7月18日,美国参议院以63票对37票通过法案,要求联邦政府扩大对人类胚胎干细胞研究的支持。第二天,布什总统举行仪式,宣布否决这一法案,这是他担任总统以来首次行使否决权。由于参议院没有足够的票数(2/3票数)推翻总统的否决,该法案暂时未能成为法律。但有关人类胚胎干细胞的争论因此愈演愈烈,并可能影响美国未来的政局。
布什上任伊始就面临这场风波。2001年8月9日,布什发表他就任总统以来的第一个电视讲话,内容是关于联邦政府是否资助人类胚胎干细胞研究的决策。布什在竞选时承诺不让纳税人的钱用于支持摧毁人类胚胎的研究。为信守承诺并讨好保守派,同时又不阻碍生物医学研究,布什认为找到了两全其美的办法:美国政府将资助对已有的人类胚胎干细胞系的研究,但不资助开发和利用新的人类胚胎干细胞系。当时已有几十个人类胚胎干细胞系,布什认为这已足够科学家研究。
随着干细胞研究的进展和公众认识的加深,布什的决定遭到越来越多批评。民意调查显示,约70%的美国人希望联邦政府取消对干细胞研究的资助限制。参议院的法案正是这一民意的体现。布什不顾民意和其政党许多头面人物(如里根夫人、加州州长施瓦辛格和众多共和党议员)的反对,不愿让步。要理解布什决定的背景和后果,需先了解什么是干细胞。
干细胞是什么
人体由200多种细胞构成,如神经细胞、皮肤细胞、红细胞等。所有细胞都由一个具有“全能性”的细胞——受精卵发育而来。受精12小时后,受精卵一分为二,之后每12小时细胞数目翻倍。约3天后,受精卵变成由13到32个细胞组成的桑椹胚。受精4到5天后,胚胎细胞数目增至约500个,形成充满液体的囊胚。此时每个胚胎细胞都未分化。到受精第14天,细胞开始分化,形成三个细胞层,人体所有器官和组织由此分化发育而来。受精8周后,所有主要器官和四肢形成,胚胎变为胎儿。
“干细胞”指那些未分化、可能分化成不同类型细胞的细胞,“干”意为产生分支的“主干”。早期胚胎是干细胞的主要来源。1981年小鼠胚胎干细胞被分离,但直到1998年,美国威斯康辛大学的汤姆逊(James Thomson)及其同事才首次分离并建立了第一个人类胚胎干细胞系,来自一个被生育诊所抛弃的、受精仅5天的囊胚。同时,吉尔哈特(John Gearhart)领导的研究小组也从5到9周大的流产胎儿组织中分离出干细胞。这一突破为治疗多种慢性疾病带来希望,如帕金森病、老年痴呆症、糖尿病、慢性心脏病甚至癌症。
干细胞研究的希望和难题
初步研究表明,干细胞能分化成几乎所有组成人体的细胞,有望修复被疾病和创伤破坏的细胞和组织。生物学家已能在体外控制干细胞分化成心肌细胞、神经细胞、胰岛细胞、肝细胞等,并在动物实验中取得令人兴奋的结果。例如,干细胞分化成的心肌细胞能聚在一起跳动,注射到心脏病小鼠和猪体内可取代受损心肌细胞。将胰岛素基因转入小鼠干细胞,使其分泌胰岛素,再植入糖尿病小鼠胰腺,糖尿病症状消失。将人类胚胎干细胞中的肾脏前体细胞移植入小鼠体内,能形成具有一定功能的微型人类肾脏。将人类神经干细胞注射到小鼠体内,似乎能修复受损脊椎,让瘫痪小鼠重新行走。
干细胞还可作为基因载体,在基因疗法中发挥作用,也是生物学基础研究的重要工具,用于了解胚胎发育和细胞分化。此外,干细胞可用于新药毒理研究,例如从干细胞分化出肝细胞,研究肝对新药的解毒能力。
干细胞研究仍处于初步实验室阶段,有许多问题需解决才能临床应用:如何准确指导干细胞分化成所需细胞类型?控制不好会使干细胞变成癌细胞。如何使分化细胞有效结合到体内器官组织并发挥功能?如何避免排异反应?
