干细胞与干细胞治疗（一）：细胞与干细胞的发现、骨髓移植和胚胎干细胞

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结束了上一期关于糖尿病的专题，我们接下来跟大家聊一聊干细胞这项比较前沿的技术。

当然其实我们上期讲到整个糖尿病的研究和治疗进程也只是近100年的事情，所以医学整体来说，还是一个相当相当年轻的领域，干细胞领域更是如此。

为了让更多的朋友能力理解这部分的内容呢，我们这一期先跟大家聊一聊关于干细胞的一些基础的知识。

首先呢，咱们来说一说细胞。我们都知道，细胞是生命的基本单位，不论是小到我们看不到的细菌，还是像抹香鲸那么大的庞然大物，不论是动物还是植物呢，都是由细胞组成的。

当然，你可能会说：“病毒不是细胞啊，它们只是由DNA或RNA跟蛋白质构成的，并没有什么细胞结构。”

但是呢，病毒想要繁衍后代还是得靠细胞才行。所以说，一切生命都离不开细胞。

细胞这个概念呢，最早是由罗伯特•虎克在1665年提出来的。这个大家都知道，我们在中学课本上也学过。

罗伯特•虎克当年给伦敦皇家学会的一份报告里说到，他在用显微镜观察软木的时候，发现了很多小腔室，并把这些小腔室叫做“cells”，也就是细胞。

实际上，他所描述的只是死细胞的细胞壁。后来，与罗伯特•虎克同时代的荷兰人，安东尼•列文虎克看到了真正的活细胞。

这两位虎克先生的发现，给人类观察微观世界打开了一扇大门。

然而，真正让细胞名震四海的，还要归功于19世纪的德国的植物学家施莱登和动物学家施旺，他们提出了著名的细胞学说，也就是细胞是动植物结构和生命活动基本单位。

细胞学说提出之后，科学家们展开了大量的细胞学的研究。

到了19世纪后期呢，有一些医生和科学家就发现，有些细胞非常不同，它们可以产生其他不同种类的细胞，而且这种现象在血液中尤为常见。那这种细胞究竟是什么呢，大家都不知道。

直到1908年，在柏林举行的一次血液病学大会上，俄国组织学家亚历山大•马科斯莫夫首次提出了干细胞的概念。干细胞是什么呢？当时大家也不知道，所以说他提出来之后，也没有多少人真正去响应。

真正让干细胞研究火起来的呢，是加拿大多伦多大学的两名科学家，其中一位是恩尼斯特•莫科洛克，另外一位是詹姆斯•提尔。

他们在1963年首次证明小鼠骨髓中存在一种自我更新的细胞，也就是造血干细胞。

他们是怎么发现造血干细胞的呢？

首先，用高剂量的射线破坏掉小鼠的血液和免疫系统，然后呢，再给一部分小鼠注射骨髓细胞。结果发现，没有注射骨髓细胞的小鼠死掉了，而注射了骨髓细胞的小鼠却活了下来。

按照着这个思路，1968年，美国免疫学家罗伯特•古德带领团队，首次采用骨髓移植成功治疗了一例重症联合免疫缺陷的患者。

接受骨髓移植的呢，是一名只有5个月大的患有严重免疫缺陷的男婴，他得的是一种X染色体连锁遗传病，在他的家族中，已经有11名男性死于这种疾病了。

为了挽救这个男婴的生命，古德团队给这个男婴移植了姐姐的骨髓，后来这个男婴不但健康地长大还娶妻生子，过上了正常人的生活。

1975年的时候呢，美国明尼苏达大学的癌症专家，约翰•柯西，进行了全球首例针对癌症的骨髓移植，一名16 岁的淋巴瘤患者接受了治疗。如今，造血干细胞移植已经非常非常成熟了。

