加州幹細胞研究和产业化领先全美

最近美国经济受到金融危机的打击，急需转型，因此要寻找新的经济增长点。奥巴马竞选总统时提出把新能源和生物技术作为新的经济增长点。美国最大的经济体加州现在几乎经济崩溃，预算赤字超过200亿美元，对新增长点有迫切的需求。加州最有潜力的是生物技术产业，加州人引为自豪的几家世界级的生物高科技公司都是上世纪八十年代，由风险投资和几个人的小团队起家的。三十年不到，南加州的Amgen和湾区的Genentech现在都是百亿美元的身价了。

行业内人士认为，下一波的生物高科技明星创业公司将会在干细胞研发领域内诞生。专家分析，干细胞概念之所以有别于虚拟概念，快速成为独立概念股，原因在于干细胞研究的临床应用属性和巨大而广泛的利润空间。干细胞对多种疑难病症的治疗前景，在全球范围内，均已完成动物实验。一经人体临床试验成功，干细胞的潜在经济效益将迅速爆发出来。名列「富比世」（Forbes）世界首富的微軟創辦人蓋茲（Bill Gates）預言，有朝一日21世紀的首富應該是來自於生物科技界，也就是再生醫學的佼佼者將會脫穎而出。

美国现任总统奥巴马对干细胞研究的解禁后，加州的生物技术研究庞大机器就开动了，这将是不亚于新能源的新的经济增长点，会带领加州乃至美国走出经济危机。预期干细胞技术将迅速发展，美国有关干细胞的公司股票可能会水涨船高。干细胞生物技术概念正在国际资本市场上形成气候，干细胞概念股票市值之和达到300亿美元。美国的康斯威辛大学、霍普金斯大学、加州大学、加州的Geron公司和先进细胞技术公司已经远远走在应用研究的前头。专家预计，未来10年，干细胞全球市场容量将达到数千亿美元。

"万能"的干细胞

干细胞(stem cells, SC)是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称之为"万用细胞"。干细胞有两种分类方法，一是根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。第二种分类方法是根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）。胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞，而成体干细胞的发育等级较低，是多能或单能干细胞。

由于干细胞是一类具有自我复制、分化潜能和极强可塑性的细胞，它可以分化成体内200多种功能的体细胞、衍化、再生、修复由1000万亿细胞所组成几十种组织和器官，因此，它是我们体内所有细胞、组织和器官的"种子"和"根源"，可称为"万能"的奇迹细胞。它不仅对人类生殖发育、细胞分化、器官生成而且对人类疾病的发生、损伤修复、组织器官的再生和疾病防治都具有深远的理论和实际意义。例如，干细胞可以取代遭破坏的大脑和脊柱神经细胞。在癌症的治疗过程中，健康的干细胞可以取代被放疗和化疗所破坏的细胞，分化成为大脑、心脏、肝、肺或身体其它部位的一部分。几乎任何一种死亡的细胞，无论致死的伤害或疾病类型如何，都能被有着惊人可塑性的新而健康的干细胞所替代。

获取干细胞的渠道主要有三个：成人细胞、脐带细胞和胚胎细胞。成人干细胞可以从骨髓或者外周系统提取。成人干细胞虽然要从患者自身提取而且难度较大,但它有优于脐带干细胞和胚胎干细胞之处。首先是数量不成问题；其次提取出的细胞不存在DNA的差异，因此不会受人体排斥。干细胞的第二大丰富来源是脐带。脐带细胞在怀孕的时候提取，作为一种保险措施，储存在低温的细胞库里以备将来新生儿之用。这种细胞也可以用在新生儿的父母亲和其他人身上。血缘关系越远，细胞被免疫系统的抗体排斥的可能性就越大。胚胎干细胞是在胚胎的细胞未分化之前直接从中提取的。在这个阶段的胚胎称之为胚泡。胚泡大约有一百个细胞组成，其中很大的一部分是干细胞。它们在培养皿中培养时，可以持久存活。培养皿中的干细胞每隔两三天，数量就成倍增长。

