正文 第五章 發達的醫學領域(2 / 3)

在人的大腦內發現神經幹細胞距離現在隻有十多年的時間,由於神經幹細胞在臨床應用方麵具有很廣泛的前景,所以全世界現在幾乎都在把它作為一個熱點來進行研究。神經幹細胞的研究領域,不管是從技術上來說還是臨床應用,目前所處的都是比較前沿的位置。

傳統觀念一直以來都認為,中樞神經係統的細胞在出生前或者出生以後就會停止生長,這就意味著人類或者高級的哺乳動物在成年以後,神經細胞就會不斷的減少而且不能被更新或者代替,而對於後天發生的中樞神經係統損傷是無法進行修複的,神經功能的恢複隻能依靠其附近或者其他部位的中樞結構來代償。但是,後來卻有研究者發現,成年的哺乳動物腦內一些部位的細胞具有再生的功能,而人腦內也同樣存在這樣的細胞,也就是我們現在所說的神經幹細胞。

據有關的研究專家介紹,隻要抽取一點患者的骨髓,並在體外培養並誘導成神經幹細胞,然後再移植入患者的神經係統,從而使受損的神經功能得到修複。一旦這項研究能夠在臨床上獲得成功,那些腦外傷、偏癱、脊髓損傷等神經功能受損的患者,尤其是對植物人來說,實在不失為一個福音。

但是神經幹細胞移植的早期研究通常隻能以動物活體來做實驗。實驗之前,研究人員會先用來做實驗的白鼠第8、9根胸椎之間的神經完全切斷,使其後腿失去自主移動的功能,也不能自動排尿,這隻白鼠就相當於是一個高位截癱的病人。接著,研究者用從人體胚胎中分離出來的神經幹細胞,加入各種誘導因子,並在試管中培養了近9個月,幹細胞指數一直呈現增殖狀態,研究者終於克服了人體胚胎幹細胞在體外一段時間後容易分化或者凋亡的這一難題。而後研究人員會將人胚幹細胞移植於高位截癱的白鼠體內,不久之後,研究人員就驚奇地發現白鼠的後腿開始逐漸恢複運動功能,逐漸的已經能夠自主支撐身重、緩慢的移動和爬坡,並開始自動排尿。經過更深入的檢查證實,神經幹細胞在白鼠體內的存活狀況良好,裝逐漸的向病變部位遷移並分化成熟的細胞。白鼠脊髓損傷處的神經細胞正處於明顯的再生過程,而且沒有出現明顯的排異反應。一旦時機成熟,研究人員就將著手進行神經幹細胞移植的臨床治療研究。

神經幹細胞移植已經是國內外醫學學術界公認的修複神經功能受損最有效方法。而獲取神經幹細胞隻有三個途徑,一種是通過胚胎提取,也就是從流產的胎兒身上抽取獲得幹細胞;二是通過克隆,通過抽取動物的細胞注入卵母細胞,培植成幹細胞;三則是從自身抽取骨髓,然後加入各種誘導因子,在進行一些基因的改造和修飾,定向誘導分化成神經幹細胞。而前兩種獲取方式會帶來倫理道德方麵的置疑,而且從技術層麵上來說難度也太大。所以從骨髓中進行神經幹細胞的培養,不僅技術方麵相對比較成熟,實驗的效果和可靠性也比前兩種要更明顯。

後來應腦癱、腦外傷和腦血管瘤三位誌願者患者的家屬強烈要求,研究人員對他們進行了神經幹細胞移植手術,療效目前還正處於觀察之中。如果一切順利的話,不久之後就可以在臨床中普通的推廣應用了。

神經幹細胞移植是國際上的一種研究方向,很多研究神經幹細胞移植領域的專家、學者,對“神經幹細胞移植”目前的研究的狀況以及發展前景都抱有很大的期望,都希望在短時間內能有更大的突破。而對於發病率居高不下的偏癱患者來說,如果神經幹細胞移植獲得突破並用於臨床,實則算得上一項造福人類的研究成果。

6.向死亡挑戰

死亡是人生的必經之路,也是自然規律,不管是人、植物或者動物,甚至是細菌,隻要是有生命的一切最終的結果都是死亡。死亡和出生是一樣的,都是生命的一種自然形式。但是隨著科技的發展和日益先進,一些科學家們現在卻向死亡發起挑戰,那麼究竟人能不能戰勝死亡呢?