那说了这么多，干细胞究竟是一类什么样的细胞呢？它又有哪些特性呢？

我们看干细胞的概念，是说它是一种未充分分化、具有再生各种组织器官的潜在功能的一类细胞。

这个说法还是蛮绕口的。我来说说干细胞它有别于其他细胞的两个关键特性，你就能明白了。

一个是自我更新的能力，即干细胞可以在很长的时间内产生自身细胞，这就好比是孙悟空拔一根毫毛吹出跟自己一模一样的猴子。

另外一个是分化的能力，也就是说在身体内某种环境下或在实验室中产生特定类型细胞，这就好比是孙悟空能变成其他模样的妖怪之类的。

至于为什么干细胞这么独特，它能够产生其它细胞所不具备的分化能力呢？科学家们还没有彻底搞清楚。

现在我们得到的解释是，这跟一些关键的基因有关。这些基因在干细胞中是开启的，而在普通的细胞中则是关闭的。

根据干细胞在发育过程出现的先后顺序呢，我们把干细胞分成了胚胎干细胞和成体干细胞。

胚胎干细胞起源于胚胎发育的极早期，它可以分化出人体中200多种细胞。当然，胚胎干细胞只存在于胚胎中，在发育成熟的个体中并不存在。

而成体干细胞呢，则是成熟个体中存在的干细胞，它只能分化出特定类型的细胞。

不过，成体干细胞这个名字会引起一些分歧，因为在胚胎中也存在的成体干细胞。

由于成体干细胞的分化特性由它所在的组织决定，所以，有些科学家更愿意把它叫做组织干细胞。在皮肤、血液、脂肪组织、肠道等等的器官组织中，都有成体干细胞的存在。

在谈到干细胞时，我们还会遇到这样的三个词语，分别是全能性（Totipotent）、多能性（Pluripotent）和专能性（Multipotent）。

全能性，就是指干细胞具有分化成所有类型细胞的潜能。拥有这种特性的干细胞是非常非常少的，在人类和其他哺乳动物中，只有受精卵发育来的前8个细胞才具有全能性。

多能性呢，就是指干细胞具有产生成体中许多类型细胞的能力。胚胎干细胞就是多能性的，因为，它可以分化成除了胎盘脐带之外的所有成体类型细胞。

而专能性，则是用来描述能产生特定类型细胞的干细胞的，比如能产生各种血细胞的造血干细胞就属于专能干细胞。

说了这么久的干细胞，究竟有什么用呢？

我想，大家最熟知的就是包括骨髓移植在内的造血干细胞移植了。

以前呢，进行骨髓移植需要给捐献者进行全身麻醉，然后医生从髂骨部位抽取骨髓进行移植。

而现在，医生们则更倾向于造血干细胞移植。首先呢，会给捐献者使用一些药物，增加捐献者外周血中的造血干细胞的数量。

然后呢，捐献者的血液经过血细胞分离机把造血干细胞单独分离出来，其余血液就可以回输到捐献者体内。

这要比骨髓移植给捐献者造成的痛苦要小一些，而且外周血分离得到的干细胞比骨髓中的干细胞造血时间更快，对于接受移植的患者来说也有很大益处。

除了上面两种方法之外，也有用脐带血中的干细胞进行移植的，不过，这种方法有一个很大的局限性，就是脐带血的采集量有限，其中所含的有核细胞数量也较少，很难满足成人患者移植需求。

当然了，治疗血液疾病不是干细胞唯一的用途。科学家们还在开发干细胞的其他用途，比如用它来治疗心肌损伤、骨关节炎、肺部疾病等等。这方面的内容呢，我们在后面几期，会跟大家详细去介绍。

虽然干细胞治疗在这些疾病领域中的应用，多数还都停留在临床研究阶段，但不可否认地是，干细胞治疗将会给人类健康带来很多希望。

当然，关于干细胞的研究，其实是存在很多争议的，尤其是胚胎干细胞的伦理问题。

1998年，威斯康星麦迪逊大学的詹姆斯•汤姆森等人，首次从囊胚期的胚胎中，成功分离并培养出了人类胚胎干细胞。

这除了给人们带来巨大的震惊之外，也引发极大的伦理争议。因为，这些细胞毕竟是从胚胎中获得的，获得胚胎干细胞的代价就是破坏掉胚胎。

虽然囊胚期的人类胚胎还没有认知和意识，但是它毕竟有权发育成一个生命。

面对这样的舆论压力，胚胎干细胞的临床试验迟迟没有开展。

直到2010年7月，美国FDA才首次批准使用人类的胚胎干细胞治疗急性脊髓损伤患者。但由于成本太高的问题，这项临床试验在2011年就被终止了。

那么，面对如此严肃的伦理问题，干细胞研究与治疗就止步不前了吗？

答案是否定的，因为有一种人工改造的干细胞，在形态和功能上跟胚胎干细胞极为相似，这就是诱导性多能干细胞。

自2006年诞生以来呢，诱导性多能干细胞就迅速走红，成为干细胞研究领域的明星。那它究竟有多神奇多厉害呢？我们下期节目中会跟大家分享。

好了，我们这期节目就聊到这里。

如果大家觉得这个节目不错呢，也希望大家分享给自己的朋友，我们下期见。