为什么蝾螈能,而你不能
把蝾螈的一条腿齐根切掉,几周之后,一条新腿就回来了——骨头、肌肉、神经、皮肤,顺序正确、大小正确、接的位置也正确。把一条涡虫切成几段,其中好几段会长成完整的新涡虫。这就是再生,而看着它,你能感到整个这一阶段一直在绕的那个问题:如果一具身体能从残端重建出一条肢体,为什么你的身体不能?你已经学过干细胞是什么,以及一个细胞如何沿着它的分化潜能走向一个特化的命运。再生,就是那套机器*同时倒着和正着运转*——而关于你为什么不能重新长出一条腿的诚实答案,是本篇里最有用的观念之一。
再生是连续分布的,而且它*并不*随着一种动物有多“高等”而变化。涡虫体内储备着大量遍布全身的干细胞,几乎什么都能重建。蝾螈做的则更微妙:伤口附近的细胞会部分地*去分化*——它们朝着一种更灵活的状态往回退,堆积成一团叫作再生芽基的东西,然后重新长出缺失的结构。这些细胞中有许多仍忠于自己的谱系(旧的肌肉重建肌肉),所以与其说它是一次彻底重置,不如说是一次小心而局部的倒带。你也并不处在这条谱系的最底端——你在不断地更换你的血液、你的肠道内壁和你的皮肤,而你的肝脏能重新长出自身很大一块。你做不到的,是重建一整条肢体。差别不在于你的细胞忘了怎么做;而在于那份*协调*被关掉了。
干细胞在临床上已经在做的事
下面这一部分被炒作埋住了:干细胞医学并不是一个遥远的承诺。它的一种形式已经救人命救了五十多年,而令人意外的是它有多么*狭窄*、多么具体。骨髓移植——更准确地说是造血干细胞移植——之所以管用,是因为骨髓里那些造血的成体干细胞,正是你先前见过的那一种:能无穷无尽地自我更新、并产生每一种血细胞的干细胞。清掉一位白血病患者患病的骨髓,输入健康的血液干细胞,它们便会自己回到骨髓的微环境里安顿下来,从零重建出一整套血液与免疫系统。这就是被驾驭起来的再生——而且它是常规疗法。
一份简短而诚实的、列出今天真正确立了的疗法的清单,要比营销宣传暗示的短得多,而且它们共有一个意味深长的模式。用于白血病、以及某些免疫与遗传性血液病的造血干细胞;被培养成片、用于移植到严重烧伤创面上的皮肤干细胞;取自眼睛、用来修复受损角膜表面的角膜缘干细胞;以及近来,用经过基因编辑的血液干细胞来治愈镰状细胞病——用的是患者*自己*的骨髓干细胞,在体外校正后再放回去。看看它们的共同点:每一种都用一种*组织特异性*的成体干细胞,去重建*它本就所属的那一种组织*。它们没有一个是把万能细胞随便撒进身体、再指望它们自己把剩下的搞明白的。
前沿:我们盼望什么,以及它实际走到了哪里
现在来看真正的前沿——这些工作是真科学、真临床试验,也是有理由抱以审慎希望的,但*还不是*经过证实的医学。这个梦想是再生性的:为帕金森病长出新鲜的多巴胺神经元,为糖尿病长出新的产胰岛素的β细胞,长出心肌去给心脏病发作后的疤痕打补丁,长出视网膜细胞去恢复视力。点燃这个领域的工具,正是你上一篇见过的那个发现:把一个普通的成体细胞重编程回诱导多能干细胞。一下子,原则上你就可以取一个患者自己的皮肤细胞,把它倒带,再把它引导成身体所需要的任何细胞类型——不需要胚胎,也没有免疫排斥,因为这些细胞就是患者自己的。
patient's skin cell
| reprogramming (Yamanaka factors)
v
iPSC (pluripotent, can become anything)
| guided differentiation in the lab
v
