加州幹細胞研究和產業化領先全美
21世紀全球首富的可能出處--再生醫學
最近美國經濟受到金融危機的打擊，急需轉型，因此要尋找新的經濟增長點。歐巴馬競選總統時提出把新能源和生物技術作為新的經濟增長點。美國最大的經濟體加州現在幾乎經濟崩潰，預算赤字超過200億美元，對新增長點有迫切的需求。加州最有潛力的是生物技術產業，加州人引為自豪的幾家世界級的生物高科技公司都是上世紀八十年代，由風險投資和幾個人的小團隊起家的。三十年不到，南加州的Amgen和灣區的Genentech現在都是百億美元的身價了。
行業內人士認為，下一波的生物高科技明星創業公司將會在幹細胞研發領域內誕生。專家分析，幹細胞概念之所以有別於虛擬概念，快速成為獨立概念股，原因在於幹細胞研究的臨床應用屬性和巨大而廣泛的利潤空間。幹細胞對多種疑難病症的治療前景，在全球範圍內，均已完成動物實驗。一經人體臨床試驗成功，幹細胞的潛在經濟效益將迅速爆發出來。名列「富比世」（Forbes）世界首富的微軟創辦人蓋茲（Bill Gates）預言，有朝一日21世紀的首富應該是來自於生物科技界，也就是再生醫學的佼佼者將會脫穎而出。
美國現任總統歐巴馬對幹細胞研究的解禁後，加州的生物技術研究龐大機器就開動了，這將是不亞於新能源的新的經濟增長點，會帶領加州乃至美國走出經濟危機。預期幹細胞技術將迅速發展，美國有關幹細胞的公司股票可能會水漲船高。幹細胞生物技術概念正在國際資本市場上形成氣候，幹細胞概念股票市值之和達到300億美元。美國的康斯威辛大學、霍普金斯大學、加州大學、加州的Geron公司和先進細胞技術公司已經遠遠走在應用研究的前頭。專家預計，未來10年，幹細胞全球市場容量將達到數千億美元。
"萬能"的幹細胞
幹細胞(stem cells, SC)是一種未充分分化，尚不成熟的細胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫學界稱之為"萬用細胞"。幹細胞有兩種分類方法，一是根據幹細胞所處的發育階段分為胚胎幹細胞(embryonic stem cell，ES細胞)和成體幹細胞(somatic stem cell)。第二種分類方法是根據幹細胞的發育潛能分為三類：全能幹細胞(totipotent stem cell,TSC)、多能幹細胞（pluripotent stem cell）和單能幹細胞（unipotent stem cell）。胚胎幹細胞的發育等級較高，是全能幹細胞，而成體幹細胞的發育等級較低，是多能或單能幹細胞。
由於幹細胞是一類具有自我複製、分化潛能和極強可塑性的細胞，它可以分化成體內200多種功能的體細胞、衍化、再生、修復由1000萬億細胞所組成幾十種組織和器官，因此，它是我們體內所有細胞、組織和器官的"種子"和"根源"，可稱為"萬能"的奇蹟細胞。它不僅對人類生殖發育、細胞分化、器官生成而且對人類疾病的發生、損傷修復、組織器官的再生和疾病防治都具有深遠的理論和實際意義。例如，幹細胞可以取代遭破壞的大腦和脊柱神經細胞。在癌症的治療過程中，健康的幹細胞可以取代被放療和化療所破壞的細胞，分化成為大腦、心臟、肝、肺或身體其它部位的一部分。幾乎任何一種死亡的細胞，無論致死的傷害或疾病類型如何，都能被有著驚人可塑性的新而健康的幹細胞所替代。
