發(fā)布時間：2011-09-16
1.人類的古老夢想
·長生夢
在人類進化的漫長過程中，想象力的出現(xiàn)曾經(jīng)是我們在進化過程中的關(guān)鍵一步，可以說正是因為有了想象力我們?nèi)祟惒懦蔀榱私裉斓奈覀?。在所有人類對自我能力的想象中，最多的，莫過于兩種：一是“飛”；另一個，就是“長生不老”。
人們的夢想
在中國，有西王母的“不死藥”（可以讓嫦娥姐姐長生不老又飛上天，可謂一舉兩得，高效環(huán)保，可惜不能把嫦娥姐夫打包帶上，搞的嫦娥姐姐“碧海青天夜夜心”）。在西方也有印第安納·瓊斯追尋的基督的圣杯和哈利·波特的魔法石（這可都是人見人愛的寶貝?。。?/FONT>
所謂“長生”就是“個體生命永存”，要想“個體生命永存”，首先要弄明白的，是什么是“個體生命”。對于一個人類個體來講，他/她的存在其實主要表現(xiàn)在“自我意識”上，通俗點說就是，只有你認為自己是你自己你才成為了你自己。用學(xué)院派的說法則是：“個體人由其物理感知系統(tǒng)能夠感知的特征總和以及相關(guān)的感知處理活動?！笨疵靼讻]？所謂個體意識，就包括了你的感覺、你的認知、你的思想感情、你的記憶思維等等。
那這些東東都是從哪里來的呢？答對了！當然是我們的大腦了！所以，理論上講，只要確保我們的身體可以永久的正常持續(xù)的產(chǎn)生生理功能并保持自己的組織功能不變，就可以達到“長生”；當然，也有人說可以退而求其次，保持大腦產(chǎn)生“自我意識”的那部分持久保持不變，也算是長生。
這不是機械戰(zhàn)警嗎？只剩一個頭，其它部份都由機械代替，金剛不壞！忍者神龜里的那個大反派也是如此。更有甚者，阿凡達可以把自己的意識注入到人造的生命體中，駭客帝國中基努·里維斯的意識可以在一個矩陣中縱橫來往。但無論如何意識還是不能脫離物質(zhì)單獨存在的，那怕只剩了一個腦。倪匡在他的幻想小說中曾設(shè)想，最終的生命形式也許只是一束意識的電波游蕩于無邊無跡的宇宙。姑且不論這是否能實現(xiàn)，就算真的實現(xiàn)了，只剩一束電波的意識還是意識嗎？很難想象一束電波如何對外界做出反映（那不就是傳說中的鬼魂嗎？寒一個先！）。倪匡的妹妹“師太”亦舒倒是有一篇小說《小宇宙》與此有關(guān)，寫一個人的意識（魂？）在科學(xué)家的幫助下，換了多個身體，經(jīng)歷不同人生的過程。有趣的是，主人公最后還是回到了自己原來的軀殼，金窩銀窩不如自己的狗窩嘛！我們還是好好照顧好自己的“狗窩”為妙。
就算不能永遠不死，長命百歲也是好的，中國的神話傳說有活了800歲的彭祖，基督教還說亞當活了930歲，皇帝老兒個個自稱“萬歲”，可不都是想活得長一些嗎？求生欲是動物的本能，但光是活著還是不夠的，還要活得好，各種生理機能正常，該吃吃，該睡睡，想干嘛干嘛（圣經(jīng)中說亞當800多歲還生了個兒子呢?。＿@就不簡單了，因為這就要克服衰老和疾病這兩個巨大的困難。一把桌子椅子用久了都會壞，更不要說是到處跑跑跳跳，可以不停闖禍損傷自己的“人”了。
桌子椅子用久了咱可以換啊！這就說到點子上了。如果胳膊腿兒、心肝脾肺腎啥的用壞了都可以換，不就行了？這就是再生醫(yī)學(xué)要干的事兒了。
再生醫(yī)學(xué)（regenerative medicine）就是通過研究機體的正常組織特征與功能、創(chuàng)傷修復(fù)與再生機制及細胞分化機制，尋找有效的生物治療及工程學(xué)的方法，促進機體自我修復(fù)與再生，或構(gòu)建新的組織與器官，以改善或恢復(fù)損傷組織和器官的功能的科學(xué)。
說白了，就是不管用生物的方法也好、工程的方法也好，把壞了的、損傷了的組織器官修好或者重建，讓它們重新好好干活為我們服務(wù)。不能永生也要長生，不能長生也要長壽，而且還要活得好、活得有質(zhì)量。
