第 141 期 2006-03-17

研究發展
幹細胞研究之展望

生命的起源始自細胞,人從精子與卵子結合成第一個單細胞開始,不斷地複製、分化,形成人體不同組織、各種器官,然後脫離母體呱呱墜地。當然人會衰老、生病、死亡,與細胞的凋亡更是脫離不了關係。西元1998年,美國兩本著名期刊同時發表了如何建立胚胎幹細胞的方法,全世界立即掀起一股幹細胞研究熱潮。其一是美國威斯康辛大學的詹姆士?湯普森在獲得不孕症夫婦的同意之下,使用其人工授精的胚胎經過為期四、五天的培養,並自其中取出內部的細胞團,成功培育出擁有分化能力(可變成各種器官的細胞)之細胞株。此外,美國約翰霍普金斯大學的約翰?吉爾哈特在經過流產手術者同意後,從人工流產的胚胎(約五至九個星期)中成功培養出具有多種分化能力的幹細胞。上述這兩類細胞遂統稱為目前國人耳熟能詳的「胚胎幹細胞」。從胚胎取出的幹細胞具有可以發展成為各種細胞的潛力,而從成熟個體例如骨髓,取出的幹細胞,其發展潛能則較為有限。胚胎幹細胞遂正式登上醫學界的舞台,而且還成為最耀眼的“明星”之一。

幹細胞的發現讓科學家和醫學界欣喜若狂,它具有發育為身體各部位任何種類細胞的能力,因此將來可能可以用來治療或替換被疾病破壞的細胞及器官,特別是應用在難以治癒的疾病如脊椎傷害、腦部病變或糖尿病等。人體幹細胞研究不啻是一項令人驚奇的新科技,更可引導發展出許多新的醫療方法與新興產業。因此各科技大國莫不投入大量人力及經費從事教育、研究與產業之開發。為因應生物科技之突破發展與應用,我國亦將生物科技產業規劃為未來之明星產業,行政院更將生物科技發展計畫列入「挑戰2008-國家發展重點計畫」當中,成為台灣邁向二十一世紀之重點科技之ㄧ,希望台灣在這個重要的新興領域,能夠有優秀的表現,就像我們的電子高科技產業一樣,在世界擁有一席之地。因此,與奈米、晶片系統、電信科技同時列為重點中的重點產業。

我國的幹細胞研究與其他國家競爭,至少有三項居於領先地位。首先,國家衛生研究院的幹細胞研究中心在2005年1月於知名科學期刊發表胎盤可以衍生多功能的幹細胞,並申請專利;另外,台北榮總與國衛院合作研發臍帶血,可以培育成肝的幹細胞,目前亦已申請專利,並用來做為治療大鼠威爾遜氏症的動物模式。第三、我們自美國俄亥俄州立大學獲得授權邱英明主任研究二十年來所衍生之專利,重點在用一簡單經濟之綠色螢光蛋白來建立老鼠及人類的神經幹細胞株,這項專利申請甫於今年一月獲得美國專利局之核准。此三樣研究於世界各國已不惶多讓,將是我們據以建立未來在幹細胞研究,一展所長的基礎,也將使台灣未來在這方面的發展有更大的空間。

前述三項將是國家衛生研究院未來發展幹細胞研究的基礎,亦即1.神經幹細胞在神經退化、中風及脊椎受傷等疾病之醫學應用;2.胎盤幹細胞及胚胎幹細胞之研究發展;3.間質幹細胞以及包括肝臟、胰臟幹細胞之研究。

另一個非常重要的研究方向,是體細胞核轉殖。若從人體身上取出體細胞核,顯微注射進入一個去核的人類卵子中,再以電流刺激使其融合為一體,經由發育之後便可得到人造的人類胚胎,此技術稱為體細胞核轉殖。因為毋需經由傳統的精子與卵子結合便可獲得胚胎,故此為無性生殖或有性生殖的界線就模糊了。無論是有性生殖之胚胎或體細胞核轉殖之胚胎,若移置於母體子宮內發育,最後均可產出完整的人類個體。有性生殖胚胎的發育過程,就是一般體內受精懷孕或是在試管中體外受精的整個生產過程。而由體細胞核轉殖所產生的胚胎,最後則將發育成與體細胞核提供者完全相同的個體,也就是所謂的複製人。但是只要在立法上禁止將體細胞核轉殖所產生的胚胎置入人體子宮內(如圖右),即不可能有複製人之產生,也就不會有因之而衍生的困擾。

