吳青峰

器官再生，往往來源于生物體內(nèi)無處不在的體干細胞。但不幸的是，許多生物在進化過程中，慢慢喪失了器官再生的能力。

自然界中有一群生物擁有非常強的器官再生能力。蠑螈的大腦被摧毀后，可以再生出一個大腦;窩蟲被劈成兩半，可以像蚯蚓一樣長出兩條窩蟲;蜥蜴被切掉尾巴，可以像壁虎那樣再長出一條尾巴;斑馬魚的心臟被去掉以后，可以再生出一個心臟。

器官再生往往來源于生物體內(nèi)無處不在的體干細胞。但不幸的是，許多生物在進化過程中，慢慢喪失了器官再生的能力。

人體中的體干細胞

人體里是否存在體干細胞呢？答案是肯定的。體干細胞分布在我們的皮膚、肺臟、腎臟、造血系統(tǒng)、肝臟以及腸道里面。

哈佛大學有一位科學家堅持不懈地進行了長達17年的造假，說心臟里面也存在一群心肌干細胞。究竟有沒有心肌干細胞，是一個非常有爭議的話題。非常遺憾的是，我們身體里的體干細胞已經(jīng)喪失了器官再生能力。金庸小說里面的楊過被郭芙砍掉了手臂，不能再生出一個手臂;《封神榜》里的比干被挖掉了心臟，同樣不會再生出一個心臟。

這些干細胞在我們身體里面究竟有什么用呢？我們身體里很多細胞需要新陳代謝，腸道細胞每3～5天就需要更新?lián)Q代一次，皮膚細胞每8～40天需要更新?lián)Q代一次，紅細胞每120天也需要更新?lián)Q代一次。身體里的體干細胞就會源源不斷地產(chǎn)生新的細胞來補充消亡的細胞以維持身體組織、器官的功能。

現(xiàn)在最有效的干細胞治療的一種方式是用骨髓干細胞來治療白血病，現(xiàn)在已經(jīng)證實是高度有效的，并且有一套非常成熟的治療方案。

但醫(yī)療界現(xiàn)在也存在一些亂象。比如，對腦中風患者給予神經(jīng)干細胞治療，對糖尿病患者給予胰島干細胞治療，對帕金森病或阿爾茨海默病的患者也給予干細胞治療。這些干細胞治療的方式進行了一系列的臨床試驗，但療效有待進一步考察。我們還是要持非常謹慎的態(tài)度。

骨髓干細胞移植

目前骨髓干細胞移植的手術方案非常成熟，我們可以把骨髓提取出來，純化里面的骨髓干細胞再移植到患者身上。骨髓移植最早出現(xiàn)在20世紀初，醫(yī)生可以把骨髓取出來，但是只能直接給患者口服?？上攵?，這種做法是沒有療效的。

第二次世界大戰(zhàn)后，骨髓移植取得了突飛猛進的進步。1956年，紐約的托馬斯醫(yī)生對一個白血病患者進行了骨髓移植，提供骨髓的供體是患者的雙胞胎兄弟，血型、免疫型與受體高度一致，所以這次手術取得了非常好的療效。

1957年，蘇聯(lián)的烏拉爾地區(qū)發(fā)生核泄漏事故后，有6名工程師的身體受到了高度輻射，他們被緊急送到法國接受骨髓移植。在這次手術中，只有一個人活下來，其他幾名患者都發(fā)生了非常嚴重的免疫排斥反應。這次手術開啟了人類對免疫排斥反應的研究，這種疾病被稱之為移植物抗宿主病，這在器官移植里面也是非常嚴重的疾病。

科學家很快就對骨髓里面的細胞成分進行了研究。他們對小鼠進行電離輻射，相當于把小鼠放在受原子彈轟炸過的殘體里面。這些小鼠的造血系統(tǒng)都受到了非常嚴重的破壞，科學家再對這些小鼠進行骨髓移植，他們發(fā)現(xiàn)骨髓細胞可以在這些小鼠的身體“安居樂業(yè)”“生根發(fā)芽”，再造出一個造血系統(tǒng)來。后來，科學家發(fā)現(xiàn)在這些小鼠的脾臟里可以長出很多克隆或集落，每一個克隆或集落都來自一個骨髓干細胞。

做這項實驗的是加拿大科學家麥卡洛克和蒂爾，他們在骨髓里面鑒定出了骨髓干細胞，發(fā)現(xiàn)這些干細胞可以自我更新，并且可分化成不同的細胞類型。例如，白細胞參與免疫反應，紅細胞參與氧氣輸送，血小板參與凝血。

憑借這項研究，他們成為干細胞研究領域的先驅(qū)，獲得了2005年的拉斯克獎——諾貝爾獎的風向標。遺憾的是，因為其中有一位科學家去世了，所以他們沒有獲得諾貝爾獎。

大腦里的神經(jīng)干細胞

大腦里也存在一群神經(jīng)干細胞。神經(jīng)干細胞分布在大腦中不同的位置，主要包括側(cè)腦室和海馬。最近，有科學家發(fā)現(xiàn)第三腦室也存在一群神經(jīng)干細胞。

