向物種起源逼近??2007年人類干細(xì)胞和基因組研究邁出里程碑式步伐

2007年，生物醫(yī)藥科研領(lǐng)域進(jìn)展迅猛，許多突破性的成果令人稱奇，同時(shí)也帶來許多令人喜憂參半的問題。比如，皮膚細(xì)胞能培育成胎兒嗎？種族主義是否會(huì)借基因個(gè)體差異的發(fā)現(xiàn)而重新抬頭？“基因決定論”會(huì)引發(fā)基因歧視或“血統(tǒng)論”嗎？在這些科技向前發(fā)展所產(chǎn)生的問題中，有些甚至已經(jīng)達(dá)到了探觸物種起源的地步，有些則和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治效應(yīng)捆綁在一起，超出了科學(xué)舞臺(tái)的范疇。

從皮膚細(xì)胞邁向人類胎兒

2007年，最令人震動(dòng)的科研進(jìn)展無疑當(dāng)屬干細(xì)胞的研究進(jìn)展。日本京都大學(xué)的教授Shinya Yamanaka于11月30日在《細(xì)胞》上發(fā)表了報(bào)告，宣稱他的研究小組利用改造后的某種病毒對(duì)成年人的皮膚細(xì)胞進(jìn)行了基因改造，使之逆轉(zhuǎn)，從而具有了全能干細(xì)胞（簡稱IPS細(xì)胞）的特性。

“我們把這些改造過的人類細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi)。經(jīng)過90周后，我們觀察到有腫瘤形成這些腫瘤具有類似人類胎兒期的內(nèi)、中、外胚層組織?！盰amanaka教授說。這一研究成果立即震動(dòng)了科學(xué)界以及社會(huì)各界，被視為干細(xì)胞研究的一個(gè)里程碑。

以前，干細(xì)胞研究常需要使用人類胚胎，或是可能發(fā)育為人類胚胎的細(xì)胞團(tuán)，從而產(chǎn)生極大的倫理爭議。2005年，美國哈佛大學(xué)干細(xì)胞研究所的凱文·埃根（Kevin Eggan）用胚胎干細(xì)胞系代替卵細(xì)胞與成人皮膚細(xì)胞融合，產(chǎn)生“雜種”細(xì)胞。這些“雜種”細(xì)胞具有干細(xì)胞的特性，可以用于研究而不會(huì)引發(fā)倫理爭議。然而，這些“雜種”細(xì)胞的基因組是正常人類細(xì)胞基因組的兩倍，無法完全模擬人類干細(xì)胞的特性和應(yīng)用。2006年，Yamanaka教授和美國麻省理工學(xué)院的魯?shù)婪颉べZ尼士（Rudolf Jaenisch）對(duì)小鼠胎兒的皮膚細(xì)胞進(jìn)行基因改造，使之具有胚胎干細(xì)胞的特性并可在體內(nèi)參與小鼠胎兒的發(fā)育，在當(dāng)時(shí)被同行贊嘆為“令人目眩神迷”。僅僅過了一年，類似改造就在成年人類皮膚細(xì)胞上取得了成功，這為人類干細(xì)胞研究工作掃清了倫理爭議的障礙。

Yamanaka教授說，“我們現(xiàn)在可以建立針對(duì)每個(gè)病人或特殊疾病的特異性IPS細(xì)胞，然后產(chǎn)生不同種類的細(xì)胞，比如心肌細(xì)胞、肝細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞。這些細(xì)胞可以用來研究疾病機(jī)制和篩選安全有效的藥物。如果我們能夠克服安全問題，人類的IPS細(xì)胞可以用來進(jìn)行移植治療?！辈贿^，Yamanaka同時(shí)強(qiáng)調(diào)，“現(xiàn)在就認(rèn)為胚胎干細(xì)胞可以完全被IPS細(xì)胞取代為時(shí)尚早”?！犊茖W(xué)》雜志主編唐納德·肯尼迪（Donald Kennedy）說，人們認(rèn)為“有相當(dāng)?shù)睦碛衫^續(xù)進(jìn)行胚胎干細(xì)胞研究。新技術(shù)可能存在一些尚未被認(rèn)識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

距離IPS細(xì)胞的研究進(jìn)展僅僅數(shù)月，一家進(jìn)行干細(xì)胞研究的美國加州私人企業(yè)Stemagen宣布，他們成功地從成年人皮膚細(xì)胞克隆出了人類胚胎。

和Yamanaka的基因改造技術(shù)不同，Stemagen采用的是核轉(zhuǎn)移（Nuclear Transfer）技術(shù)。核轉(zhuǎn)移技術(shù)并不新鮮，早在1996年，蘇格蘭的羅林斯研究所就用這一技術(shù)孕育誕生了世界上第一個(gè)克隆動(dòng)物——克隆羊“多利”。這一次，該技術(shù)用到了人的身上。Stemagen將成年人皮膚細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到人卵細(xì)胞中，核轉(zhuǎn)移后的卵細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)顯示出了如同人類的發(fā)育進(jìn)程。

雖然Stemagen宣稱在世界上第一個(gè)成功克隆出人類胚胎，但它并非第一個(gè)利用成年人皮膚細(xì)胞進(jìn)行核轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)的工作。4年以前，我國上海第二醫(yī)科大學(xué)的盛惠珍教授在我國的《細(xì)胞研究》雜志上發(fā)表文章，宣布將不同年齡段的人類細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到兔子的卵細(xì)胞中，得到的細(xì)胞具有人類干細(xì)胞的特性，可以進(jìn)一步發(fā)育成神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞。

