21世纪世界有三大前沿科技,第一是生命科学,第二是信息科学,第三是新材料技术,包括纳米科学和纳米技术。在过去的两个世纪里,三大前沿科技是什么呢?19世纪,是细胞、进化论和能量守恒,20世纪的三大科技前沿是DNA、相对论和量子力学。也就是说这三个世纪里面离我们最近,可以摸得到脉搏跳动的科技前沿都和生命科学相关,而且都是排在第一位的。
那么,现代医学科学研究在研究些什么东西呢?
关于医学方面,目前大家比较关心的是以下几个问题:
第一,人类基因组、蛋白组研究和生物治疗。
第二,干细胞和再生医学研究。所谓再生医学就是把细胞变成组织,变成器官这么一个科学。比如说我想制造一个器官(皮肤),现在是利用干细胞来制造,制造出来的皮肤对那些烧伤病人可以直接使用,不用再植皮。病人的烧伤面积本来就非常大了,难道还要从他好的皮肤上挖下来一块补上去么?
现在的帕金森综合症,症状是年纪比较大的人手不停地发抖、脖子不停地摇,这时候把干细胞变成神经细胞,直接打进脑子里,就可以治疗这个疾病。这个医学科技目前是非常前沿的,如果说得过一点的话,我们可以直接用干细胞做一个肝脏、心脏,这样病人就可以随时移植,不需要等待活体捐赠肝脏或心脏了。
第三,克隆技术(ART)。大家可能听到过第一个克隆事件,就是克隆羊多利的诞生。克隆技术现在非常轰动,轰动到WHO来讨论它,甚至是安理会来讨论它。讨论它干什么呢?要禁止克隆人。生命科学已经危险到这个样子或者说它进步到这个样子了,这是难以想象的。
第四,社会医学。现在社会医学非常吃香。社会医学目前的亮点有四个方面:HIV、吸毒(要着重研究的问题)、肥胖、肿瘤。
第五,特种医学。特种医学现在有两块是非常明确的,一是航天医学,二是军事医学。
下面讲一讲生殖医学。生殖就是人类繁衍,是人类一个永恒的主题。我刚才讲的这些技术,都是由生殖医学发展而来的。为什么这么讲呢?下面我解释一下。
第一,ART技术。一个人的生育发生问题了,想通过医疗办法帮助怀孕,这个技术在英文上叫做ART。artificial是人工的,然后reproductive(生殖的),technology(技术),把它们最前面三个字母拿出来组合到一起就叫做ART。把女性的卵子取出来,放到实验室,在实验室里让其和精子结合,变成一个胚胎,也就是变成一个人,然后把这个胚胎放回到子宫里面去,这个技术叫IVF或者叫体外受精胚胎移植技术。这样出生的小孩,叫试管婴儿,因为这个婴儿是在试管里面受精的。
第二,ICSI技术。有一些没有精子的人,但是从他的睾丸里面可以找到一个或两个精子,这种精子叫它自己受精是不可能的。我们就通过显微注射,在显微镜下把这个精子直接打到卵母细胞里面,它就受精了。
第三,PGD技术。这是一个非常有发展前景的技术——遗传病诊断技术。也就是说在试管里面受精的那个胚胎,比如说它是8细胞或16细胞,我可以在显微镜下拿出一个细胞去做检查,看它是否有病,是不是血友病、糖尿病、色盲等,是男还是女?这太简单了,一下子就做到了。
第四,Freezing技术。什么叫Freezing呢?就是把在试管里受精的胚胎冷冻起来,然后等到想怀孕的时候,再移植进去,怀孕生出这个孩子。
第五,Cloning技术。妇产科在治疗不孕不育症方面的发展造就了克隆技术。先把这个细胞拿出来,再把精子打进去,其实这就是核移植的技术。
第六,Embryo Stem Cells技术。一个胚胎发育到一定的时候,就会由一团细胞发育成一个人。这团细胞我们叫内细胞团,把这个细胞团取出来繁殖,而不让它定向分化成内胚层、中胚层、外胚层,这就叫干细胞。人们想象当中,要把它定向分化,最后不是分化成一个人,比如说全部分化成神经,某人神经断了以后,就可以拿它来接;全部分化成骨头,某人骨头差一段了,就可以给他接骨。这叫做定向分化技术。
我们先来复习一下孟德尔遗传学,我所讲的孟德尔遗传学就如我刚才讲的血友病,如果基因携带了疾病,并通过染色体恒定地遗传下去了,这就是遗传性疾病。但是同学们肯定知道:有的人家里没有遗传病,但是生个孩子却有病,生出来就有,这叫先天性疾病,跟遗传病有点不同。
先天性疾病,比如说是物理的、化学的、生物的这些因子造成了DNA的变化,比如说它多了一条、少了一条或者是移位(1号移到2号位,2号移到3号位,染色体物质都在的,但是它断开了重新拼接起来了)了。我们现在更进一步了,DNA的序列没有发生改变,但是DNA的修饰过程发生了变化。