dopamine neuron / beta cell / retinal cell
| transplant back into the SAME patient
v
hoped-for repair -- still mostly in trials, not proven那为什么这还没有遍地开花?有三个诚实的障碍。第一是*控制*:要把一个多能细胞可靠地引导成一种纯粹的细胞类型、且不掺杂别的,是真的很难——一个走失的、未分化的细胞就可能形成畸胎瘤,一种由混杂组织构成的肿瘤,这正是这个领域标志性的安全噩梦。第二是*整合*:一个新的神经元不能只是存在着,它还必须正确地接入活着的神经回路里,而这远比造出那个细胞要难。第三是*时间与证据*:要证明一种疗法既安全、又真的比我们现有的更好,需要多年的审慎试验。确实有令人鼓舞的早期结果——用诱导多能干细胞衍生的细胞治疗黄斑变性和帕金森病,正处于人体试验中——但“处于试验中”恰恰是重点。科学是真实的;而对大多数疾病而言,成型的疗法还没有到来。
当“干细胞”变成一个危险的词
在那一小批经过证实的疗法,和人们迫切想要治好的一长串病症——关节炎、自闭症、失明、衰老,应有尽有——之间,存在着一道鸿沟。涌进这道鸿沟里的,是成百上千家营利性的“干细胞诊所”,它们兜售几乎能治百病的、未经证实的注射剂。这就是用来给这一阶段收尾的诚实警告:这些诊所大多并没有在做它们所声称的事,而其中一些正在造成真实的伤害。它们通常注射一种来路不明、成分模糊的细胞混悬液——往往只是来自脂肪或骨髓、几乎没多少真正干细胞成分的细胞——绕过那些本应检验它是否有效的试验,并直接向患者收费。最后这个细节本身就是一面红旗:在正规的试验里,*你*通常是不需要付钱来当受试者的。
而这些伤害并非假设。曾有患者在一家不受监管的诊所往双眼里注射脂肪来源的细胞、用以治疗黄斑变性后失明。另一些人在注射部位长出了骨样或肿瘤样的肿块,或因受污染的制剂而染上严重感染。你现在理解的生物学恰恰能解释为什么:有生长潜力的细胞,在没有控制的情况下被放到错误的地方,就可能做出错误的事——而正是那份让一个干细胞充满前景的多用途性,同样也是让一个被误用的干细胞变得危险的那个性质。“这是你自己的细胞,所以天然又安全”是一句推销话术,而不是事实。你自己的细胞,放在错误的地方,照样有能力变成错误的组织,或者在不该长的地方生长。
脚踏实地地结束这一阶段
彻底地退后一步。这一阶段始于一个单一的受精卵,以及那个看似不可能的事实:它能建造出一整具身体。你看到了分化潜能如何随着一个细胞委身于某种命运而收窄,一个干细胞如何终生在手边留着一批未特化细胞的储备,以及重编程如何能把哪怕一个已经完工的细胞都倒带回起点。再生,就是所有这一切,被书写在一整条肢体、或一整条虫子的尺度上——它是身体活生生的证明,证明那份脚本在某些动物身上,是可以从头重新读一遍的。
所以,同时握住两件都为真的事,你就会领先于大多数新闻标题。干细胞确实是医学的伟大希望之一——它们已经能治愈血液癌症和镰状细胞病,而诱导多能干细胞的研究,正在打开一代人之前还锁着的那些门。*同时*,这个领域还很年轻,经过证实的用途既狭窄又具体,而一家诊所招牌上的“干细胞”三个字,作为警告信号的次数,至少和作为承诺的次数一样多。诚实的立场既不是犬儒、也不是炒作;它是对真科学的耐心,以及对任何在证据到位之前就兜售梦想的人,抱持一份健康的怀疑。这种心态——满怀希望、力求精确、不容易被糊弄——是你能从整个这一阶段里带走的最好的东西。