獲取幹細胞的渠道主要有三個：成人細胞、臍帶細胞和胚胎細胞。成人幹細胞可以從骨髓或者外周系統提取。成人幹細胞雖然要從患者自身提取而且難度較大,但它有優於臍帶幹細胞和胚胎幹細胞之處。首先是數量不成問題；其次提取出的細胞不存在DNA的差異，因此不會受人體排斥。幹細胞的第二大豐富來源是臍帶。臍帶細胞在懷孕的時候提取，作為一種保險措施，儲存在低溫的細胞庫裡以備將來新生兒之用。這種細胞也可以用在新生兒的父母親和其他人身上。血緣關係越遠，細胞被免疫系統的抗體排斥的可能性就越大。胚胎幹細胞是在胚胎的細胞未分化之前直接從中提取的。在這個階段的胚胎稱之為胚泡。胚泡大約有一百個細胞組成，其中很大的一部分是幹細胞。它們在培養皿中培養時，可以持久存活。培養皿中的幹細胞每隔兩三天，數量就成倍增長。
最熱門的研究領域
幹細胞研究始於60年代體外受精和胚胎幹細胞的研究。1970年，勒羅伊·史蒂文斯(Leroy Stevens)通過對小鼠的觀察發現，某些胚胎細胞一旦被移植到子宮之外，就會發育成為畸胎瘤，一種混雜著多種無序生長的組織(牙齒、骨骼、肌肉)的腫瘤；簡單地說，這些胚胎細胞有能力進行增殖，能形成多種不同的細胞。這在當時可是聞所未聞的。史蒂文斯將其發現命名為"多能胚胎幹細胞"。從那時起世界各地的科學家們陸續展開實驗，以深入瞭解這種奇特的胚胎幹細胞（ES細胞）。1981年，英國科學家馬丁·J·埃文斯（Martin J. Evans）成功地從小鼠胚泡內細胞團分離出一些未分化的細胞系，並將它們無限期地保持在這種狀態之中。這一成就標誌著對分化之前的ES細胞進行研究成為了可能。
生物學家們很快發現，在將ES細胞從培養基中提取出來並植入胚胎之後，不僅它們自己會參與胚胎的正常發育，而且在整個成年機體中也能找到它們的後代，這說明這個成年機體是一個真正的嵌合體。但直到1998年美國的湯普生（Thomson JA）首次從人胚胎中分離培養出幹細胞，才真正開始了幹細胞的新時代。近年來，各國科學家集中了現代生物學最先進技術和理論，包括基因組、蛋白質組、系統生物、生長發育、重組克隆、細胞生物、分子生物、移植轉染、分子腫瘤等對幹細胞進行廣泛而深入的基礎和臨床研究。從1998年至今在世界上發表有關幹細胞的論文近5萬餘篇，幹細胞研究已經成為世界上醫學生物學最熱門的研究領域。
廣闊的應用前景
研究表明，不僅在胚胎，在人體所有組織器官中都有幹細胞存在；人體內所有幹細胞都可分化成各種功能的成熟的體細胞；而所有人體成熟體細胞也都可轉化重編成幹細胞；在實驗中幹細胞對人體幾乎所有損傷的組織和器官都具有修復和治療作用，為我們揭示了幹細胞研究和應用的激動人心的發展前景。但是，現在離幹細胞的治療和廣泛應用為時尚早，至少還需10年的努力才能實現。
目前，科學家已經能夠在體外鑒別、分離、純化、擴增和培養人體胚胎幹細胞，並以這樣的幹細胞為"種子"，培育出一些人的組織器官。幹細胞及其衍生組織器官的廣泛臨床應用，將產生一種全新的醫療技術，也就是再造人體正常的甚至年輕的組織器官，從而使人能夠用上自己的或他人的幹細胞或由幹細胞所衍生出的新的組織器官，來替換自身病變的或衰老的組織器官。假如某位老年人能夠使用上自己或他人嬰幼兒時期或者青年時期保存起來的幹細胞及其衍生組織器官，那麼，這位老年人的壽命就可以得到明顯的延長。
現在，利用造血幹細胞移植技術已經逐漸成為治療白血病、各種惡性腫瘤放化療後引起的造血系統和免疫系統功能障礙等疾病的一種重要手段。科學家預言，用神經幹細胞替代已被破壞的神經細胞，有望使因脊髓損傷而癱瘓的病人重新站立起來；不久的將來，失明、帕金森氏綜合症、愛滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等絕大多數疾病的患者，都可望藉助幹細胞移植手術獲得康復。
