胚胎干细胞研究进展 综述

台湾当代问题探究(二)

医疗展望与伦理道德

─从胚胎干细胞的研究讲起

刘昭成助理教授

国立中山大学生物科学系所

人类一出生，就必须在病老死中走一遭。根据统计，自二十世纪以来随着卫生环境的改善、药物的大量发明与应用，使得许多本来是致命的疾病得以治愈，因而使世界各国人口的平均寿命（Life expectancy）普遍提高。现今医疗对疾病的处理不外乎给予药物、外科手术以及器官移植，然而这些治疗终究有其限制，对于先天性、老化疾病或损伤所造成的中枢神经失能在当今科学仍束手无策。近年来随着医学、分子生物学知识的突飞猛进与生物科技的发展，对于目前仍折磨着人类、使人痛苦难当的许多疾病，相信应可以被逐渐治疗而改善。随着在2000年6月一项经由跨国性分析人类基因研究计画（Human Genome Project）的完成，人类的医疗科学进入了一个似乎充满希望的时代，藉由对研究各个基因对人类的影响，不久的未来科学家应该可以利用基因改造技术来治疗基因疾病或改进人类的各种才能。在各种如火如荼进行的实验研究中，尤以干细胞的进展特别值得注意。

在１９９９年１２月，干细胞研究进展被”科学”杂志评选为该年度世界十大科学进展之首，科学界普遍认为对干细胞的研究与应用将为一些以往束手无策或繁复的疾病治疗打开另一道窗口。要了解为什么干细胞的研究为何如此重要就必须先来了解什么是干细胞，目前研究使用的干细胞就所取得的来源方面大致可以分为成人的干细胞（adult stem cells）以及胚胎干细胞(embryonic stem cells)二种。当受精卵开始分裂进入二个细胞、四个细胞时期，在这个时期若因不特定因素使得这些细胞分开，这些细胞各自都可以继续分化并长成一个完整的个体，这也就是常见同卵双胞胎的起因，也由于此时这些细胞具有完整发育为人的特性，故被称为全能型的干细胞（toptipotent stem cell）,但是若受精卵已经分裂进入囊胚期（blastocyst），此时囊胚外层的细胞将分化成胎盘，囊胚内层的细胞则在胚胎进一步发育时会形成人体的200种细胞的任何一种而使的整个胚胎能完整的成形，由于单一的内层细胞并无法如toptipotent 时期的细胞可以独立形成一个完整的个体（因为缺乏外层细胞所分化构成的滋养层），因而此内层的细胞被称为复能干细胞（pluripotent stem cell），现今所用于科学研究的胚胎干细胞大部分都是取自此囊胚时期的内层细胞，取下内层细胞后，这个胚胎当然就会死亡无法进一部分化为一个完整的个体。在１９９８年１１月，美国威斯康辛大学的科学家发表在”科学”这本杂志的报告指出，他们已经成功地使人类胚胎干细胞在体外生长和增殖，这个令人兴奋的结果带动了世界各地的科学家对干细胞的一股研究热潮。胚胎干细胞为何如此使科学家著迷并疯狂的投入呢？主要的原因有：1. 对干细胞的相关基础研究有助于增进对人类基因和生命的生长发展的科学理

解。

2. 干细胞的医疗用途则可视为是未来医疗上的一大进展，因为对胚胎干细胞的基础研究了解细胞的分化启动模式之后，将可以在适当的环境下培养这些干细胞并诱导出各种可供移植使用的细胞（如神经细胞等），以治疗诸如巴金森症（Parkinson's disease）、多重硬化症（multiple sclerosis）、阿兹海默氏症（Alzheimer's disease）、或损伤所造成的中枢神经失能等等；诱导出可供修复心脏坏死的心脏细胞或诱导形成各种可供移植使用的器官，省却漫长的等待器官捐赠时间。

3. 干细胞经由诱导所形成的各种组织可以供作一些药物或毒物研发时的特性测试，以往这些数据都自动物实验中获得，当然不及由人类干细胞所形成的组织器官的研究所得的数据来的具有价值。有此可见胚胎干细胞的研究除了包含许多重要而有价值的生物科技的突破之外，在生物科技医疗和产业的巨大商业利益更是惊人。

相对于胚胎干细胞的可塑性，成熟人体某些组织或器官（如骨髓、皮肤和胎盘等）所能取得的少量成人干细胞已相对地为了制造特定的细胞而特化（Specialized），因此功能仅止于产生特定器官组织的细胞，在正常状态下并无法如胚胎干细胞一般具有分化成各种器官组织的能力。然而科学却往往创造奇迹，１９９９年１２月在”美国科学院院刊（PNAS）”所发表的一篇报告中，科学家证实小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”为血液细胞。另外今年（2001）４月，美国科学家更发现从病人臀部和大腿处抽取的脂肪中，含有大量类似干细胞的细胞，这些细胞可以用来发育成健康的软骨和肌肉等组织。因此，似乎只要能在技术上突破某些瓶颈以促使成人干细胞去特化