2004年韓國首爾大學以黃禹錫為首的團隊宣稱已發展出體細胞核轉殖的技術,然而今年一月,首爾大學的調查委員會已證實此為造假。黃禹錫在一夕之間從國家英雄變為韓國之恥。當然,黃禹錫的作法不足為訓。可是韓國政府在去年二月才剛提供給黃禹錫的研究團隊一年八億台幣的經費,在不到一年的時間,他的研究報告就被證實為並沒有科學的依據,實應做為我國發展幹細胞研究的一個借鏡。韓國的經驗提醒我們胡適先生曾經說過的話:「為學要如金字塔,要能廣大要能高」。一個人的知識要成年累月的經營,一個國家科技的進步更不是一蹴可幾的。如果將所有的研究經費放在一個或少數的實驗室,將無法造成一個健康的研究環境;甚至因為沒有良好的競爭對手,而提供了一個容易造假的機會。

雖然以胚胎幹細胞作為人體之臨床治療可能還需要一段時間,但以胚胎幹細胞技術結合體細胞核轉殖將可提供神經受傷或退化的病患以及糖尿病患者一線痊癒的曙光。台灣在體細胞核轉殖這方面,不管是研究或立法,雖然落後一些先進國家,然我們期許在未來兩年內可以迎頭趕上,因此推動幹細胞研究與臨床再生醫療,成立「幹細胞醫學國家型計畫」是台灣生物科技發展刻不容緩的另一個里程碑。此將能開啟台灣幹細胞研究與臨床醫療的新世紀、新紀元,預期亦可激勵創新與增進新技術的轉移,同時也可鼓舞產業界參與這項計畫。

國家衛生研究院成立幹細胞研究中心希望能夠促進台灣在幹細胞方面的研究工作。由於國衛院新建院區空間充裕,且位於竹南,地理位置便於國內北、中、南部各研究機構、大學及醫院之聯繫。我們希望透過學者專家與臨床醫師的結合,將幹細胞研究成果通過動物實驗與臨床測試;再者,促進幹細胞醫學研究與產業的結合,使幹細胞研發成果順利產業化,增進我國生物科技與經濟的發展;另外,建立相關學術研究所需之資料庫,以及國內外相關研究社群互動網路;並建立幹細胞醫學科技之學術論壇與社會教育,進而協助政府訂定相關法令。

幹細胞具有相當大的商業價值及醫療潛能,許多人認為此種再生醫療將為人類醫學界開啟一扇希望之窗,但胚胎研究所牽涉的生命倫理議題也引起宗教及保守派人士的爭議;也有人擔心若日後不法人士製造出複製人,將會造成倫理秩序的混亂。但倘若所研擬的幹細胞法令過於綁手綁腳,則將失去研究先機,並導致人才及產業外流。2002年2月19日,衛生署公布了「胚胎幹細胞研究的倫理規範」,是國內第一個以人類胚胎幹細胞為主要規範對象的法令。其內容的擬定是邀集醫學、社會學、倫理學、哲學專家及宗教界與病人團體表達意見後,所產生出來的共識。其內容如下:

一、研究使用的胚胎幹細胞來源限於:
(一)自然流產的胚胎組織、(二)符合優生保健法規定之人工流產的胚胎組織、(三)施行人工生殖後,所剩餘得銷毀的胚胎,但以受精後未逾十四天的胚胎為限。
二、不得以捐贈之精卵,透過人工受精方式製造胚胎供研究使用。
三、以「細胞核轉植術」製造胚胎供研究使用,因牽涉層面較廣,需再作進一步之審慎研議。
四、供研究使用的胚胎幹細胞及其來源,應為無償提供,不得有商業營利行為,且應經當事人同意,並遵守「研究用人體檢體採集與使用注意事項」。
五、胚胎幹細胞之研究,不得以複製人為研究目的。
六、胚胎幹細胞若使用於人體試驗之研究,應以治療疾病和改善病情為目的,但應遵守醫療法規定,由教學醫院提出人體試驗計畫經核准後方可施行。

我們預期幹細胞研究的效益如下:1.利用人類幹細胞與體細胞核轉殖技術的結合,解除細胞、器官移殖所產生之排斥現象,提供神經元傷害、糖尿病及其他病患一個新時代的治療。2.提昇我國在幹細胞醫學及其他相關研究領域之能力,增強我國醫學研究在國際之競爭力與知名度。3.推動國內幹細胞相關產業之發展,吸引國內外生技產業在我國投資的意願,提昇台灣生技產業的經濟效益。4.培育高品質、優秀生物科技研發人才,增強生物醫學相關研究之研發能力。5.提供非傳染性病患一個極佳的治療方式,增強病患自主的活動力,並藉此提高社會生產力。我們深信台灣幹細胞醫學研究之產業化,在政府的全力支持下,於未來的五年內,就能如電子高科技產業一樣,在世界擁有一席之地。
《文/圖:邱英明;本文原刊載於3/12中國時報科學與人文專欄》