现在有个概念叫做表观遗传学。所谓表观遗传学,就是测他的基因,一点都没有改变,但是他的基因比如说甲基化、组蛋白的纤化,包括他的基因应激发生了改变,可是这些变化是测不出的。这些变化可能会导致一些遗传学的改变,同时把这个遗传带到下一代,就是创造了一个病并遗传下去。
英国的科学家维尔穆特从1996年开始研究克隆技术,制造了一个宠物叫多利,他的文章是在《SCIENCE》上发表的。我们看看他这个多利是怎么做出来的,从多利遗传上的母亲身上取一个乳房细胞,然后把这个细胞的核取出来,再从另外一只羊身上得到一个卵母细胞,并把这个卵母细胞的核去掉,然后把乳房细胞的核放进去,最后通过电融合使它变成一个胚胎。这个胚胎再放到一个绵羊的子宫里面去,最后生出来的就是多利,跟它的母亲一模一样。实际上卵母细胞、子宫都不是它母亲的,但是从遗传学角度看它们是一模一样的,也就是它没有父亲了。这个多利羊现在在哪里,你们知道吗?死了,为什么死了,怎么死的?它是安乐死的。为什么要安乐死?它太痛苦了,它有太多的疾病,它6岁就死了。一只羊正常大概可以活18年左右,那就是说多利的寿命只有正常羊的三分之一,这说明了什么?说明它的遗传信息是不完整的。
下面再讲一下干细胞。胚胎干细胞是这样的,一个卵子和一个精子,受精以后变成一个胚胎,然后这一团将来就变成一个个体,而这团细胞我们拿出来体外培养的话,我们想象当中把它培养成血细胞,白血病人就可以拿它来治疗;我们想象当中想把它培养成神经细胞,比如有神经系统的疾病就可以拿它来治疗;想象当中把它培养成肌肉——刚才你们的黄院长告诉我,韩国有很多下肢瘫痪的残疾人在轮椅上站不起来,他们就期望黄禹锡给他们做出干细胞,给他们治疗,让他们的神经重新恢复。很多病人投了很多钱,但是这件事情居然是假的,他们太愿意相信这个事情是真的了,他们希望自己国家的这个科学研究走到世界的最前沿,也希望他们的疾病能得到治疗。
中国政府目前非常支持这个研究,尤其是韩国在这方面出了问题以后,中国加大了这方面的研究。我们“863”干细胞项目投入两个亿,你们想想一个项目两个亿,一个大学是花了几个亿造起来的?
但是干细胞也是存在问题的,多利是以0.4%的成功率成功的。这么低的成功率,要多少个卵母细胞?我们的卵母细胞是没有地方来的,中国有法律规定不能无缘无故做卵子捐赠。其实干细胞没有想象得那么好,到目前为止,比如,第一是肿瘤不可控性,第二是移植免疫的问题,干细胞做研究还是会有排斥的,第三是干细胞污染的问题,第四是细胞移植的不可控。超出我们的想象,这里有非常多的伦理问题,非常超前。
现代医学发展引发的伦理危机
诺贝尔是一个化学家,他最主要的贡献是做硝化甘油,就是炸药。由于他的炸药,爆发了第一次世界大战、第二次世界大战。他从来没想到过因为他的研究发明会死这么多人。
诺贝尔奖主要是奖生理学、医学工作者,当然现在也有和平奖、文学奖等等。我们不能从头到尾看这些诺贝尔奖获奖者,那就看看近五年的诺贝尔医学奖获得者。首先我们看2001年的三个诺贝尔医学和生命科学奖获得者,他们用一个线虫,做了一个非常简单的基因蛋白的合成模型,他们主要的贡献是控制细胞循环。2002年的获奖者,英国的一位,美国的两位,他们是做“细胞凋亡”的。大家知道程序性的细胞死亡是一种生理现象,现在细胞凋亡的现象在医学、生命科学的领域被广泛地接受。2003年是两个合作的科学家一起获奖。2004年获奖的两位科学家是做气味感受器的。这两个获奖者是师生关系,女的是学生,她在实验室里做这个研究,做出的研究非常优秀,甚至比她的导师还优秀,但是诺贝尔奖是他们共同获得的,这里也就存在着一个伦理问题。2005年的诺贝尔奖获得者是做幽门螺杆菌的两个人,一个是病理学家,一个是消化道医生。
马歇尔上个月在浙大讲学,他发现胃炎病人总是有一条条干状的东西,不知道是什么,他认为是细菌。全世界人都嘲笑他,只有他的爱人支持他搞这个工作,最后是临床医生给他证实的,沃伦给他治疗,获得了成功,两人同时获得了诺贝尔奖。
现代医学的发展让人惊讶,但诺贝尔奖还是在颁发给那些经典的医学领域,这里也存在着一些经典医学和现代医学伦理问题的经纬差别。伦理是一种贡献与渴望索取相斗争的道德体系。医学伦理是一门非常重要的学科,在中国有很长一段时间内被忽视了。
现在生物医学伦理的热点问题有:
第一,死亡的标准:脑死亡的伦理。我们中国一般说心肺衰竭、没有血压、没有脉搏、呼吸也没了就叫死掉了,在外国是脑死亡才算死亡。判断死亡的标准不一样,也是个伦理问题。
第二,安乐死。某些人得了疾病治愈不了,非常痛苦,他愿意去死。但是这也是不可以的,如果医生给他开药帮助他死掉,就是谋杀。
第三,器官移植。器官移<