廣義的再生醫(yī)學(xué)是一門包含有生命科學(xué)、材料科學(xué)、計算機科學(xué)和工程學(xué)等多個學(xué)科的綜合學(xué)科。我們這里主要介紹如何通過干細胞來研究機體的正常組織特征與功能、創(chuàng)傷修復(fù)與再生機制及細胞分化機制，尋找有效的生物治療方法，促進機體自我修復(fù)與再生，或構(gòu)建新的組織與器官以維持、修復(fù)、再生或改善損傷組織和器官功能。
·老齡化社會面臨的窘境
讓大家都活得好、活得有質(zhì)量，這可不是一件小事！事關(guān)國計民生，可持續(xù)發(fā)展，可是一件了不起的“國家大事！”
為什么這么說呢？
大家都聽說過老齡化社會吧？聯(lián)合國標準：一個地區(qū)60歲以上老人達到總?cè)丝诘?0%，或是65歲老人占總?cè)丝诘?%，即該地區(qū)視為進入老齡化社會。2010年11月底第六次人口普查，65歲及以上人口為1.18億人，占總?cè)丝?.87%;60歲及以上人口為1.77億人，占占總?cè)丝?3.26%，同2000年第五次全國人口普查相比，分別上升1.91個百分點和2.93個百分點。，無論從哪個比例角度衡量，我國均已進入老齡化社會。
更嚴重的是：我國老齡化速度快于世界老齡化速度，而且還是一種呈現(xiàn)“未富先老”的特征的老齡化社會。
那怎么辦呢？只好寄希望于“老有所醫(yī)”。如果每個老人都健健康康，不但不需要耗費社會資源還能繼續(xù)發(fā)揮余熱創(chuàng)造社會財富，那問題不就解決了嗎？
而減緩、制止甚至逆轉(zhuǎn)衰老過程則正是再生醫(yī)學(xué)所要達到的目的之一。
現(xiàn)在大家知道再生醫(yī)學(xué)有多重要了吧？
還有呢！
……
[延伸閱讀]
年份 60歲以上老人（百萬） 百分比 2005 145.09 11.1 2006 149.01 11.3 2007 153.40 11.6 2008 159.89 12.0 2009 167.14 12.5 資料來源：Partial information on population aging in China in 2009
·巨大的市場需求
無可否認，科技的發(fā)展帶動了經(jīng)濟的發(fā)展，近幾十年來是有史以來人類社會文明發(fā)展最快的時期，從某種角度上說，我們是生活在一個最好的時代。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，原先威脅人類健康的最大殺手――“傳染病”在逐漸的減少，而由于細胞、組織及器官損傷、病變及老化而引起的疾病相對增多。這些疾病僅僅靠傳統(tǒng)的藥物和醫(yī)療手段是不能解決的，而干細胞治療將會成為治療這類疾病的主要手段。
在美國，每年有數(shù)以百萬計的人發(fā)生各種組織器官的喪失或功能障礙，每年需要800人次的手術(shù)修復(fù)，年耗資2736.8億人民幣。有數(shù)據(jù)顯示，從1997-2006年每一百萬人中新增腎臟和肝臟人口增加了31％和42％，2006年共施行了16700例腎臟移植和6100例肝臟移植。
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[延伸閱讀]
美國1997-2006年每百萬人各器官移植次數(shù)和移植例數(shù)
資料來源：Health, United States, 2009—with special feature on medical technology
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還不止如此，不僅面對傷病與死亡的人們需要干細胞，沒病沒痛的人也需要：不管用百度還是用谷歌搜“干細胞”這個詞，最多出現(xiàn)的是治療那一類疾病的？沒搜過一定想不到，其實最多的不是疾病，而是美容！其次才是什么股骨頭啦、神經(jīng)啦、胰腺啦。這也難怪，人類的愛美之心是永無止境的，溫飽之余美化一下自己無可厚非。可以預(yù)見，干細胞美容應(yīng)該是羊胎素之后最時髦的美容治療了。
·世界上的研究浪潮