如果把大腦比作一個椰子的話，你把椰子剝開，里面的椰汁就是腦積液，包裹腦積液的一群細胞就是神經(jīng)干細胞。

神經(jīng)干細胞的來源

當我們還是胚胎時，有一群非常年輕的神經(jīng)干細胞不停地分裂，“一生二，二生三，三生萬物”，創(chuàng)造了大腦。在大腦形成過程中，大部分的神經(jīng)干細胞“犧牲”了自己。但是有一群非?！皽嘏钡纳窠?jīng)干細胞想要伴隨我們一生，它們就“冬眠”起來，伴隨著我們出生、成年、老去。但是在一些阿爾茨海默病患者中，這些干細胞的數(shù)量是明顯減少的。

這些成體神經(jīng)干細胞或者出生后的神經(jīng)干細胞，也會間歇性地活動一下，產(chǎn)生一些新生細胞，這些新生細胞可以促進我們的嗅覺和學習記憶能力。

曾有一段時間，科學家非常熱衷于提升這些神經(jīng)干細胞的功能，以提高人類智商。當大腦受到損傷的時候，這些神經(jīng)干細胞會被激活，產(chǎn)生神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞。神經(jīng)元是我們大腦中處理信息的基本單元，它們可以處理信息、傳遞信息，讓大腦高速“運轉(zhuǎn)”起來。膠質(zhì)細胞在大腦里主要起支撐作用，龐大的數(shù)量構(gòu)建了幾億個復雜美麗的“建筑”，讓神經(jīng)元住在里面安靜地工作。據(jù)說，愛因斯坦大腦里面的膠質(zhì)細胞比正常人多，但是功能性的神經(jīng)元數(shù)量并沒有明顯的區(qū)別。

非常遺憾的是，神經(jīng)干細胞損傷修復能力非常差，它們可以產(chǎn)生神經(jīng)元，但更多的是產(chǎn)生膠質(zhì)細胞，最終造成一個膠質(zhì)疤痕留在大腦里。如何喚醒神經(jīng)干細胞在它們“冬眠”以前的本事？這是科學家孜孜以求的事情。

干細胞的兩面性

干細胞具有對細胞更新?lián)Q代、損傷修復的能力，但每一個硬幣都有兩面性，干細胞有時候也非常危險。

當神經(jīng)干細胞發(fā)生特殊基因突變的時候，它們就會變成“小惡魔”，在大腦里制造出一個腫瘤。腫瘤會慢慢變大，擠壓大腦里的空間?，F(xiàn)在對于腫瘤的治療效果是比較差的，我們通常運用手術方式對腫瘤進行切除，但是藥物化療的效果非常差。有很多藥物剛開始對腦瘤的治療效果很好，隨后治療效果會慢慢變?nèi)?，這個反應稱為藥物抵抗。

為什么會出現(xiàn)藥物抵抗呢？有一個假說是，當神經(jīng)干細胞變成“小惡魔”——腫瘤干細胞的時候，它們會不斷地復制變成一個大腦腫瘤，這些腫瘤干細胞搖身一變又“冬眠”起來，變成“一副若無其事的樣子”，跟普通細胞沒有兩樣。

藥物可以殺死普通的腫瘤細胞，但是對腫瘤干細胞卻“束手無策”。當藥物撤掉以后，腫瘤干細胞就再一次瘋狂地復制自己，形成一個新的腫瘤，這叫腫瘤復發(fā)。

現(xiàn)在有一些方案對腫瘤干細胞進行殲滅，設計藥物去特異性地殺死腫瘤干細胞，同時把腫瘤細胞殺死，這樣的治療效果就會比較好。

為什么以前很難找到腫瘤干細胞？因為它們的群體很小，相當于要在茫茫人海中，把一群偽裝成好人的壞人抓出來。

現(xiàn)在出現(xiàn)一種單細胞測序技術，對腫瘤里面的每一個細胞進行地毯式的搜查，并詳細地去看它們的分子特征。這樣就可以把腫瘤干細胞的特異性標記出來，再對腫瘤干細胞進行特異性的殲滅，從而促成更好的靶向治療，這種治療方式遠比以前用的普通腫瘤藥物效果更好。

中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所正在做這件事情，但是路還非常漫長。

難在哪里？一方面是怎樣能夠更好地開發(fā)利用內(nèi)源性的神經(jīng)干細胞;另一方面，要避免神經(jīng)干細胞發(fā)生不必要的基因突變產(chǎn)生腫瘤。對于外源性的神經(jīng)干細胞治療，要避免它們產(chǎn)生惡性突變。所有的干細胞治療都有一定的危險性，因此，接受干細胞治療要警惕！

我們真心希望能夠更好地開發(fā)利用內(nèi)源性的神經(jīng)干細胞，也希望能夠把外源性的干細胞更好地移植到人體內(nèi)，修復身體損傷，治療更多的疾病。

（作者系中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員）

（編輯 宦菁 huanjing0511@sohu.com）