最热门的研究领域

干细胞研究始于60年代体外受精和胚胎干细胞的研究。1970年，勒罗伊·史蒂文斯(Leroy Stevens)通过对小鼠的观察发现，某些胚胎细胞一旦被移植到子宫之外，就会发育成为畸胎瘤，一种混杂着多种无序生长的组织(牙齿、骨骼、肌肉)的肿瘤；简单地说，这些胚胎细胞有能力进行增殖，能形成多种不同的细胞。这在当时可是闻所未闻的。史蒂文斯将其发现命名为"多能胚胎干细胞"。从那时起世界各地的科学家们陆续展开实验，以深入了解这种奇特的胚胎干细胞（ES细胞）。1981年，英国科学家马丁·J·埃文斯（Martin J. Evans）成功地从小鼠胚泡内细胞团分离出一些未分化的细胞系，并将它们无限期地保持在这种状态之中。这一成就标志着对分化之前的ES细胞进行研究成为了可能。

生物学家们很快发现，在将ES细胞从培养基中提取出来并植入胚胎之后，不仅它们自己会参与胚胎的正常发育，而且在整个成年机体中也能找到它们的后代，这说明这个成年机体是一个真正的嵌合体。但直到1998年美国的汤普生（Thomson JA）首次从人胚胎中分离培养出干细胞，才真正开始了干细胞的新时代。近年来，各国科学家集中了现代生物学最先进技术和理论，包括基因组、蛋白质组、系统生物、生长发育、重组克隆、细胞生物、分子生物、移植转染、分子肿瘤等对干细胞进行广泛而深入的基础和临床研究。从1998年至今在世界上发表有关干细胞的论文近5万余篇，干细胞研究已经成为世界上医学生物学最热门的研究领域。

广阔的应用前景

研究表明，不仅在胚胎，在人体所有组织器官中都有干细胞存在；人体内所有干细胞都可分化成各种功能的成熟的体细胞；而所有人体成熟体细胞也都可转化重编成干细胞；在实验中干细胞对人体几乎所有损伤的组织和器官都具有修复和治疗作用，为我们揭示了干细胞研究和应用的激动人心的发展前景。但是，现在离干细胞的治疗和广泛应用为时尚早，至少还需10年的努力才能实现。

目前，科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞，并以这样的干细胞为"种子"，培育出一些人的组织器官。干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用，将产生一种全新的医疗技术，也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官，从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官，来替换自身病变的或衰老的组织器官。假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期保存起来的干细胞及其衍生组织器官，那么，这位老年人的寿命就可以得到明显的延长。

现在，利用造血干细胞移植技术已经逐渐成为治疗白血病、各种恶性肿瘤放化疗后引起的造血系统和免疫系统功能障碍等疾病的一种重要手段。科学家预言，用神经干细胞替代已被破坏的神经细胞，有望使因脊髓损伤而瘫痪的病人重新站立起来；不久的将来，失明、帕金森氏综合症、艾滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等绝大多数疾病的患者，都可望借助干细胞移植手术获得康复。

多能干细胞（iPS）是里程碑

胚胎干细胞具有"全能"的发展潜力，可以分化成任何类型的体细胞。由于其"全能"性，仅从技术角度来说，用胚胎干细胞来培养人体组织和器官以治疗疾病是最理想的。但胚胎干细胞要从胚胎中提取，和杀人没多大区别，因此涉及伦理和道德问题，有关研究在各国遇到了不少反对的声音。

为了避开伦理和道德的争议，日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)2006年率先成功开发了具有里程碑意义的多能干细胞（iPS）技术。山中伸弥和湾区渊源很深，他在日本获得医科和生物双博士，然来到旧金山的格莱斯顿研究所先后做博士后，研究员，和教授。格莱斯顿研究所附属加大旧金山医学院，对心脏病，炎症，和神经疾病的研究闻名于世。山中伸弥的团队2006年在顶级杂志《细胞》上发表了突破性的论文，证明了仅用四种转录因子就可以把老鼠成体细胞重编程和转化为多能干细胞，随后，日、美两国科学家利用此技术成功地将人体皮肤细胞诱导成了多能干细胞。上周的《自然》杂志网络版刊登了中国科学家应用类似方法培育的具有生育能力的iPS小鼠，表明了多能干细胞技术可以用来创造生命。

多能干细胞技术的突破，不仅解决了伦理和道德的问题，也为科学家们获取多能干细胞增加了一个新的途径，同时，多能干细胞技术也为研究发育与生殖、疾病发生发展机制、基因、蛋白质、RNA功能等提供了一个非常重要的实验模型。因此，这一技术一经公布便立刻得到了科学界和社会的普遍认同，具有重大理论意义和实用价值。因为这项技术对整个生物医学和再生医学有着革命性的冲击，行业内人士都认为山中伸弥迟早会获得诺贝尔奖。