多能幹細胞（iPS）是里程碑
胚胎幹細胞具有"全能"的發展潛力，可以分化成任何類型的體細胞。由於其"全能"性，僅從技術角度來說，用胚胎幹細胞來培養人體組織和器官以治療疾病是最理想的。但胚胎幹細胞要從胚胎中提取，和殺人沒多大區別，因此涉及倫理和道德問題，有關研究在各國遇到了不少反對的聲音。
為了避開倫理和道德的爭議，日本科學家山中伸彌(Shinya Yamanaka)2006年率先成功開發了具有里程碑意義的多能幹細胞（iPS）技術。山中伸彌和灣區淵源很深，他在日本獲得醫科和生物雙博士，然來到舊金山的格萊斯頓研究所先後做博士後，研究員，和教授。格萊斯頓研究所附屬加大舊金山醫學院，對心臟病，炎症，和神經疾病的研究聞名於世。山中伸彌的團隊2006年在頂級雜誌《細胞》上發表了突破性的論文，證明了僅用四種轉錄因子就可以把老鼠成體細胞重編程和轉化為多能幹細胞，隨後，日、美兩國科學家利用此技術成功地將人體皮膚細胞誘導成了多能幹細胞。上週的《自然》雜誌網路版刊登了中國科學家應用類似方法培育的具有生育能力的iPS小鼠，表明瞭多能幹細胞技術可以用來創造生命。
多能幹細胞技術的突破，不僅解決了倫理和道德的問題，也為科學家們獲取多能幹細胞增加了一個新的途徑，同時，多能幹細胞技術也為研究發育與生殖、疾病發生發展機制、基因、蛋白質、RNA功能等提供了一個非常重要的實驗模型。因此，這一技術一經公布便立刻得到了科學界和社會的普遍認同，具有重大理論意義和實用價值。因為這項技術對整個生物醫學和再生醫學有著革命性的衝擊，行業內人士都認為山中伸彌遲早會獲得諾貝爾獎。
多能幹細胞技術啟示我們，返老還童是人體的一種潛能，在特定的條件下可以誘發出來。人類一直夢寐以求的青春不老之泉很可能是真實存在的，而不是一種傳說。這項技術讓筆者想到了過去的神仙故事，說一個老道可以把一根樹枝變成一株大樹；西遊記裡的孫悟空拔幾根毫毛一吹，就是好多孫悟空。生命奧秘實在沒有止境，人類對大自然永遠都在學習。中國古人對生命的認識，恐怕遠遠超過了現代西方科學家，才會有這些現代人認為的神話故事。他們可能走了另外一條認知生命的道路。
幹細胞治療的倫理道德問題
幹細胞為醫學治療展現了無限的前景，甚至使某些人看到了長生不死的希望。它所蘊含的巨大商機衝擊著一切禁忌，"據估計，幹細胞市場的價值可能高達150億美元。"巴黎高等經濟商業學院(ESSEC)的教授格雷戈裡·卡茲-貝尼舒(Grégory Katz-Bénichou)指出。法蘭西生物技術協會(France Biotech)主席菲力浦·普萊蒂(Philippe Pouletty)則認為，這類技術"到2020年或2030年將能帶來50億至500億歐元的營業額"。
儘管人胚胎幹細胞有著巨大的醫學應用潛力，但圍繞該研究的倫理道德問題也隨之出現：為獲得ES細胞而殺死人胚是否道德？能允許科學家為研究發育過程或建立醫學移植組織而培養個體組織和器官嗎？為了治療，改變來自有基因缺陷胚胎的ES細胞的基因，並使其繼續發育成健康個體是否道德？如果人的替代組織極易獲取，會不會有更多的人將不負責任地生活，而從事高風險的活動？這些問題很難簡單回答，必須認真研究人胚胎幹細胞研究涉及的倫理、社會、法律、醫學、神學和道德問題。有人擔心，為獲得更多的細胞系，公司會資助體外受精獲得囊胚及人工流產獲得胎兒組織。