（de-differentiation），则还原后的成体干细胞将具有更高的可塑性。虽然由成人干细胞所产生的组织器官，在应用上由于是来自个体本身，因此在治疗或移植上的使用并不会有免疫排斥的问题，而且干细胞来源上也没有以下所将讨论的伦理问题。但问题是目前在成人干细胞的研究工作技术上并不纯熟，要在成人干细胞的研究工作上获得突破，还是必须先了解胚胎干细胞分化的相关机转。

虽然胚胎干细胞的研究正在科学界进行的如火如荼，而且不断有令人惊喜的新发现，但是在美国干细胞的研究却直到最近才经布希批准宣布联邦基金可以用来支持这样的研究，而支持的条件仅只限于利用现存的六十个干细胞株所进行的研究。为什么呢？一般来说，科学家进行研究所需要的胚胎干细胞其来源大致有：一、人工流产后的胚胎组织。二、治疗不孕症所从事人工受孕过程中所剩余的胚胎。三、专为研究用而由捐赠的配子制造出来的胚胎。四、以体细胞细胞核转植（somatic cell nuclear transfer, SNT）方式所制造的人类胚胎。由此明显可见胚胎干细胞的研究势必在伦理道德上引起极大的争议。一些宗教团体、反堕胎人士及卫道团体已发出严正声明指出，任何毁损人类胚胎的研究均无法取得他们的认同。但相对地，病患和医疗团体则强烈支持干细胞研究，他们认为研究结果与应用将是成千上万名患有老年痴呆症、糖尿病、巴金森症、心脏病和各种因损伤所

造成的组织失能(中风或脊髓伤害而瘫痪)病人的新希望。

即使是由人工流产后所将被弃置的胚胎组织来取得胚胎干细胞，在某些人的认知上，因为胚胎是生命的起源，堕胎本身就是一种杀人的行为，所以使用其胚胎遗体来进行研究在根源上根本就是不道德的行为。但若说胚胎是人类生命的起始，那若不是精子与卵子结合，就不会有胚胎的形成，由此看来，避孕时所造成精子的死亡也可以说是一种不道德的行为。人工受精技术（in vitro fertilization）运用于生育治疗或遗传疾病筛选已经在世界各地广泛的进行，在人工授精的过程中，基本上是利用性荷尔蒙刺激女性的卵巢而促使其排出约十数个卵子，再将这些卵子与男性的精子进行受精。当受精卵发育到适当阶段时再将2-5个受精卵移植入母体子宫使其继续发育成胎儿，因此在这个过程中将有多余的受精卵，支持胚胎干细胞研究的人认为这些多余的胚胎本来就会被弃置，与其如此，还不如在获得当事人同意的情形下将其利用来从事干细胞的研究培养，以应用于临床医疗。但是反对胚胎干细胞研究的人士认为，尽管干细胞来源已获得当事人同意，但是因为从具有生命的胚胎中取出干细胞后，整个胚胎也就会跟着死亡，因而干细胞的研究本质上就是终止生命，就是不道德的。况且若以这些胚胎是用于不孕症治疗所剩下的多余胚胎，既然终究要销毁何不用于进行实验这种思考逻辑来看，不免令人想起日军侵华时期将大批他们认为”多余”中国人送进731细菌研究室以及德国纳粹将非我族类”多余”的犹太人当作实验动物般的残忍作为。然而根据以往的经验显示，以胚胎来进行实验是否具有争议往往却随着实验本身的成效而有微妙的差异，人工受精技术开发初期，当人们还不确定这样的技术是否会成功时也受到大量的舆论批评，认为这是一种违反自然的行为，然而当这个技术被证明确实可用来解决许多不孕症的问题，甚至可进一步用来筛选人类的基因遗传疾病时，社会上争议的声音几乎已经听不见，因为为了能使人类能达到生儿育女的目的，过程中少数胚胎的牺牲变成是可以接受的。从此历史观之，现在在胚胎干细胞研究过程中虽然引起极大的争议，但这样的声音是否会随着胚胎干细胞的研究对人类有实质助益的成功案例出现之后而消失?伦理与道德的争议是否会因此而落幕呢？在这个以科学研究造福人类的无限上纲情形下，若没有一个能有效管理约束的规范时，则科学的研究发展将会对人权或人的价值造成极为严重的伤害。

反对以胚胎或人体材料当实验研究工具的反对者所坚持的信念大概如在教廷颁布的”有关生命肇始与生殖尊严的指示—对当代若干问题的答覆”一文中所记载:「当科技用于为人类服务，嘉惠人类的全面发展时，科技就是珍贵的资源，但科技本身不能显示人类存在的意义或人类进步的意义。科技既由人所创造为服务人类，其用途便应受制于人类和人类道德价值，而具有其局限性」。但对实际从事科学研究的科学家来说，如何获取新的知识与技术并用以突破医疗困境则是首要考量，医学与伦理之间差异考量所造成的争议将势所难免且会持续下去。