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中英科技合作聚焦之十一:一个谨慎的科学理想主义者
——访英国伦敦国王学院干细胞实验室主任史蒂夫·明格
 作者:何姣 来源:科学时报 发布时间:2008-1-11 2:9:51 小号字 中号字 大号字

明格(右一)2007 年12 月率团参加中英青年科学家论坛。

史蒂夫·明格是英国伦敦国王学院干细胞实验室主任、沃夫森老年疾病研究中心资深讲师。他的研究组在2002年培育出英国第一个干细胞系,而且是最早将干细胞系存入英国干细胞库的两个研究组之一。
 
明格与中国的交往始于2004年9月英国贸工部资助的一次干细胞研究交流访问,在其后的3年中,明格多次到访中国,因为他“发现中国是一个迷人的国家,这不仅体现在科学上而且存在于文化中”。
 
不久前,英国政府科学创新办公室任命明格为“中英科技计划”英方生物医学领域专家,在“中英科技计划”进入第二阶段尾声之际,明格接受了《科学时报》记者的专访。
 
为心爱的科研“移民”
 
1997年2月,一只小绵羊诞生的消息震惊了世界,已经6个多月的多利打破了千古不变的通过两性交配繁殖后代的模式——它通过体细胞核移植“繁殖”成个体。这个结果证明,动物细胞与植物细胞一样具有全能性。
 
在培育多利羊的过程中,英国罗斯林研究所的科学家采用了体细胞克隆技术。也就是说,从一只成年绵羊身上提取体细胞,然后把这个体细胞的细胞核注入另一只绵羊的卵细胞之中,而这个卵细胞已经抽去了细胞核,新合成的卵细胞在第三只绵羊的子宫内最终发育成多利羊。从理论上讲,多利羊继承了提供体细胞的那只绵羊的遗传特征。培育多利羊的技术如今已经成为培育体细胞克隆动物的标准程序。
 
多利羊成功之后的这些年,英国继续走在竞争激烈的干细胞研究领域的前列。2002年,英国成立了世界上首家人类干细胞库,并要求所有在英国培育的人类干细胞系必须存入该库。截止到2008年1月8日,该干细胞库已经批准了58个干细胞系,其中8个可供全世界的研究人员索用。明格研究组提取的干细胞系就是该库批准的最早的两个干细胞系之一。
 
正如地点对于购房人的重要性一样,在干细胞和再生医学领域,研究地点的选择同样非常重要。在2006年《自然》杂志刊登的一篇人物特写中,明格说:“我非常高兴在一个对干细胞使用持务实态度的国家工作。我认为在英国,法律既对干细胞研究作出了严格管制,又为科学发展提供了足够空间。”
 
1996年,为了心爱的研究,明格从美国来到英国,从此没有离开这个国家。
 
追梦的科学家
 
干细胞,也就是在生命的成长和发育中起“主干”作用的细胞,主要包括三大类:第一类是全能干细胞,具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化潜能,可以无限增殖并分化成为任何一种细胞类型,从而可以进一步形成任何组织或器官,最终发育成完整的个体。胚胎干细胞就属于此类。精子和卵子结合后形成的受精卵就是一个最初始的全能干细胞。受精卵继续分化,在前几个分化过程中,可以分化出许多全能干细胞。
 
全能干细胞在进一步的分化中,形成各种多能干细胞,这属于第二类。这些多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力。
 
第三类是专能干细胞。它是由多能干细胞进一步分化而成的。专能干细胞只能向一种类型或两种密切相关的细胞类型分化。
 
为什么干细胞研究对我们来说非常重要?明格作为世界著名的干细胞专家,一直热心向公众解释这个问题,以争取人们对干细胞研究的支持。
 
明格认为,人类的衰老、生病和死亡,主要是由于身体器官的细胞不断死亡而造成细胞缺失。比如大脑缺失某类神经细胞,就会导致帕金森症等神经退行性疾病;如果部分心脏细胞不能正常工作,就会引发心脏病;如果胰脏的部分细胞不能正常工作,就会导致糖尿病。
 