多能干细胞技术启示我们，返老还童是人体的一种潜能，在特定的条件下可以诱发出来。人类一直梦寐以求的青春不老之泉很可能是真实存在的，而不是一种传说。这项技术让笔者想到了过去的神仙故事，说一个老道可以把一根树枝变成一株大树；西游记里的孙悟空拔几根毫毛一吹，就是好多孙悟空。生命奥秘实在没有止境，人类对大自然永远都在学习。中国古人对生命的认识，恐怕远远超过了现代西方科学家，才会有这些现代人认为的神话故事。他们可能走了另外一条认知生命的道路。

干细胞治疗的伦理道德问题

干细胞为医学治疗展现了无限的前景，甚至使某些人看到了长生不死的希望。它所蕴含的巨大商机冲击着一切禁忌，"据估计，干细胞市场的价值可能高达150亿美元。"巴黎高等经济商业学院(ESSEC)的教授格雷戈里·卡兹-贝尼舒(Grégory Katz-Bénichou)指出。法兰西生物技术协会(France Biotech)主席菲力浦·普莱蒂(Philippe Pouletty)则认为，这类技术"到2020年或2030年将能带来50亿至500亿欧元的营业额"。

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道德问题也随之出现：为获得ES细胞而杀死人胚是否道德？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道德？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？这些问题很难简单回答，必须认真研究人胚胎干细胞研究涉及的伦理、社会、法律、医学、神学和道德问题。有人担心，为获得更多的细胞系，公司会资助体外受精获得囊胚及人工流产获得胎儿组织。

美国政府的态度变化

2001年8月，时任总统共和党的布什颁布了一项行政命令，宣布对胚胎干细胞研究设限，允许对胚胎干细胞研究提供有限的支持。这个行政命令规定，联邦经费只能用于已有的胚胎干细胞系研究，而不能用于提取新的胚胎干细胞。但是，美国国会为打破布什总统施加的限制提出了一个法案。法案要求增加联邦拨款，扩大胚胎干细胞研究。2005年5月，众议院以238票对194票通过了这项法案。2006年7月18日，这个法案又以63票对37票在参议院得到通过。但是，这个法案在7月19日提交白宫后遭到布什总统的否决。这是布什任期5年半来第一次动用总统否决权。他为自己的决定作出了解释。他说："国会的这个法案为了给其他人寻求医疗上的好处，不惜牺牲无辜人的生命，它跨越了我们社会应该尊重的道德底线，因此我要否决它。"

美国现任总统民主党的奥巴马今年３月９日签署行政命令，推翻了布什的决定，并要求美国国家卫生研究院着手制订干细胞研究规范。这意味着大笔的联邦资金会涌入干细胞研究，从而引发该领域的爆炸性突破。美国国家卫生研究院7月６日公布了最终版本的干细胞研究规范，对可以获得联邦政府资金资助的干细胞研究范围作出了界定。根据规范，美国联邦政府资金可以资助对已制成的胚胎干细胞进行研究，但不允许资助利用人类胚胎制造胚胎干细胞。此外，对利用孤雌生殖（指卵子不通过受精而直接发育成新个体的生殖方式）、体细胞克隆技术制成的胚胎干细胞以及专为研究目的生产的胚胎干细胞进行研究不能获得联邦政府的资金支持。这一规范放宽了对来自其他国家的胚胎干细胞进行研究的限制。

加州支持干细胞研究

2004年11月，在美联邦政府对干细胞研究有保留态度的情况下，为促进加州干细胞研究，加州全民投票通过加州第71号提案，授权州政府在未来10年，通过发行公债筹集资金30亿美元，开展干细胞研究。2005年初，州政府为此设立了一个新机构，即加州再生医学研究所 (California Institute for Regenerative Medicine，CIRM)，来掌管此项经费，负责组织和管理研究项目的实施。加州是美国第一个通过民众公决而支持干细胞研究的州。

美国联邦政府禁止对人类胚胎干细胞研究进行联邦拨款，禁止71号提案有关公债的出售。但加州再生医学研究院不顾法院诉讼，仍然照原计划实施，并获得州政府1亿5千万美元贷款。加州再生医学研究院随后公布了长达149页的未来10年研究计划草案，总共30亿美元预算中，16亿美元用于包括基础科学到临床实验的研究，2亿9千5百万美元用于培训，2亿7千3百万美元用于配备实验设备。

