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第11章 生化技术可对人体健康发挥重大作用

1.疫苗

接种疫苗的时候,经常会听到病房里传来小朋友的哭声和大夫、家长的安慰声,相信很多小朋友都很害怕接种疫苗,怕疼。但是疫苗对于我们的健康成长起到了很重要的作用,它提高了我们身体的免疫力,增强了我们抗击病毒的抵抗力。

疫苗是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性。当动物体接触到这种不具伤害力的病原菌后,免疫系统便会产生一定的保护物质,如免疫激素、活性生理物质、特殊抗体等。当动物再次接触到这种病原菌时,动物体的免疫系统便会依循其原有的记忆,制造更多的保护物质来阻止病原菌的伤害。

疫苗的发现可谓是人类发展史上具有里程碑意义的事件。因为从某种意义上来说人类繁衍生息的历史就是人类不断同疾病和自然灾害斗争的历史,控制传染性疾病最主要的手段就是预防,而接种疫苗被认为是最行之有效的措施。而事实证明也是如此,威胁人类几百年的天花在牛痘疫苗出现后便被彻底消灭了,迎来了人类用疫苗迎战病毒的第一个胜利,也更加坚信疫苗对控制和消灭传染性疾病的作用。此后200年间疫苗家族不断发展壮大,目前用于人类疾病防治的疫苗有20多种,每一种都可以说是我们抗击病毒的法宝。

2.抗生素

很早以前,人们就发现某些微生物对另外一些微生物的生长繁殖有抑制作用,把这种现象称为“抗生”。随着科学的发展,人们终于揭示出抗生现象的本质,从某些微生物体内找到了具有抗生作用的物质,并把这种物质称为“抗生素”,如青霉菌产生的青霉素,灰色链丝菌产生的链霉素都有明显的抗菌作用。所以人们把由某些微生物在生活过程中产生的,对某些其他病原微生物具有抑制或杀灭作用的一类化学物质称为“抗生素”。

由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类代谢物,以及甚至用化学方法合成或半合成的化合物均属抗生素的范畴。目前已知天然抗生素不下1万种。抗生素虽有抑制病菌生长繁殖的作用,但不可滥用。人们治疗疾病时,不但应用了抗生素,同时也锻炼了细菌的耐药能力。这些细菌及微生物再次传染给其他病人的时候,就对原来应用的抗生素产生了一定的耐药性,如此反复传播,最终的某个时候,它对这种抗生素不再敏感。也就是说,人们无度地滥用抗生素,最终将导致人们对于那些耐药的细菌及微生物会有束手无策的时候,那时就麻烦了。

滥用抗生素还可以导致菌群失调。正常人类的肌体中,往往都含有一定量的正常菌群,他们是人们正常生命活动的有益菌,但是抗生素是不能识别这些有益菌群的,结果是人身体正常的菌群也被杀死了。这样,其他的有害菌就会在此繁殖,从而形成了“二次感染”。

3.脐带血

小生命呱呱落地后,脐带会被结扎,此时还有部分血液残留在胎盘和脐带中,我们称之为脐带血。脐带血中含有丰富的造血干细胞及间质干细胞,可用于造血干细胞移植,治疗白血病、恶性肿瘤、再生障碍性贫血等致命疾病。

自体储存的脐带血一旦需要使用时,不需配型,无免疫排斥的危险,移植成活率高,治愈率高,医疗费用相对较低。另外储存的脐带血还能对家庭其他成员有一定的保障功用。

目前脐带血不仅已能有效地治疗白血病、恶性肿瘤、再生障碍性贫血等几十种难治性疾病和多种不治之症,而且它所能治疗的疾病种类还在不断增加。以往有保存造血干细胞40余年的历史,现代最新的保存技术比以往的保存技术有了更大的进步。因此,脐带血造血干细胞是可以长期保存的,若干年后完全可用于医疗服务。

从未来的发展看,脐带血干细胞具有极高的医学价值:它将是器官克隆的种子;修复衰老组织器官,抵抗人体衰老的有效手段;是攻克癌症的锐利武器;神经脊髓损伤的治疗也已经进入临床试验阶段。

北京脐带血造血干细胞库已提供了30份脐带血,为26位患者进行了非血缘关系造血干细胞移植,成功率达到了82%。脐带血造血干细胞的移植将给广大血液病及其他癌症患者带来新的治愈希望。

如今在国际上,越来越多的父母当自己的孩子一出生,就把孩子的脐带血存放在脐带血造血干细胞库中,让它伴随孩子的成长,以备需要时使用。

4.干细胞技术

干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新研究发现,成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织,为干细胞的广泛应用提供了基础。

干细胞有两种分类方法,一是根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。第二种分类方法是根据干细胞的发育潜能分为3类:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。

(1)胚胎干细胞。

当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。研究和利用胚胎干细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。

目前许多研究工作都是以小鼠胚胎干细胞为研究对象展开的,如德美医学小组曾成功地向试验鼠体内移植了由胚胎干细胞培养出的神经胶质细胞。此后,美国密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术,使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。出于社会伦理学方面的原因,人类胚胎干细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议,但是人类胚胎干细胞带给人类的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响,因此要求展开人类胚胎干细胞研究的呼声也一浪高过一浪。

(2)成体干细胞。

成年动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。

由卵和精细胞的融合产生受精卵,而受精卵在形成胚胎过程中的四细胞期之前任一细胞皆是全能干细胞,它具有发展成独立个体的能力。也就是说能发展成一个个体的细胞就称为全能干细胞。而多能干细胞只能分化成特定组织或器官等特定族群的细胞(例如血细胞,包括红血细胞、白血细胞和血小板)。单能干细胞虽然只能产生一种细胞类型,但是,具有自我更新属性,能将其与非干细胞区分开来。

干细胞技术,又称为再生医疗技术,是指通过对干细胞进行分离、体外培养、定向诱导,甚至基因修饰等过程,在体外繁育出全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官,并最终通过细胞组织或器官的移植来实现对临床疾病的治疗。

干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术,其已成为世界高新技术的新亮点,势将引发一场医学和生物学上的革命。干细胞技术最显著的作用就是:能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。由此人们可以用自身或他人的干细胞和干细胞衍生组织、器官替代病变或衰老的组织、器官,并可以广泛涉及用于治疗传统医学方法难以医治的多种顽症,诸如白血病、早老性痴呆、帕金森氏病、糖尿病、中风和脊柱损伤等一系列目前尚不能治愈的疾病。从理论上说,应用干细胞技术能治疗各种疾病,且其较很多传统治疗方法具有无可比拟的优点。