雖然死亡是人生的必經之路,但是大部分的人還是會對死亡充滿恐懼。更有很多人都希望有一天人類能夠尋找到一種可以避免死亡發生的方法。而英國的某媒體就曾經報道過一起使用先進的醫療方法——基因治療法挽救幼小的生命,並向死亡發起挑戰的驚人消息。

患病的是一個叫做裏斯·埃文斯的英國南威爾士的小男孩,因為他出生的時候體內就缺少能夠控製免疫係統發育的基因,所以患上了被稱為“嚴重聯合免疫係統缺陷”的先天性遺傳病。由於患該病的兒童自身並不具備有效的免疫係統,所以缺乏對感染的抵抗力,因此隨時都有可能有生命的危險。

裏斯未出生的時候,尚且能借助母體的免疫力正常的發育,但出生後的10個月裏,就經曆了一係列嚴重的感染,幼小的他變得骨瘦如柴,連抬頭的力氣都沒有了,生命隻能完全的依靠抗生素來維持。而且年幼的他就必須呆在完全隔離的特護病房,隻有父母偶爾才能來探望他一次。

像裏斯這種患“嚴重聯合免疫係統缺陷”的兒童通常都會在出生後的幾年內就走到生命的終點。就目前的治療水平來說,能夠有效的治療這種病的方法就是進行骨髓移植,但裏斯並沒有其他的兄弟姐妹,而且骨髓捐獻者中也沒有和他骨髓能配型成功的合適人選。在這種情況下,倫敦大奧蒙德街兒童醫院為了能挽救這個幼小的生命,最終決定冒險用基因治療的方法來對他進行治療。

醫生們告知裏斯的父母治療的具體步驟,首先要從裏斯的骨髓中取出一些樣品,並從中提取出能夠發育為免疫係統的幹細胞。然後,在將這些幹細胞與裏斯體內缺少的基因的病毒混合在一起。當然,該病毒已經做過一定的處理,對人體沒有危害。當病毒侵入細胞並與細胞本身的基因進行結合後,這些幹細胞便攜帶了需要植入的基因。接下來,醫生將這種經過特殊修改的幹細胞重新注入裏斯的血液中,在植入基因的作用下,裏斯就可能會發育出自身的免疫係統。雖然明白手術可能會失敗,但是為了低微的成功希望,裏斯的父母依然選擇了接受醫生的治療方案。

最終的結果出乎了所有人的預料,裏斯在接受治療後,病情出現了明顯的好轉。醫生們原本估計裏斯的免疫細胞至少需要幾個月才能形成,但他在手術後9個月就已經基本恢複了正常。雖然後來還需要繼續服用抗生素來抑製病情,但是以前每天要滴注促進免疫係統形成的免疫球蛋白已經可以省去了。裏斯終於又可以想起他的正常孩子一樣,在公園的草地上歡快的嬉戲了,可能任誰都很難相信,那是一個9個月前還掙紮在死亡線上的孩子。

雖然裏斯的病並沒有徹底治愈,還需要長時間的跟蹤檢查,但裏斯病情的好轉程度已經足以讓負責治療的醫生們感到興奮。因為在實驗室研究基因治療已經很多年的他們,還是首次將這項先進的技術使用到臨床並取得了成功,這是一個絕對性的重要進展。

現在,如果說先進的現代生物技術離戰勝死亡的日子已經不遠了,你相信嗎?不用懷疑,飛速發展的醫學科技很快就會帶領人們走入一個新的神奇領域,戰勝死亡也許就不會隻停留在夢想的階段了。

7.解決免疫排斥的新途徑

醫學科技的發展和進步,很大程度上解決了很多疑難的疾病無法治療的問題。而器官移植手術也是作為醫學技術中一項已經逐步普及的治療手段,而器官移植手術並不能保證百分之百的成功率,免疫係統的排斥就足以讓手術功虧一簣。眾多的科學家麵對這一難題,也是煞費苦心的在不斷探索。

免疫係統的生成

機體的免疫係統的免疫排異反應是決定器官移植手術成敗的關鍵問題,一旦免疫排斥問題沒有解決,整個手術都會因此而宣布失敗。而最近,一些美國的研究人員發現了一條能夠解決這一問題的有效新途徑,就是以不損害免疫係統為基礎,誘發它對外來器官的容忍性。