2008年5月7日，加州州长施瓦辛格宣布，加州１２个科研机构当天获得了总额为２．７１亿美元的资金，用以推动人类胚胎干细胞研究。湾区获得最高奖助金的机构为史丹福大学，金额为4,360万美元，其次为加州大学旧金山分校，金额为3,490万美元。湾区获奖金额第三高的是诺砝图市的巴克老年研究所，2,050万美元。加州大学柏克莱分校第四，2,020万美元；加州大学圣塔克鲁兹分校第五，720万美元。此外，加大校方表示，该校九个校区总共获得1亿8,000万美元的干细胞研究奖金。

加州的政策也吸引了一些干细胞公司搬到湾区来。總部坐落於麻薩諸塞州的「先進細胞科技公司」（Advanced Cell Technology Inc.）就是從再生醫學中心獲得補助的一個具有代表性的民間企業。先進細胞科技公司在2005年取得補助後，便有計劃的將它的實驗室搬到加州，公司執行長更是率同研究部門80%的成員遷居舊金山灣區附近的阿拉美達市（City of Alameda）。

FDA批准干细胞疗法的人体试验

位于旧金山湾区门罗公园市的生物科技公司Geron于2009年1月23日宣布，该公司已获得美国联邦食品暨药物管理局(FDA)批准，将从2009年夏天开始，针对因脊椎受伤而导致胸腔以下瘫痪的病人，展开人类胚胎干细胞治疗的人体临床试验。这项创下世界首例的干细胞人体临床试验，象征了干细胞研究史上最重要的里程碑，也代表了医疗技术的重大突破。

Geron即将展开的干细胞治疗试验，以脊椎受伤一至二周内的病患为目标，实验地点则为全美4到7个医学中心。Geron将把经由特殊处理的人类胚胎组织干细胞GRNOPC1，注射在患者脊椎受伤部位。第一阶段的临床试验，计划在8到10位急性脊椎受伤的患者身上，施以低剂量GRNOPC1，测试药物安全性，并检视干细胞疗法的初期效果。待通过安全性测试后，该试验将进入下一阶段，以药物疗效试验为主。

Geron执行长欧卡马(Tom Okarma)表示，这项人体干细胞临床试验的最终目标，是希望透过直接在病患脊椎受损处，注射GRNOPC1治疗，用健康的新细胞协助受损的脊椎神经重新生长，并修补受损神经的周遭，让病人恢复感觉及行动能力。研究人员及医学界相信，干细胞疗法将有可能为每年数千名因脊椎严重受伤而导致瘫痪的患者，带来一线治疗的新契机。除了脊椎受伤患者外，多发性硬化症、中风、及其他因中枢神经受损而导致的疾病，未来也可望透过干细胞疗法而取得治疗成效。

利用生命的底线是维护生命

法国巴黎科尚研究所(Institut Cochin)所长阿克塞尔·甘恩(Axel Khan)是法国国家健康与生命科学伦理咨询委员会的委员，他认为干细胞研究和产业化提出了一个关于"生命"商业化的问题。对"生命"的利用是否有底线？伊利诺伊州立大学政府和政治系的宪法专家罗伯特·布拉德利分析："从哲学的角度看，这个问题非常重要，因为这是一个涉及生与死，也就是如何给生命定义的问题。"

支持胚胎干细胞研究一方的观点是，胚胎是人类生长的初期阶段，还没有长成生命，因此不能称为人。这个观点认为，胚胎干细胞研究有助于帕金森症、老年痴呆症、癌症以及糖尿病的治疗，能够给很多人带来益处，因此这个研究值得继续下去。反对胚胎干细胞研究一方的观点是，人的生命从母亲怀孕时就开始了。允许胚胎干细胞研究，就是允许杀害人的生命。另外，在用胚胎干细胞来治疗老鼠的帕金森氏综合症的实验中，已有将近20%的老鼠死于脑肿瘤。实验显示，经过长时间储藏的胚胎干细胞产生了染色体异常，从而导致了癌细胞的生成。

前总统布什曾指出，由联邦政府拨款来进行这方面的研究就等于是出钱帮助杀人。布什认为，任何生命，包括早期阶段的胚胎，都不应该被摧毁，即使是为了有可能拯救他人生命的医学研究的需要，也不能这么做。他指出，美国的建国原则是，人人与生俱来是平等的，而且被造物主赋予了生命的权利。布什总统提出，美国人可以在捍卫这一建国承诺的同时，促进科学事业的发展，同时确保科学为人类服务，而不是人类为科学服务。"美国天主教主教团"维护生命权活动的副主任理查德.德夫林格(Richard Doerflinger)说："在科学研究中维护生命的这一道德底线非常重要。"

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