美國政府的態度變化
2001年8月，時任總統共和黨的布希頒布了一項行政命令，宣布對胚胎幹細胞研究設限，允許對胚胎幹細胞研究提供有限的支持。這個行政命令規定，聯邦經費只能用於已有的胚胎幹細胞系研究，而不能用於提取新的胚胎幹細胞。但是，美國國會為打破布希總統施加的限制提出了一個法案。法案要求增加聯邦撥款，擴大胚胎幹細胞研究。2005年5月，眾議院以238票對194票通過了這項法案。2006年7月18日，這個法案又以63票對37票在參議院得到通過。但是，這個法案在7月19日提交白宮後遭到布希總統的否決。這是布希任期5年半來第一次動用總統否決權。他為自己的決定作出瞭解釋。他說："國會的這個法案為了給其他人尋求醫療上的好處，不惜犧牲無辜人的生命，它跨越了我們社會應該尊重的道德底線，因此我要否決它。"
美國現任總統民主黨的歐巴馬今年３月９日簽署行政命令，推翻了布希的決定，並要求美國國家衛生研究院著手制訂幹細胞研究規範。這意味著大筆的聯邦資金會湧入幹細胞研究，從而引發該領域的爆炸性突破。美國國家衛生研究院7月６日公布了最終版本的幹細胞研究規範，對可以獲得聯邦政府資金資助的幹細胞研究範圍作出了界定。根據規範，美國聯邦政府資金可以資助對已製成的胚胎幹細胞進行研究，但不允許資助利用人類胚胎製造胚胎幹細胞。此外，對利用孤雌生殖（指卵子不通過受精而直接發育成新個體的生殖方式）、體細胞克隆技術製成的胚胎幹細胞以及專為研究目的生產的胚胎幹細胞進行研究不能獲得聯邦政府的資金支持。這一規範放寬了對來自其他國家的胚胎幹細胞進行研究的限制。
加州支持幹細胞研究
2004年11月，在美聯邦政府對幹細胞研究有保留態度的情況下，為促進加州幹細胞研究，加州全民投票通過加州第71號提案，授權州政府在未來10年，通過發行公債籌集資金30億美元，開展幹細胞研究。2005年初，州政府為此設立了一個新機構，即加州再生醫學研究所 (California Institute for Regenerative Medicine，CIRM)，來掌管此項經費，負責組織和管理研究項目的實施。加州是美國第一個通過民眾公決而支持幹細胞研究的州。
美國聯邦政府禁止對人類胚胎幹細胞研究進行聯邦撥款，禁止71號提案有關公債的出售。但加州再生醫學研究院不顧法院訴訟，仍然照原計畫實施，並獲得州政府1億5千萬美元貸款。加州再生醫學研究院隨後公布了長達149頁的未來10年研究計畫草案，總共30億美元預算中，16億美元用於包括基礎科學到臨床實驗的研究，2億9千5百萬美元用於培訓，2億7千3百萬美元用於配備實驗設備。
2008年5月7日，加州州長施瓦辛格宣布，加州１２個科研機構當天獲得了總額為２．７１億美元的資金，用以推動人類胚胎幹細胞研究。灣區獲得最高獎助金的機構為史丹福大學，金額為4,360萬美元，其次為加州大學舊金山分校，金額為3,490萬美元。灣區獲獎金額第三高的是諾砝圖市的巴克老年研究所，2,050萬美元。加州大學柏克萊分校第四，2,020萬美元；加州大學聖塔克魯茲分校第五，720萬美元。此外，加大校方表示，該校九個校區總共獲得1億8,000萬美元的幹細胞研究獎金。
加州的政策也吸引了一些幹細胞公司搬到灣區來。總部坐落於麻薩諸塞州的「先進細胞科技公司」（Advanced Cell Technology Inc.）就是從再生醫學中心獲得補助的一個具有代表性的民間企業。先進細胞科技公司在2005年取得補助後，便有計畫的將它的實驗室搬到加州，公司執行長更是率同研究部門80%的成員遷居舊金山灣區附近的阿拉美達市（City of Alameda）。