為了避免患者的免疫係統對外來器官產生排斥的現象,在以往所進行的器官移植中,醫生通常會采取用抗排斥反應的藥物來抑製病人的免疫係統活動。然而病人的免疫係統被抑製的同時抵抗力也會不斷的下降,最終會導致患者容易受到細菌、病毒等感染性疾病的侵襲。

然而,紐約市哥倫比亞大學的一些研究人員卻在最近發現了一個新的問題,人體的免疫係統內其實是存在著兩種功能截然不同的細胞的。其中的一種是刺激免疫係統產生排異反應的細胞,也就是巨噬細胞和枝狀細胞;而另一種則是具有抑製作用的特殊T細胞。研究人員發現,在抑製性T細胞的作用下,巨噬細胞和枝狀細胞的表麵會聚集了大量的ILT3和ILT4抑製性分子,它們能夠提高巨噬細胞和枝狀細胞這兩種細胞對外來器官的容忍力。所以,研究人員覺得。如果在未來進行器官移植的時候,向移植部位注射ILT3和ILT4分子可能就會更好的避免排異反應的發生。而且這種做法不僅可以用於器官移植手術中,而且對多發性係統性硬化症、I型糖尿病和風濕性關節炎等免疫係統疾病的治療也可能會有很大的幫助。因為患上了免疫係統疾病的人體內一旦增加的ILT3和ILT4的含量,患者的免疫係統就失去控製並攻擊和損害自身的器官和組織,從而有效地保護自己。

研究人員還認為如果將來能夠掌握ILT3和ILT4分子的功能,就相當於掌握了操縱人體免疫係統的鑰匙。對提高人體免疫係統的活性會非常有利,這對於癌症病人和免疫係統出現了缺失的艾滋病人來說是一次新的希望。科學家們希望能夠通過調節和降低ILT3和ILT4分子的含量,使人體的免疫係統能發揮更大的對腫瘤的排斥功能。目前,通過操縱細胞而控製免疫係統的臨床實驗還在不斷的研究中,可能在不遠的將來就會逐步的推廣到器官移植手術中。

現在的臨床上所采用的抑製自身免疫性疾病是通過藥物來控製的,但是藥物治療的同時伴隨的風險性也很大。而科學家們在這一領域的新發現,將為需要器官移植或者其他的一些患者帶來新的希望。

8.生命科學的八大奧秘

生命科學係統的闡述了與生命特性有關的一切。它即支配著無生命世界的物理和化學定律,同時也適用於生命世界。對於生命科學的深入了解和研究,還能促進其他領域的發展。21世紀是生命科學的世紀,全世界都對這門不會終結的學科十分重視。未來生命科學的發展道路上,還有著許多我們不知道的東西,在等待科學去為我們揭示其中的奧秘……

生命科學是一門對生命現象、生命活動的本質、特征和發生、發展規律,以及各種生物之間和生物與環境之間相互關係進行研究的科學。因為其和人類的健康、經濟建設和社會發展都有著一定的密切關係,所以在全球範圍內普遍受到科學家們的關注。而即便是科學發展迅速的今天,依然有一些生命科學的奧秘無法解開。

1.蛋白質作為生命基礎,能確定其結構嗎?

就目前的情況來說,還無法根據純粹的理論基礎來對蛋白質的形狀進行闡明,而且用實驗的方法來確定蛋白質的結構也是一件十分繁瑣的事情。很多不同的氨基酸序列都能形成類似形狀的蛋白質,所以可以通過詳細的研究蛋白質中一個具有代表性的分子,來推斷各種蛋白質的結構。隨著已經解出的蛋白質結構不斷增多,以及科學家開發出方法更加精細的蛋白質基本結構分類,生物化學家們將通過不斷地利用計算機來模擬新發現的蛋白質的結構。

2.人工生命形式能合成嗎?

科學家們已經利用幾種可能得到的已完全排序的因基組,在生命由何物組成是這個難題的指引下,以單個細胞的水平為基礎,開始了對這些有機體內所隱含的基因的排列工作,這將有助於人工合成生命。當然,這類實驗也可能會引發不容忽視的倫理和安全性等問題。

3.能否建立精確的細胞計算機模型?

