獲準進入臨床研究
實現組織器官的修復和再生是臨床醫學研究人員和生物學家多年來夢寐以求的事情。1996年，當英國科學家利用動物體細胞克隆技術製造出克隆羊「多莉」時，人們看到這一夢想實現的可能。但隨後由於「體細胞克隆技術」備受爭議，政策等因素的限制，「人的體細胞克隆技術」在近十餘年進展緩慢。於是，科學家又將目光轉向基於幹細胞的「細胞療法」。
「幹細胞」的「幹」字含有「起源、發生」的意思。幹細胞，顧名思義，是能發育成機體其他組織器官的細胞。幹細胞不同於機體其他細胞之處在於，其具有自我更新、高度增殖、多向分化的能力。胚胎幹細胞系離體培養可達數月，在特定條件下可以分化特異功能細胞，並最終形成組織、器官。幹細胞的這種多向分化能力，以及其在再生醫學上的應用價值，使人們再次看到了實現器官修復、組織再生的曙光。在製藥行業，幹細胞還可作為新藥篩選的模型，進行毒理、藥效試驗。此外，研究幹細胞的增殖以及細胞分化的調控，可以更深層次理解癌症發生的分子機制。
這些研究價值與應用潛力讓幹細胞技術被人們寄予厚望。「幹細胞的研究與應用」也被美國《科學》雜誌評為上世紀十大技術發現，併名列榜首。
備受爭議的「胚胎幹細胞」
胚胎幹細胞具備分化成人體200多種細胞的「全能性」。已有研究報導，胚胎幹細胞在特定條件下可以分化為心肌細胞、胰島細胞、血管內皮細胞、肝細胞等特異功能細胞。而且，胚胎幹細胞具有很強的增殖能力，它可以藉助小鼠細胞飼養層連續培養數月。但是，胚胎幹細胞目前主要來源於人工受精後早期發育的胚胎。雖然這些胚胎是輔助生殖的廢棄物，並通過自願捐獻，但分離胚胎幹細胞會毀滅胚胎的事實，使其研究備受倫理爭議。
以美國為例，早在1995年，美國政府就通過了迪基修正案（Dickey Amendment），明令禁止「任何創造或毀滅胚胎的科學研究」。此後，小布希總統在任期間，又規定聯邦政府資助的科學研究僅限於已有的幹細胞系。雖然，去年3月歐巴馬政府曾放鬆對幹細胞研究的政策禁錮，取消了這項限制，但今年8月25日美國地方法院依據此前的迪基修正案又推翻了總統令。關於幹細胞，尤其是胚胎幹細胞的科學研究，再次引起政界、民眾的廣泛爭議。
在胚胎幹細胞研究備受爭議、相關政策並不明朗的情況下，8月1日，美國食品和藥品管理局（FDA）批准了美國Geron公司的胚胎幹細胞產品GRNOPC1進入一期人體臨床研究。這在業內被稱為具有「裡程碑」式的意義。
胚胎幹細胞具有分化成機體所有細胞的「全能性」，而且增殖能力很強。與成人幹細胞相比，其臨床應用前景更為廣闊。但是，胚胎幹細胞強大的自我更新能力和全能分化能力，也會造成移植後的「致瘤性」。如何控制移植後胚胎幹細胞的增殖和分化，是保證臨床用藥安全的關鍵。其實，Geron公司的GRNOPC1早在去年曾經被FDA獲準進行人體試驗，但由於發現在早先的動物試驗中，出現過注射部位發生囊腫，於是臨床試驗被緊急叫停。一年間，Geron公司重新設計動物試驗證明其產品安全性，並提供了兩萬餘頁的說明材料。另外，Geron公司的胚胎幹細胞產品通過在小鼠滋養層培養擴增得到，這些體外培養的幹細胞移植體內，是否會引起免疫排斥還沒有定論。為此，Geron公司在其一期臨床試驗中要求患者同時配合服用免疫抑制劑他克莫司。
除了GRNOPC1外，Geron公司的研發線上還有數個（治療心肌壞死的GRNCM1等）胚胎幹細胞產品。此外，在美國還有治療糖尿病（Novocell公司）、治療黃斑變性失明（Advanced Cell Technology公司）的胚胎幹細胞療法等，有望在近期進入臨床研究階段。
進入臨床的「成體幹細胞」
成體幹細胞體外培養相對困難，只能從外周血、骨髓、脂肪中搜集。而且，其「多能性」只能分化為特異組織細胞。這些因素限制了成體幹細胞的臨床應用。但由於其來源不涉及到「胚胎」這一倫理學的焦點，近年成體幹細胞療法較胚胎幹細胞的研究更為迅速。
早在上世紀60年代，造血幹細胞就應用於臨床，主要用於治療器官移植後的免疫修復等。造血幹細胞也是目前為止研究最為透徹、臨床應用最為廣泛的幹細胞療法。近年，Osiris公司來自骨髓的成體幹細胞（Osteocel），StemCyte公司來自臍帶血的成體幹細胞，都已在臨床得到應用。今年5月，美國FDA以孤兒藥方式核准Osiris公司的Prochymal用於I型糖尿病的治療。此外，該產品的其他適應症，如治療克羅恩氏病、修復梗死心臟組織、胰島細胞再生等也處於臨床研究階段。而且，Prochymal在2008年還拿到美國國防部2.2億美元的合同，這是目前幹細胞產業最昂貴的訂單。
另闢蹊徑的「誘導多能幹細胞」
雖然成體幹細胞已進入臨床應用，但其分化能力的「多能性」而不是「全能性」，限制了其開發潛力。成體幹細胞能否突破胚層發育限制，橫向分化為其他組織細胞？或是成體幹細胞是否可以通過誘導回復為胚胎幹細胞？這些問題一直是幹細胞領域研究的熱點。
2006年，日本科學家首先通過導入四種轉錄因子，使小鼠的成纖維細胞具備胚胎幹細胞的表型和功能。2007年，利用類似技術，將人皮膚細胞誘導成類胚胎幹細胞。由此，科學界提出「誘導多能幹細胞」（iPS）的概念，即通過細胞內部重新編程，使成體幹細胞具備胚胎幹細胞的功能。今年8月26日，英國科學家利用iPS技術成功將人皮膚細胞轉化為肝細胞。
成體幹細胞也可以突破胚層限制，分化成其他組織的功能細胞。成體幹細胞具有這樣的「橫向分化」能力，突破了其分化能力的限制，使其具有更為廣闊的應用前景。利用多能幹細胞替代胚胎幹細胞進行幹細胞治療，這是幹細胞研究與應用的另一條「蹊徑」。
雖然，幹細胞藥物還存在諸多技術障礙，幹細胞研究尚存倫理學的爭執，甚至可能遭受政策禁錮，但幹細胞治療領域已具備市場規模，形成了細胞治療、臍帶血庫和新藥篩選三大市場板塊。預計2012年，其市場份額將達到23億美元，2016年預期達到85億美元。
幹細胞的研究幾乎涉及到生命科學和生物醫學所有研究領域。幹細胞療法的應用幾乎涵蓋了目前臨床上的所有疑難病症。8月24日，麻省理工大學的科學家又發明了利用合成基質體外培養幹細胞的方法。這預示著大規模製備幹細胞的技術瓶頸即將突破。
隨著幹細胞技術研究的不斷深入，幹細胞治療產業化進程的推進，也許，人類關於再生的夢想終會實現。
（作者單位：華北製藥新藥研發中心）
《科學時報》 (2010-9-7 A1 要聞)