如此看來，從皮膚細(xì)胞邁向人類胎兒只是一個(gè)時(shí)間問題，然而，這樣的實(shí)驗(yàn)背后可能潛藏著尚未認(rèn)識(shí)、無法控制的風(fēng)險(xiǎn)。尤其是人和動(dòng)物的混合實(shí)驗(yàn)，跨越了物種之間的界限，潛在的風(fēng)險(xiǎn)無法預(yù)計(jì)。盡管生物基因主要存在于細(xì)胞核中，但是否據(jù)此就能認(rèn)為移植了人類細(xì)胞核的動(dòng)物卵細(xì)胞不受少量“殘留”動(dòng)物基因的影響，或這些影響可以忽略不計(jì)，人們?nèi)匀恍拇嬉蓱]。

我們?yōu)楹稳绱瞬煌?/p>

世界上沒有完全相同的兩個(gè)人，猶如沒有相同的兩片樹葉一樣，且不說不同人種之間身體發(fā)膚的明差別，就是在同一種群中，人與人之間也是千差萬別，有些人過目不忘，有些人卻深受健忘癥的困擾；有些人祖祖輩輩都是小個(gè)子，有些人易受心臟病的困擾。在古代，人們相信每個(gè)人生來就注定有不同的命運(yùn)。近年來，人類基因組個(gè)體差異的發(fā)現(xiàn)揭開了這些人與人之間存在差異背后的遺傳原因。

唐納德·肯尼迪評(píng)論道：2007年的突破性進(jìn)展無疑是人類基因組和遺傳學(xué)。不過我們不是特指“人類基因組”，而是指你或我的特異性基因組。

七八年前，人類基因組第一次完成了全面掃描。從此以后，“每一個(gè)新的基因測序和對(duì)每一個(gè)新人類體的研究都為基因組的全景圖描畫了更多的細(xì)節(jié)?！薄犊茖W(xué)》雜志的新聞撰稿人伊麗莎白·彭尼斯說。2007年，研究人員的大量研究揭示了基因組在人與人之前存在個(gè)體差異，并稱這些遺傳差異和復(fù)雜疾病以及個(gè)人特征有關(guān)。

2007年，研究人員找到了和糖尿病、艾滋病反應(yīng)、身高、冠心病相關(guān)的基因，以及歐洲人控制頭發(fā)、眼睛、皮膚顏色的基因。

雖然2007年是“人類基因組個(gè)體差異”研究大放異彩的一年，但關(guān)于“人類基因組個(gè)體差異”的概念和討論卻并非自該年開始。在2003年的美國人類學(xué)聯(lián)合密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的杰夫·隆作了題為“人類基因組個(gè)體差異：微觀進(jìn)化的結(jié)果”的報(bào)告。在這篇報(bào)告中，杰夫·隆指出，“沒有兩個(gè)基因是完全等同的。這些差異是由隨機(jī)進(jìn)行的基因突變?cè)斐傻摹Ｈ祟惢虻牟町惡偷乩憝h(huán)境明關(guān)系。在歐洲和亞洲的人群中，核苷酸（基因的基本組成成分）差異的程度彼此類似，但是非洲人之間的差異要大得多。”他同時(shí)指出，人與人之間的基因距離（Genetic Distance）和他們之間的地理距離成正比。

值得注意的是，杰夫·隆提出，傳統(tǒng)意義上的“人種（Race）”概念并不精確，在討論人類基因組個(gè)體差異時(shí)，應(yīng)該采用相對(duì)準(zhǔn)確的“種群”（Population）概念。他說，以前有人把人種定義為由不同的解剖學(xué)特征所區(qū)分的人群。這種解剖學(xué)特征是由先天遺傳決定的。盡管曾經(jīng)觀察到在所謂同一“人種”之中也存在著基因差別，但這些差別被看作“噪音”信號(hào)而被忽視。相反地，達(dá)爾文進(jìn)化論中最精彩的概念之一就是這種同一“人種”內(nèi)部的基因差別，被視為不同“人種”間基因差異的基本來源。

其實(shí)，有關(guān)物種特異性的基因差異點(diǎn)研究已經(jīng)開始逼向物種起源了，“瘋狂”一點(diǎn)的問題是：如果物種特異性的基因保留點(diǎn)發(fā)生了強(qiáng)制性的變化，是否會(huì)改變物種的特性甚至產(chǎn)生新物種？

這樣“瘋狂”的問題還是留給生物學(xué)家去思考吧！“人類基因組個(gè)體差異”最現(xiàn)實(shí)和樂觀的用處就是建立個(gè)人自己的基因圖庫。這將有助于醫(yī)生判斷個(gè)人發(fā)生遺傳病的幾率以及對(duì)藥物的反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療。然而，目前進(jìn)行基因組掃描的費(fèi)用約為30萬～100萬美元，對(duì)大眾來說還是太貴了。

“希望基因組掃描技術(shù)不是用于追求財(cái)富，而是出于科學(xué)研究的目的或用于個(gè)人的醫(yī)療救治。”唐納德·肯尼迪倡儀。這一技術(shù)可能會(huì)引發(fā)一些新的社會(huì)問題，諸如新“血統(tǒng)論”——基因歧視，以及基于“人種”間基因差異的種族歧視。未來如何，只能“摸著石頭過河“，在實(shí)踐中摸索了。