FDA批准幹細胞療法的人體試驗
位於舊金山灣區門羅公園市的生物科技公司Geron於2009年1月23日宣布，該公司已獲得美國聯邦食品暨藥物管理局(FDA)批准，將從2009年夏天開始，針對因脊椎受傷而導致胸腔以下癱瘓的病人，展開人類胚胎幹細胞治療的人體臨床試驗。這項創下世界首例的幹細胞人體臨床試驗，象徵了幹細胞研究史上最重要的里程碑，也代表了醫療技術的重大突破。
Geron即將展開的幹細胞治療試驗，以脊椎受傷一至二週內的病患為目標，實驗地點則為全美4到7個醫學中心。Geron將把經由特殊處理的人類胚胎組織幹細胞GRNOPC1，注射在患者脊椎受傷部位。第一階段的臨床試驗，計畫在8到10位急性脊椎受傷的患者身上，施以低劑量GRNOPC1，測試藥物安全性，並檢視幹細胞療法的初期效果。待通過安全性測試後，該試驗將進入下一階段，以藥物療效試驗為主。
Geron執行長歐卡馬(Tom Okarma)表示，這項人體幹細胞臨床試驗的最終目標，是希望透過直接在病患脊椎受損處，注射GRNOPC1治療，用健康的新細胞協助受損的脊椎神經重新生長，並修補受損神經的周遭，讓病人恢復感覺及行動能力。研究人員及醫學界相信，幹細胞療法將有可能為每年數千名因脊椎嚴重受傷而導致癱瘓的患者，帶來一線治療的新契機。除了脊椎受傷患者外，多發性硬化症、中風、及其他因中樞神經受損而導致的疾病，未來也可望透過幹細胞療法而取得治療成效。
利用生命的底線是維護生命
法國巴黎科尚研究所(Institut Cochin)所長阿克塞爾·甘恩(Axel Khan)是法國國家健康與生命科學倫理諮詢委員會的委員，他認為幹細胞研究和產業化提出了一個關於"生命"商業化的問題。對"生命"的利用是否有底線？伊利諾伊州立大學政府和政治系的憲法專家羅伯特·布拉德利分析："從哲學的角度看，這個問題非常重要，因為這是一個涉及生與死，也就是如何給生命定義的問題。"
支持胚胎幹細胞研究一方的觀點是，胚胎是人類生長的初期階段，還沒有長成生命，因此不能稱為人。這個觀點認為，胚胎幹細胞研究有助於帕金森症、老年痴呆症、癌症以及糖尿病的治療，能夠給很多人帶來益處，因此這個研究值得繼續下去。反對胚胎幹細胞研究一方的觀點是，人的生命從母親懷孕時就開始了。允許胚胎幹細胞研究，就是允許殺害人的生命。另外，在用胚胎幹細胞來治療老鼠的帕金森氏綜合症的實驗中，已有將近20%的老鼠死於腦腫瘤。實驗顯示，經過長時間儲藏的胚胎幹細胞產生了染色體異常，從而導致了癌細胞的生成。
前總統布希曾指出，由聯邦政府撥款來進行這方面的研究就等於是出錢幫助殺人。布希認為，任何生命，包括早期階段的胚胎，都不應該被摧毀，即使是為了有可能拯救他人生命的醫學研究的需要，也不能這麼做。他指出，美國的建國原則是，人人與生俱來是平等的，而且被造物主賦予了生命的權利。布希總統提出，美國人可以在捍衛這一建國承諾的同時，促進科學事業的發展，同時確保科學為人類服務，而不是人類為科學服務。"美國天主教主教團"維護生命權活動的副主任理查德.德夫林格(Richard Doerflinger)說："在科學研究中維護生命的這一道德底線非常重要。"
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