在過去的很長時間裏,生物學家們經常會對單個基因或蛋白質進行主要的研究。而今後的一段時間,他們的研究將轉向於研究許多基因的整體功能、基因路徑的反應網絡以及外界因素如何影響該係統的領域。長久以來,生物學家就極力的想描述出細胞的構成因子是如何相互作用的。隨著所有基因被鑒別,以及所有的細胞相互作用和反應被繪製出來,藥物學家們開發藥物,或者毒物學家在預測某種物質是不是有毒等工作的時候,都可能轉變成用細胞的計算機模型來回答他們的問題。

4.基因決定哺乳動物發育的細節能弄清嗎?

隨著人類全部基因組序列的完成,以及老鼠等生物的基因組序列即將完成,序列比較將變得越來越普遍和徹底,並能夠給生物學家提供尋求構成整個動物形體動力的較多線索,代表進化樹的不同分支的更多完整基因組也會被逐漸的推導出來。

相信不久之後,科學家們一定能描述產生不同物種間生命形式的基因序列,以及基因調 節中的變異等。

5.診斷和治療醫學會發生變革嗎?

分子生物學向來都主張將醫學從依賴偶然的事實,轉變為依賴建立在對生命機理根本理 解上的合理研究。未來的幾十年裏,以基因組學為基礎的綜合衛生保健可能會在美國成為平常事。並通過了解疾病的分子基礎,能夠預防它們,並為疾病設計出一套個性化的準確治療方法。

6.能否準確地再建人類種群史?

雖然人類看似具有顯著的多樣性,但過去的研究卻明確的表示,人類種群比眾多其他種群要更為單一一些。就一個類型來說,人類所展示的差異性就比黑猩猩更少。人類也許是由隻有一萬個個體的一小群構成的,但是卻僅僅最近才在地球上擴散開來,但是大多數遺傳變異卻要比這一時間更早。

而遺傳數據也支持了這樣的觀點:現代人類相對較近地起源於非洲,然後才逐漸的擴散到世界上的其他地區。人類學家已經利用DNA數據來檢驗出了諸如吉普賽人和猶太人等群體起源的文化傳統。

隨著DNA序列數據的不斷積累,人類種群之間的關係也會將越來越清晰,揭示相互融合的原史以及隔離和遷徙的時期已是指日可待。種族和人種表現出的主要是社會和文化思想上的差異,從科學的角度來說,他們之間並不存在明顯的根本界限。

7.地球上生命的主要進化步驟有重構的希望嗎?

要弄清楚生命史的諸多細節還需要一定的時間,因為目前還不能完全了解第一個自我複製的有機體到底是如何誕生的。科學家們被以基因為基礎的生命前景深深抓住,導致他們考慮的基本單位可能是一個基因而不再是一個生命或物種,他們將描繪出哪些基因在哪些基因組內一起經過了多長時間。

8.對遺傳知識爆炸式的增長,社會將會作出何等反應呢?倡導回歸自然的反技術運動,有可能會因為遺傳科學的全部新發現而襲來嗎?這樣的問題還有很多很多。

這些社會問題和那些科學、技術和醫療的問題有所不同,無法用是或不是的肯定答案來回答。雖然遺傳信息和技術能夠給改良衛生和減輕痛苦提供很多機會。但是,要知道的是任何作用大的技術往往都會伴隨著一定的風險,而且風險會隨著技術的作用而不斷增大。如何評價遺傳信息的爆炸式增長這個問題還沒有準確的答案。

生命是一個難解的奧秘,像神秘的宇宙一樣,讓人們難以探索和破譯其中的眾多秘密,然而這更激起人們想要探知的欲望。因為每個人都想在自己有限的生命中把握好自己的命運,所以渴望知悉生命中更多沒有答案的奧秘,而一切都隻能等待科學家們的進一步探索,希望未來的我們能夠知道更多關於生命的奧秘。

9.病毒帶來的不全是疾病

提起病毒,人們可能首先想到的就是疾病。但是經過科學的不斷研究卻表明,病毒其實在人類的進化過程中所扮演的角色不僅非同尋常而且至關重要。可以說如果沒有病毒,人類和哺乳動物就不可能進行正常的生殖繁衍,更不可能進化到今天這麼高級。病毒起到在子宮中幫助建立胎盤的作用,人類和高級生物的生存繁衍和種群發展都離不開病毒的作用。

病毒細胞

過去被人們視為帶來疾病的罪魁禍首——病毒,發展到科學的今天,其實已經完全改變了最初的看法。因為通過不斷產生和發展的疾病,人類其實早就已經意識到,細菌、病毒和寄生蟲都在人類的基因進化中起到不可缺少的作用。

