老一辈科学家就开始了哺乳动物胚胎干细胞的研究。姚鑫院士从癌胚抗原和癌胚关系出发，开展了小鼠胚胎癌细胞和胚胎干细胞的研究，建立了许多细胞系和克隆株。此后，继续进行定向诱导分化、转基因、小鼠胚胎生殖细胞和胚胎干细胞的全能性问题等研究。并开展了猪胚胎干细胞和胚胎生殖细胞的建系研究，完成了胚胎生殖细胞的建系任务。北京大学、协和医科大学、上海第二医科大学和军事医学科学院等单位在造血干细胞研究和成体干细胞建库等方面已有相当的基础，并积累了大量经验。



  



　　1998年后，党和政府也十分重视并大力支持有关研究院所与学校积极开展干细胞研究工作，已在北京、上海、天津分别成立干细胞研究中心。目前，已形成的干细胞权威研究机构包括北京大学干细胞研究中心、中国军事医学科学院干细胞中心、中科院上海生命科学研究院、上海第二医科大学和中国医学科学院血液学研究所等。中国科学家已经成功地克隆出山羊、牛和大鼠。2002年，英国《自然》杂志以《东方兴起干细胞研究》为题，用长达3页的篇幅发表新闻特写，盛赞中国在该领域的研究。2003年，盛慧珍教授领导的研究小组使用兔卵做为受体卵进行人体细胞核移植，并且使用这个方法成功地建立了人胚胎干细胞系。盛慧珍等人的论文在《细胞研究》发表后，引起国内外研究领域的广泛关注。《自然》杂志为此刊发评述性新闻，认为中国科学家创造的种间细胞融合方法为人胚胎干细胞研究提供了新途径。



  



　　国内的干细胞产业也初现端倪，主要有北京科宇联合干细胞生物技术有限公司和协和干细胞基因工程公司等。国内已启动建立“中国造血干细胞捐献者资料库”。目前正在实施的脐血库主要分为公共库和自体库，主要分布在北京、上海、天津、广州、济南、成都、西安等7个城市。由北京大学医学部等单位组建的北京大学干细胞研究中心在干细胞研究方面正在取得突破性进展。该中心正在建立非病毒转化的角膜干细胞体外培养体系，并已着手建立人胚胎干细胞系以及包含人体各种组织的成体干细胞库，在以干细胞技术治疗肝病、糖尿病等方面已取得初步进展。



  



　　（三）受宗教影响较小，研究资源相对丰富



  



　　客观上讲，我国在干细胞领域与西方国家的差距较其他领域小，受宗教影响也较小，而西方国家对此问题受宗教文化影响，其发展受到一定阻碍。如果能抓住机遇，加大干细胞领域的科研投入，创造良好的科研氛围，我国有望成为干细胞生物技术的领先国家。



  



　　这就给中国提供了一个发展良机。基督教在我国的影响相对较弱，基本没有因为宗教信仰而反对干细胞生物技术的问题。问卷调查结果显示，我国公众对人类胚胎干细胞研究，特别是基础研究，表现出较强的接受度。我国是世界上人口数量最多的国家，人胚胎和其他研究材料资源相对丰富。这两个条件使中国成为人胚胎干细胞研究较理想的场所——研究环境宽松，研究材料丰富这也正是需要加强规范的方面。目前，我国在禁止生殖性克隆的同时，已宣布支持治疗性克隆和胚胎干细胞研究，并且正在制定相关的管理规范。相对于发达国家因诸多因素不得不放慢这方面研究的步伐，如果我国在已有的研究基础上，能创造良好的研究环境，抓住机遇，发挥优势，可迅速推动我国干细胞研究的发展。（本版稿件由刘浩然　曹津燕　高翔　甘荣兴提供）