成年人身上也有干细胞,分布于骨髓、血液、大脑、胰腺、骨骼肌、心脏、角膜、视网膜、皮肤、牙髓、小肠等,最丰富的是骨髓和血液中的造血干细胞。新生儿脐带血也含有干细胞。成年干细胞已得到广泛研究和医疗应用,但与胚胎干细胞相比有三点不足:一、非常稀少,难以分离和纯化;二、命运基本确定,如骨髓造血干细胞使命是分化成各种血液细胞,大脑神经干细胞分化成神经元或神经胶质细胞。成年干细胞虽有一定可塑性,但能否像胚胎干细胞那样具有分化成所有类型细胞的“多能性”仍有待证实;三、在体外难以扩增,大部分成年干细胞在体外培养时会分化或失去分化能力,而胚胎干细胞可在体外扩增达三四百代。
因此,虽然美国政府计划大力资助成年干细胞研究,生物学家却普遍认为胚胎干细胞研究更有价值。但成年干细胞研究无人反对,而是否用纳税人的钱支持胚胎干细胞研究,却像人工流产一样,在美国成了“全国辩论和饭桌上讨论的主题”。
宗教与科学的冲突
辩论核心是:胚胎是否算人?从何时开始算人?天主教及基督新教某些派别认为受精一刹那灵魂产生,受精卵也是人,五天大的胚胎更是人,应受保护。从胚胎中分离干细胞要“杀死”胚胎,在这些教徒看来是谋杀,应禁止。犹太教看法不同,认为胚胎算不算人要看是否在母亲体内,体外受精产生的胚胎在植入母体后才算人,此前不算。由于胚胎干细胞来自废弃的体外受精胚胎,犹太教不认为不人道。不同宗教流派看法不同,甚至同一派别内部也争吵不休。宗教信仰不应成为限制科学研究的理由。
胚胎有成为人的可能性,但有可能成为人不等于就是人,否则卵子、精子也应算做人。关键在于胚胎发育到什么程度才能算做人。胚胎发育是渐变过程,没有天然界限。从生物学角度看,早期胚胎无论体内体外都难算人,只能算人体组织。受精卵不具有个性,有时会分离成两个胚胎发育成双胞胎,甚至再分离成四胞胎,这个过程可发生于受精14天内。也就是说,受精14天内胚胎不具有个性。早期胚胎只是一团无结构细胞,在受精14天左右开始出现“原条”结构。因此,可将受精14天视为胚胎开始成为人的下限。胚胎干细胞使用受精5天的胚胎,不应被视为不人道。
而且,用于干细胞研究的胚胎本就是要扔掉的。体外受精时,医生一般对八九个卵子受精,挑选最好的移植,其他受精卵暂时冷冻,但不可能无限储存,过一段时间(英国规定5年)都会被扔掉。美国估计已有60万个多余胚胎被摧毁,还有约40万个多余胚胎保存在生育诊所等待摧毁。奇怪的是,美国保守派不反对不孕夫妇用体外受精,对如此多胚胎被摧毁置若罔闻,不说那是谋杀;但当科学家在这些胚胎被扔掉前,经主人同意“废物利用”,他们却指责不道德、不人道,甚至说是谋杀。
美国失去了学术自由
细胞系理论上可无限扩增,但可能被污染或失去活力。2001年8月9日前建立、能接受美国政府资助的人类胚胎干细胞系有78个,但大多数已失去活力和使用价值,目前可供研究的只剩21个,且质量不高、难以培养。2001年8月9日后,又有上百个新的、质量更好、更容易培养的人类胚胎干细胞系被建立,但被禁止用联邦政府资金研究。
美国政府是美国也是世界上生物医学研究的最大资助者,因此虽然布什政策不限制州政府、私营机构资助人类胚胎干细胞研究,一些州政府也加大支持(如加州政府计划每年拨款3亿美元),该领域发展仍受重大阻碍。那些想接受州政府、私营机构资助的科研人员也顾虑重重,因为必须将受联邦政府资助的项目与禁止使用联邦资金的项目清楚分割,以前用联邦基金购买的仪器、设备甚至药品都不得使用,必须重新购买,否则违法。
上世纪70年代基因工程起步时,欧洲各国政府恐慌并立法限制,而美国政府宽容,结果欧洲分子生物学家到美国发展,使美国成为生物医学领域头号强国。现在风水转到欧洲。意大利、西班牙等国允许从多余人类胚胎开发使用干细胞,英国更允许专门为开发使用干细胞而制造人类胚胎。因认为美国政府限制使他们“不能充分发挥能力”,至少两名干细胞研究领军人物从美国转移到英国。他们被英国报纸比作“反向的清教徒”。17世纪英国清教徒为逃避宗教迫害移居美国,今天美国科学家却为逃避教徒无理约束到英国寻找自由,这真是一大讽刺。
一些亚洲国家,特别是新加坡,通过加大资金投入和更宽松的科研政策,正力图成为干细胞领域强国,吸引了一批来自美国、澳大利亚甚至英国的研究人员,例如绵羊多莉的创造者之一阿兰·科尔曼(Alan Colman)2002年前往新加坡领导一家干细胞技术公司,研究用干细胞技术治疗糖尿病和心血管疾病。目前美国仍拥有干细胞领域最先进水平,但这种领先地位还能保持多久?干细胞风波正是宗教与科学冲突的反证。