干細胞具有如此廣泛的應(yīng)用前景，在組織工程、藥物篩選及臨床干細胞移植治療神經(jīng)退行性疾病、糖尿病、血液病等方面均具有極大的應(yīng)用價值，因此干細胞研究在短短幾年之內(nèi)發(fā)展迅速，成為世界各國和大型生物醫(yī)藥企業(yè)爭奪的生物醫(yī)學(xué)制高點。
最新數(shù)據(jù)顯示，目前全球大約有600項臨床試驗均涉及干細胞治療。美國FDA目前已批準多項干細胞臨床應(yīng)用研究計劃，涉及的疾病包括退行性神經(jīng)病變、缺血性心臟病、小兒腦部損傷、急性移植物抗宿主排斥反應(yīng)等。
在我國，在國務(wù)院公布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》（2006-2020年）當中，對干細胞及其相關(guān)產(chǎn)品有如下描述：在前沿技術(shù)，生物技術(shù)專項中特別提出了“基于干細胞的人體組織工程技術(shù)，干細胞技術(shù)可在體外培養(yǎng)干細胞，定向誘導(dǎo)分化為各種組織干細胞供臨床所需，也可在體外構(gòu)建出人體器官，用于替代與修復(fù)性治療。重點研究治療性克隆技術(shù)，干細胞體外建系和定向誘導(dǎo)技術(shù)，人體結(jié)構(gòu)組織體外構(gòu)建與規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)，人體多干細胞復(fù)雜結(jié)構(gòu)組織構(gòu)建與缺陷修復(fù)技術(shù)和生物制造技術(shù)?！?/FONT>
在國家863項目中，投入到有關(guān)干細胞與治療性克隆、組織工程技術(shù)與產(chǎn)品研制、組織器官代用品研發(fā)及靈長類動物疾病與評價模型等項目的研究經(jīng)費達到近2億元人民幣。至此，干細胞和組織工程領(lǐng)域的研究已經(jīng)被提高到了一個具有戰(zhàn)略意義的高度。
毫無疑問，干細胞不僅正引領(lǐng)現(xiàn)有臨床治療模式的深刻變革，而且還將成為21世紀具有巨大潛力的新興高科技產(chǎn)業(yè)之一。正因為如此，各國政府、科學(xué)界、企業(yè)界以及廣大公眾給予了極大的關(guān)注，已形成了國際性的科技競爭和產(chǎn)業(yè)化競爭的熱潮，干細胞研究產(chǎn)品正逐步成為衡量一個國家或地區(qū)科技發(fā)展水平與健康水平的重要標志之一。
同志們！加油啊！
2.什么是再生醫(yī)學(xué)
·什么是再生
什么是再生呢？簡而言之，機體的一部分在損壞、脫落成被截除之后重新生成的過程就叫再生。
大家應(yīng)該都有再生的經(jīng)驗，比如頭發(fā)落了又長，比如換牙，不過要想象壁虎一樣尾巴斷了再長一個出來就比較難了。
其實再生還分很多種呢！最簡單的，就分為生理性再生和病理性再生。
比如換牙啦、血紅細胞的新舊交替啦，女同學(xué)們來例假時子宮內(nèi)膜的周期性變化啦，皮膚角質(zhì)細胞的更換啦（也就是脫皮啦）什么的都是生理性再生。也就是說，實際上我們的身體可以自動的發(fā)生再生現(xiàn)象，最酷的是，我們實際上無時無刻都在再生中（強大吧?。?/FONT>
病理性再生就是因為損傷而引起的再生，比如傷口的愈合（壁虎的尾巴就是一例）。這種再生對于人類這樣的高等生物來說，往往是不完全的（誰能像壁虎長出新尾巴一樣長出一條新腿來？那不是人，那是妖怪！），長出來的往往是沒有功能的瘢痕組織（悲劇了吧！），所以叫不完全再生。
那為什么我們?nèi)祟惒荒茉偕鲆粭l腿，而低等的蠑螈卻可以呢？這不是妄稱萬物之靈了嗎？這還要從再生的機制講起。
·動物細胞與植物細胞的不同——細胞的全能性
我們都知道，每一個生物個體，都是由一個單個的細胞發(fā)育而來的，無論是一棵參天大樹還是一只小小的蜉蝣，最初都是由一個細胞（受精卵）經(jīng)過不斷的分裂、分化而來的。
但是大家也都知道，我們可以用一棵樹的一個枝條培育出另一棵完整的樹，卻很難用小狗的一條腿培育出另一只完整的狗（到目前為止，克隆動物還是一個非常復(fù)雜而且成功率極低的實驗）。實際上，理論上講，一個生物的任何一個細胞都有發(fā)育成一個完整的生物體的潛能，這就是所謂的全能性。