他满怀憧憬地表示:“等我七老八十的时候,也许有一天我可以走进医院,要求医生把我身体里某个组织或者某个器官中死去的细胞用新的细胞来代替,这是我们从事干细胞研究的人的一个梦想,我们希望有朝一日这个梦想能够实现。当然,也许干细胞不能直接治疗像癌症这样的疾病,但是有可能大大延长我们的生命。现在人的寿命差不多七八十岁,但是如果有了再生药物的帮助,也许会延长到几百岁。”
 
挑战帕金森症
 
干细胞研究是一个非常宽广复杂的研究领域,作为一个神经生物学家,明格的一个研究重点是现代老龄社会的大敌——帕金森症。
 
帕金森症是中老年人群中常见的中枢神经系统疾病,一般发病年龄在55岁以上,发病率随年龄增长而增长,在60岁以上的人口中,患病率大约为10%。根据中华医学会在2007年4月18日“世界帕金森症日”上公布的调查结果,目前全球共有约300多万患者,中国约有170万帕金森症患者,占全世界患者的一多半。随着发达国家和中国等部分发展中国家老龄化趋势日益明显,帕金森症的发病率正呈显著上升趋势。
 
简单地说,帕金森症是由神经系统退化引起的。人体中脑有一类名为黑质神经元的神经细胞,合成一种叫做多巴胺的神经递质,其神经纤维投射到大脑的其他区域,如纹状体,对大脑的运动功能进行调控。当80%的黑质神经元变性死亡时,便不能产生足够的多巴胺来维持调节神经系统的正常功能,人就会出现震颤、行动缓慢、走路拖步、字越写越小、身体僵直、步履蹒跚、表情呆滞等症状。病情严重时,病人无法生活自理、饮食困难。部分晚期患者还伴有痴呆等症状。
 
帕金森症是流行性慢性病,目前无良药可以根治。传统的药物治疗将重点放在恢复大脑的多巴胺水平上,这种方法在患病初期比较有效,但是随着神经退化日益加剧,治疗效果会逐渐减弱。
 
明格介绍说,上世纪七八十年代,瑞典科学家开始尝试利用更新神经细胞的方式治疗帕金森症,并取得了初步成功。
 
其中最成熟的一种方法是将胎儿的中脑组织植入帕金森症病人体内。过去15年的临床试验证明,这种疗法相当有效,可以显著改善帕金森症病人的生活质量。遗憾的是,这种方法需要大批的人类胎儿,据统计,治疗每个患者需要8个以上6至8周大的胎儿,这就限制了该方法在临床上的大规模应用。
 
科学家们不得不将眼光转向了更具潜在可操作性的干细胞疗法。科学家曾经尝试从正在发育的胎儿大脑中提取干细胞,然后在体外大批培养,最后植入患者体内。然而他们发现,随着时间的推移,这些干细胞能够产生的神经元明显减少。因此将胎儿大脑作为患者的替换细胞库的想法目前来看还不现实。
 
科学家还尝试了另外一种方法,即从成人大脑中提取干细胞,因为越来越多的证据表明,成人大脑也具有终身产生新细胞的功能。然而科学家还不清楚中脑的神经源性反应到底如何,况且通过控制人体内的神经细胞生长来促进神经细胞数量的恢复仍然是一件非常困难的事。此外也有报道说,可以从脐带血中和骨髓中提取类神经细胞,只是这类报道的证据并不充分。
 
谨慎的乐观主义者
 
在充分表达对干细胞疗法的前景充满信心的同时,明格也大力呼吁加强立法,维护干细胞研究在激烈竞争的环境下健康有序地发展。
 
上世纪80年代早期,科学家们首先在大鼠中成功提取了全能干细胞,并且证明这种细胞可以产生所有3种主要的胚层,以及各种各样的器官和细胞。
 
1998年,J·A·汤姆森首先成功提取人类胚胎干细胞,到2007年上半年为止,各国科学家已经使用各种方法和技术培育出了300多个人类胚胎干细胞系。然而,明格强调,人们只对其中很少一部分进行了较深入的研究,其特征得到了较好的标记。
 
