Stammzellenforschung in Deutschland
2008年4月6日生物工程學家施塔赫沙伊德(Harald Stachelscheid)在柏林夏利特大學附屬醫院魏爾嘯院區的科研大樓工作。他每天都要跑幾趟地下室,照看培養在恆溫37攝氏度下的那些胚胎干細胞。這些干細胞最拿手的就是一個勁兒繁殖。施塔赫沙伊德所在的研究小組名為實驗外科,他和該小組組長蔡林格博士(Dr. Katrin Zeilinger)一邊向記者演示快速顯微圖像,一邊介紹說: "這兒是一群胚胎干細胞。你確實可以看到,它們有多活躍。你也可以看到,這群干細胞正在不斷發展壯大。"蔡林格說: "比如說,這個干細胞正在分裂,這兒又是一個。這個細胞也在一分為二。"
這兩位學者希望把這些充滿活力的小傢伙培育成肝髒細胞,用它們充填一種人造肝髒。這種人造肝已經實際測試多年,其核心零件是一個由人造吸管和天然肝細胞組成的生物反應器。蔡林格博士介紹說: "生物反應器是由三個這樣的吸管系統交織構成的,其中兩個負責供應養分,一個負責供應氧氣。肝髒細胞本身生存在吸管之間的空間,它們需要的養分、生長因子、氧氣等是通過吸管管壁上細微的小孔來供應的。"
這個生物反應器是柏林的外科醫生格爾拉赫(Joerg Gerlach)領導的科研小組設計的,已經在魏爾嘯醫院進行過測試,有些患者就是依靠這種生物反應器才成功地渡過了等待肝髒移植手術的時間。
這台反應器需要500個肝細胞才能工作。但迄今的問題是,從哪兒找這500個肝細胞?一開始,人們使用豬肝,但用豬肝的感染風險太大。後來人們採用不適合移植的捐贈肝髒,但其數量畢竟有限,供不應求。現在,人們把希望寄託在號稱全能手的干細胞、尤其是繁殖慾望高昂的胚胎干細胞上。蔡林格博士說:"我甚至可以說,胚胎干細胞最可能實現的臨床應用就是利用這樣的生物反應器進行的、用來臨時輔助器官功能的體外應用。因為我們使用好幾層薄膜把這些細胞隔離在患者體外,所以可以排除這些細胞進入患者體內、可能會在體內發育成並非預期的其他細胞甚至於癌細胞的風險。 "
柏林這支研究小組的干細胞是他們2005年在官方許可下從瑞典進口的。瑞典和德國不一樣,允許利用人工授精後多餘的胚胎生產干細胞。柏林當時訂購了100萬個干細胞,也就指頭尖兒那麼一丁點兒多,現在,它們已經在柏林繁殖了上億的後代,但這僅僅是第一步工作。負責這些干細胞"溫飽"的生物工程學家施塔赫沙伊德介紹說: "下一步工作是利用不同的生長因子,控制它們在生物反應器中發育成不同的組織細胞。就我們的情況而言,我們最關心的是讓它們發育成肝髒細胞。但從理論上來說,我們可以讓干細胞發育成各種細胞。"
學術界對胚胎干細胞的瞭解還很不全面。號稱全能細胞的干細胞除了不能變成人以外,人體中的任何細胞,比如心肌細胞、腦細胞、神經細胞等等,它都能變,原因何在,科學家們至今還沒有完全搞清楚。然而,假如你只能研究少數幾種干細胞系,你就很難搞清這個問題。施塔赫沙伊德解釋說: "每個干細胞系的特性不一樣。從這個胚胎提取的干細胞系可能容易變成肝髒細胞,而從另一個胚胎提取的干細胞系可能更容易發育成心肌細胞,為什麼會是這樣呢?人們還沒有完全理解,但實際情況就是這樣。那麼假如你需要一定的組織細胞,比如說肝髒細胞,但你手中的干細胞系卻更適合於發育成另一種細胞,比如說神經細胞,那你碰到的困難當然就更大了。"
柏林現有的這批人類胚胎干細胞系是10年前從胚胎中提取的,在國際學術界已被認為是過時的,原因不僅是因為時間已過10年,也因為當時為了促進生長,它們是和小鼠細胞一起培養的。到如今,瑞典這家公司已經生產了30多種干細胞系,而由於德國嚴格的法律規定,德國學者只允許使用其中的4種。
蔡林格博士從培養箱裡取出一個器皿,先把上面的干細胞吸到一個針管裡,然後再把它們注射到一個軟管裡,軟管另一端是它們的新家:生物反應器。蔡林格說: "我們的出發點是盡可能模擬細胞的自然生存環境,不管它是某個人體器官也好、還是胚胎也好,目的也是為了實現細胞組織的生理構造。"
研究人員今天已經瞭解到,干細胞很敏感,不好培養,假如環境條件不理想,很容易"拜拜"。幸好柏林的這些學者沒有這麼"嬌氣",儘管法律束縛了他們的手腳,但他們還是堅持不懈,沒有放棄。