很早就有一些不研究人員發現並提出,人和高級哺乳動物的DNA中含有一些病毒的基因,而這正是病毒輸送自己的基因到人或者高級哺乳動物體內細胞裏麵的結果。但是這樣的病毒卻被研究人員稱做是母親的“小幫手”,因為這種結果不僅沒有壞作用,而且極大地推動了人或者高級生物細胞的進化,如果沒有它們,就不會有人類的進化或者高級哺乳動物的產生。

實際上,導致疾病的病菌很多隻是在爆發感染的極短時間內,在人體內短暫的生存,隻有少量的一些病毒變體能在人體內呆的久一些。但是這樣的病菌通常並不會引起症狀,而且會伴隨宿主一起進化。例如:有被稱為內源性逆轉錄病毒(ERV)的一些病毒,在進化的過程中與還會和哺乳動物的細胞形成非常親密的關係,並且會成為高級哺乳動物DNA中不可缺少的組成部分。甚至有一些生物學家認為ERV的基因在胎盤中起到的是高水平的開關轉換作用,很可能還會起到適當的幫助胎盤的作用。

美國相關方麵的研究人員經過研究最終證實了證實了這一推測。研究人員首先把一種能夠抑製老鼠細胞DNA中ERV基因的病毒注入一個老鼠的胚胎細胞內,而這個注入了病毒的胚胎並沒有產生異常的現象,而且正常的產下了小鼠。這足以證明這種病毒對ERV基因的抑製對胚胎的發育並沒有任何影響。後來,他們又把這種病毒注入到老鼠的形成胎盤細胞內,但是注入的病毒並沒有在老鼠的子宮中種植,所以生殖的過程一開始就不太順利。結果仍可以從反麵來證明,ERV基因能夠通過調節胎盤對胚胎的著床起到至關重要的作用。

當一個新的複雜生物要被創造出來時,病毒所起到的作用就是給比較高級的細胞提供迅速定位的能力。而如今,哺乳動物的染色體中永久性的固定物質,比環境基因的進化要快上很多,所以病毒在人和高級哺乳動物的進化中有一種巨大的創造性力量。

最近,也一些有意大利的科學家表示,已經找到了一些病毒改變人類進化曆程的證據。在他們所研究的139個基因中就發現了400種以上的基因變異,而這些變異的基因對人們是否會感染病毒是至關重要的。

科學家們很早就已經知道病毒是影響人類基因組的重要原因。所以通過對來自全球不同地區的52個人種的基因組進行分析得出,這些地區都曾遭遇過人類在20萬年的進化過程中曾出現過的病毒。並且研究證明,8%的基因組是由內源性逆轉錄病毒組成的。科學家對這52個人種的基因組進行了仔細的研究,並將發現的所有感染與基因變異聯係在一起,做為一種能夠找到同病毒有關的基因的好方法。研究的結果證實了,曾感染過多種不同病毒的人種的基因變異比感染少的人要更多一些。而在人類的進化過程中被挑選出來的139個基因,中間不乏有一些基因會讓人類更容易或更不容易出現感染病毒的現象。同時研究人員還發現,非洲的一些溫暖且濕潤的地區能夠為病毒提供更好的生存環境。目前,該研究工作還處在基礎階段,有待更深入的研究和重複測試。相信不久之後,該發現一定會幫助科學家們研發出更多有效的藥物和疫苗,並對流感季節時人們被病毒感染的程度做出更好的解釋。

因為病毒而導致的死亡案例並不在少數,所以感染病毒是任何人都不願意發生在自己身上的事情。但是如果站在自然的高度來審視整個人類的進化過程,就會發現其實病毒病毒在帶來災難的同時,也是促進人類進化和發展重要原因。病毒其實並沒有我們想象中的那麼可怕。病毒起到的重要作用也許對某一個體或者短的時期內可能成效並不明顯。但是病毒帶來的卻是不僅僅隻是疾病而已,病毒在給人們帶來痛苦的同時也帶來了新的功能,否則我們也不會進化到現在的這個樣子了!

10.生命倫理學的偉大計劃

生命倫理學發展以來的近半個世紀,時常會引起人們的激烈爭議。對於這場沒有結果的的爭議,先不管其中的是非曲直,我們首先應該關注的問題,或許就是生命倫理學能否能成立?它起到了什麼作用?有沒有一定的界限?