明格指出,为了保证患者的安全和治疗的有效性,科学家仍有诸多难题要解决。例如,干细胞还从未在临床必须使用的活的有机体内发育过,即使那些用来提取干细胞的胚胎,也必须在动物或者人体制品的体外环境中培养。过早地应用还不成熟的干细胞疗法,患者有可能感染朊病毒或者其他病毒性疾病。
 
我们必须以史为鉴,明格是这样总结干细胞疗法的风险的。人类在对抗疾病的历史中,并不乏急躁冒进引发恶果的例子。例如,血友病人感染HIV病毒,病人由于输血感染丙肝病毒,疯牛病带来的危机,过早地应用不成熟的基因疗法等等。由于干细胞培养的特殊性,一个携带病毒的干细胞系会被用于成百甚至上千的患者,大大增加了某个病毒携带者大规模传染他人的风险。历史上,由于器官组织和细胞移植而传染恶性病、自免疫疾病和传染病的案例尽管罕见,但却是有史可查的。
 
明格警告说,人们都渴望尽快把干细胞系应用于临床,如果没有相关法律法规的严格约束,如此激烈的竞争很容易滋养各种打着干细胞疗法名义行骗的事情。在印度和俄国,这样的骗局已经发生,越来越多的诊所号称它们的干细胞疗法包治百病。
 
例如,临床试验和动物实验的数据还不足以证明自体骨髓干细胞疗法治疗心脏病安全有效,然而很多病人已经开始接受这类治疗了。实施治疗的人说,这些病人情况危急,必须马上试一试干细胞疗法。然而明格认为,病情危急这个理由并不足以支持低劣的科研工作。只有通过动物实验,才能进一步了解干细胞移植器官的反应以及癌变的风险等等。
 
商业公司在干细胞疗法的热潮中也起到了推波助澜的作用,明格希望如果这些商业公司急功近利的应用项目失败了,不会给整个干细胞研究带来恶劣影响。
 
“我相信中国一定会的”
 
在谈到中英两国的干细胞研究合作前景时,明格特别指出,中国在干细胞领域的研究中具有非常重要的地位和作用。在全球范围,中国、英国、韩国、瑞典可能在这个研究领域中处于领先地位,因为在这些国家有非常好的、严格的管理规定,而且政府对干细胞的研究也给予了大力支持,使得这些国家在这方面取得不断的进展。与之相反,在美国,联邦政府对干细胞的研究不是非常支持,因此很多科学家感到,美国在干细胞研究方面本来可以发展得更快一些,但由于美国政府采取的消极态度导致他们失去了应有的领先地位。
 
明格说,他和英国同事们在第一次参观中国各地的干细胞研究实验室和一些研究机构时感到非常惊讶。他们看到在干细胞研究领域,中国政府给予了极大的支持,所有的实验室设备都非常好、非常先进,甚至比他在英国的实验室和他参观过的美国等地的实验室还要好,而且中国研究组的质量也是高水准的。明格说:“很明显,中国希望在干细胞研究方面占据国际领先地位,而且我相信中国一定会的!”
 
作为中英科技合作计划的重要成员,明格多次访问中国,推动与中方的合作。去年12月,明格率领英国青年科学家代表团参加了2007中英青年科学家论坛。在论坛开幕式上,明格说:“胚胎干细胞研究是一门艰难的科学,目前全球该领域顶尖的科学家仅150人左右,尤其需要国际化的合作来推动它的发展。12月10日,我们参观了上海转基因研究中心,惊喜地发现这里的技术已经达到了相当高的水平。中英两国是目前走在世界上胚胎干细胞研究最前列的国家,政府和公众对干细胞研究的支持力度不断增加,我们非常期待抓住这个机遇,在这一领域取得更新的进展。”

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