什么叫做細胞的全能性呢？
1984年國際組織培養(yǎng)協(xié)會作出的定義是：“細胞全能性為細胞的某種特征，有這種能力的細胞保留形成有機體所有細胞類型的能力”。注意了，具有全能性的細胞是擁有可以發(fā)育成一個生物個體的能力的。對于植物來講，幾乎所有的細胞都具有全能性。而對于動物來講，只有受精卵，以及某些胚胎干細胞才具有全能性。一個動物的成體細胞只有通過核移植才有可能獲得全能性，從而得到自己的克隆體。
細胞為什么會具有全能性呢？是因為在每個細胞內(nèi)都存在著這個生物體所包含的所有核基因，這些基因包含有這個生物體的幾乎所有的遺傳信息。這就是所謂的細胞核的全能性。
那為什么只有植物才可以“返老還童”呢？嘻嘻，其實不是的，所有的構(gòu)建生物，包括植物、珊瑚，藪枝蟲、苔蘚等，都是可以“返老還童”的。因為它們的身體是由一套構(gòu)件組成的個體，可通過其基本的結(jié)構(gòu)單位的反復(fù)形成得到進一步發(fā)育，其組織、器官等各個部分是可以改變的。
那動物為什么不行呢？其實，這還是一個謎。
·動物的再生——多能性
雖然動物不能像植物那樣，隨便拿一個什么部分，培養(yǎng)培養(yǎng)，很快就又能形成一個新的植株，但也都是具有一定的再生能力的，而且是越低等的動物，再生能力越強。最低等的比如腔腸科的水螅、渦蟲，切成好幾段還能長，而且切成幾段就可以長成幾個個體，簡直和孫大圣一樣厲害。（真渦蟲切成279片后，就能長成279個新個體，拽吧?。┐送?，蜥蜴能長出斷了的尾巴、斑馬魚能再生出它的鰭、鱗、脊髓和部分心臟，蝌蚪可以在幾小時內(nèi)再生出新的尾巴而不留下任何傷疤。但是越高等的動物，這種能力越弱。最典型的例子就是蝌蚪――青蛙：當它還是蝌蚪時，失去的尾巴還是能長回來的，可是當它成為了青蛙，就失去了這種再生能力（好了，青蛙同學(xué)，就不要唱“我不想不想長大”了，“成長的煩惱”總是難免的）。
青蛙長大后其再生能力消退
那動物的再生能力是從哪里來的呢？這就要從細胞的發(fā)育開始談起了。
我們都知道，所有的多細胞動物，都是從一個細胞（受精卵）開始發(fā)育的，發(fā)育的方式就是細胞的分裂，一變兩，兩變四，是一種幾何級數(shù)的擴增。在這個擴增過程的初期，細胞是均等分裂的，除了細胞核里的核物質(zhì)復(fù)制兩套分別組裝到兩個子代細胞中以外，細胞質(zhì)也是平均的分配到兩個子代細胞中。分裂這么幾代后（不同的物種次數(shù)不一樣），細胞就開始了不均等分裂，核物質(zhì)還是一樣復(fù)制一樣分配，但是細胞質(zhì)的物質(zhì)就開始各有偏向了（這就是所謂的有了“極性”），有些物質(zhì)分到這個細胞，讓這個細胞向某個方向生長，某些物質(zhì)分到那個細胞，讓那個細胞向另一個方向生長。如此這般，細胞們就開始分道揚鑣了，大部份細胞越走越遠，最終分化成終末細胞，也就是再也不能變成其他種類細胞的細胞。但也有一些細胞中途停了下來，一直保持著向其他方向分化的特性，這種具有分化出多種細胞組織的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個體的能力，發(fā)育潛能受到一定的限制的細胞，就叫多能干細胞。而多能干細胞的分化潛能就叫做多能性。
平時，這些多能干細胞就靜靜的待在自己的小天地里（比如造血干細胞就待在骨髓里），等到需要時，一聲令下，它們就又活動起來，開始分裂，在不均等分裂的情況下，它們就按著預(yù)設(shè)好的程序，分化成機體需要的細胞種類，然后充實到需要它們的地方去。
那么多能性從哪里來呢？發(fā)育遺傳學(xué)的研究表明，生物的胚胎發(fā)育，是一個基因調(diào)控的過程，不同的基因依次被打開、關(guān)閉。那些較早表達的基因，往往是在進化史上較為古老的祖先基因，較晚表達的基因，則是后來逐漸加入的。因此,胚胎發(fā)育的過程就是一個從祖先基因到新近基因的依次表達的過程，所以可以在此過程中重演進化過程的某些特征。在進化過程中，越是古老的生物，就越是簡單；而越是高等的生物，越是復(fù)雜。越早表達的基因?qū)ι矬w的影響就越大，當這些基因被依次打開、表達之后，細胞就走上了“不歸路”，再也不能回頭了。也就是說，越簡單的生物越容易從頭來，越復(fù)雜的生物越不容易從頭來。
·人類如何獲得再生能力——再生醫(yī)學(xué)
作為一種智慧生物，人類應(yīng)該說是地球上最復(fù)雜的生物了。從這個意義上講，人類也應(yīng)該是再生能力最弱的一種生物了。但是亞里士多德說“人類是有理性的動物”，人類可以運用工具來延伸自己的能力，達到其他動物望塵莫及的地步。蒼鷹飛得再高，高不過宇宙飛船；獵豹跑得再快，快不過一級方程式賽車。人類總是有辦法來達到自己的目的的。
其實所謂“再生”，在人類歷史上早已有之――七千多年前古埃及人就已經(jīng)開始使用木制的假肢；公元600年瑪雅人就在用貝殼制作假牙，這些都是古代的“組織工程學(xué)”。
不過，這不能算嚴格意義上的“再生醫(yī)學(xué)”，嚴格意義上的再生醫(yī)學(xué)我們前面已經(jīng)說過，它是：通過研究機體的正常組織特征與功能、創(chuàng)傷修復(fù)與再生機制及細胞分化機制，尋找有效的生物治療及工程學(xué)的方法，促進機體自我修復(fù)與再生，或構(gòu)建新的組織與器官，以改善或恢復(fù)損傷組織和器官的功能的科學(xué)。
也就是說利用人體自己的資源（或者再加上不多的一些人造材料）進行損傷修復(fù)的科學(xué)。
現(xiàn)代的再生醫(yī)學(xué)已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展：
2004年8月，德國科學(xué)家斯米勒等人成功地復(fù)制了一位56歲患者的下頜骨，就像吳宇森的電影《變臉》一樣，那位原本不能正常進食的患者成功的獲得了一張“新臉”，而且還恢復(fù)了正常的飲食生活。
斯米勒等人先用電腦掃描，模擬出患者下頜骨的尺寸大小，做出鈦合金的金屬支架，再從患者的骨髓中取出骨髓干細胞，與生長激素混合在一起，涂抹在鈦合金金屬支架上，一起移植在患者的右肩胛骨里，經(jīng)過8個星期的“體內(nèi)”培養(yǎng)之后，成功的復(fù)制出了患者的下頜骨。他們再將培養(yǎng)好的下頜骨取出，移植到患者的下巴上，這樣，患者就成功地得到了一個“新下巴”。
有趣的是，作為世界上首例成功使用背部肌肉血液培養(yǎng)下頜骨的科學(xué)家，斯米勒的意思就是“微笑的人”（smiler），這是一個給世界帶來微笑的科學(xué)家。誰說科學(xué)家都是制造“弗蘭肯斯坦”的“極客”。
美國俄亥俄州克利夫蘭的亞特里奧賽特公司利用約翰霍普金斯大學(xué)研究出的一種以納米纖維為基礎(chǔ)的體外細胞擴增的新技術(shù)可以利用造血干細胞在體外大量生產(chǎn)血液。2010年7月他們制造的第一批人造血已經(jīng)被送往FDA審批。不過預(yù)期人造血液的臨床實驗要到2013年以后才能開展，樂觀地看，到2015年就應(yīng)該能看到它的應(yīng)用了。
在各國科學(xué)家的努力下，再生醫(yī)學(xué)正在飛速地發(fā)展中，近年來令人瞠目結(jié)舌的新進展、新成果不斷。甚至有人提出，我們這一代人也許是“最后一代原裝人”，因為再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展可以使我們活到120歲、150歲甚至更長，在這100年左右的時間里，人類科技的發(fā)展就有可能使我們“長生不老”，也許可以不要肉體，而只把我們的意識保留在計算機中云云。
這不能不說是一種美好的夢想，正如科學(xué)松鼠會所說的那樣：“在飛速發(fā)展的科技面前，你不得不感嘆，現(xiàn)實有時候比科幻小說還富有魔幻主義?！?/FONT>
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