著名美國詩人惠特曼在他的《自我之歌》詩集中用“我遼闊博大,我包羅萬象”來比喻自己心胸廣闊,、生命旺盛,。雖然,惠特曼不是從生物學(xué)的角度來描述這一思想,,但近年來生物科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)越來越顯現(xiàn)出人體是一個包羅萬象的復(fù)雜結(jié)構(gòu),。
最近的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),每個人都有可能在母親孕育胎兒的過程中獲得自己母親的細(xì)胞,,母親同時也可能得到胎兒的細(xì)胞,。也就是說,每個人的體內(nèi)都可能含有少量與自己本身基因不同的,、以前屬于別人的細(xì)胞,。這里指的不是那些通過受精卵分裂而產(chǎn)生的大量遺傳細(xì)胞,而是指人們在母親的子宮里獲得的少量已經(jīng)完全成熟的成體細(xì)胞,,而且母親也可能從胎兒那里得到這類細(xì)胞,。
眾所周知,連接母親與胎兒的臍帶為胎兒提供所需的營養(yǎng),,臍帶是一個具有選擇性的通道,。因此,母親在懷孕時細(xì)胞能夠穿越臍帶在母子之間進(jìn)行交流,。但奇怪的是,這些“外來戶”在新的環(huán)境里可以生存數(shù)十年,,并可能存在于某些組織里成為人體器官的一部分,;這些“外來戶”還可能具有一些破壞作用,比如可能引起免疫系統(tǒng)疾病,,但這些細(xì)胞同時也可能幫助人體戰(zhàn)勝疾病,。因此,,如何有效利用這些“外來戶”為人體健康服務(wù)將是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一個新的科學(xué)研究方向。在醫(yī)學(xué)專業(yè)領(lǐng)域,,這些“外來戶”被稱為“微嵌合”(microchimeris),。
微嵌合概念并不陌生
早在上世紀(jì)50年代,科研人員就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)母親可能會將自己的成熟細(xì)胞傳輸給胎兒:科研人員曾發(fā)現(xiàn)一位母親將自己的皮膚癌細(xì)胞通過臍帶轉(zhuǎn)移給胎兒的例證,。到了1960年初,,生物學(xué)家還發(fā)現(xiàn),母親的正常血液細(xì)胞也會轉(zhuǎn)移到胎兒身上,。而胎兒細(xì)胞轉(zhuǎn)移到母親身上的例證還可以追溯到1893年,,一位德國醫(yī)生在一位因高血壓去世的孕婦的肺部發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞轉(zhuǎn)移的征兆。但胎兒細(xì)胞轉(zhuǎn)移到健康母親的現(xiàn)象直到1979年才得以確認(rèn):美國史丹佛大學(xué)的一個科學(xué)小組宣布,,他們在一位母親的血液里找到了男性細(xì)胞,,而這位女性所懷的正是一個男孩。
雖然找到了母親與胎兒之間可以進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)移的證據(jù),,但直到上世紀(jì)90年代,,研究人員對少數(shù)外來細(xì)胞能夠長期存在于健康人體內(nèi)的現(xiàn)象仍然感到非常奇怪。早期的研究表明,,母體細(xì)胞可以存活于患有嚴(yán)重免疫缺陷的兒童身上,,患有這種疾病的兒童缺乏抗感染的主要細(xì)胞。當(dāng)時,,科研人員認(rèn)為,,這種疾病導(dǎo)致了兒童身上的微嵌合,正常的免疫系統(tǒng)應(yīng)該能夠消除留在兒童體內(nèi)的所有母親細(xì)胞,。
但當(dāng)研究人員發(fā)現(xiàn)一位免疫系統(tǒng)正常的成年人體內(nèi)還存活來自母體的細(xì)胞后,,改變了以往所有的看法。而胎兒細(xì)胞同樣可以長久存活于母親體內(nèi)的證據(jù)要更早一些:美國塔弗茲大學(xué)的一位研究人員在一位數(shù)十年前產(chǎn)下兒子的母親身上找到了男性細(xì)胞,。
從此,,微嵌合這一概念在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域廣為人知,但針對微嵌合的進(jìn)一步研究還未引起科學(xué)家的關(guān)注,。研究人員提出了疑問:這些轉(zhuǎn)移來的細(xì)胞為什么能夠長久存活,?大多數(shù)細(xì)胞的生存有一定的時間限制,之后將死亡,,干細(xì)胞是一個例外,,可以不斷分裂,制造像免疫細(xì)胞那樣的各種特殊的細(xì)胞和器官組織,。這些微嵌合的長期存活現(xiàn)象,,意味著原先轉(zhuǎn)移來的細(xì)胞中有些是干細(xì)胞或者干細(xì)胞的衍生細(xì)胞。
母源細(xì)胞是把雙刃劍
研究發(fā)現(xiàn),存活于胎兒體內(nèi)的母親細(xì)胞(稱為母源微嵌合)是把雙刃劍,,在某種環(huán)境下可能對兒童或者胎兒的發(fā)育有幫助,,但在另外的條件下可能具有破壞作用。有害的方面可能指:母源細(xì)胞可能導(dǎo)致胎兒自體免疫疾病的產(chǎn)生,,也就是胎兒免疫系統(tǒng)破壞了自身組織,。比如,來自母親的細(xì)胞可能參與了胎兒幼年型皮肌炎疾病的形成,,這種自體免疫疾病首先破壞的是肌肉和皮膚,。2004年美國梅約醫(yī)院的一位科研人員發(fā)現(xiàn),從患者身上分離出的母源免疫細(xì)胞對患者體內(nèi)其他細(xì)胞產(chǎn)生了反應(yīng),,這種疾病可能是母源免疫細(xì)胞攻擊嬰兒組織造成的,。
科學(xué)研究還發(fā)現(xiàn),母源微嵌合可能也與新生兒紅斑性狼瘡疾病有關(guān)聯(lián),。研究人員認(rèn)為,,其中的一個主要原因是來自母親血液中的一種抗體對發(fā)育中的胎兒造成很大破壞。這些抗體生存在于胎兒的組織里,,提高了新生兒未來感染各種疾病的風(fēng)險,,包括最致命的心肌炎疾病。
研究發(fā)現(xiàn),,雖然受害嬰兒的母親是危險抗體的攜帶者,,但母親通常是健康的,以后所生的孩子也是健康的,。研究人員認(rèn)為,,來自母親血液中的危險抗體固然是導(dǎo)致疾病產(chǎn)生的主要原因,但并不完全是由其造成的,。研究發(fā)現(xiàn),,其他病因致死的胎兒,其血液中那些來自母親的危險的抗體細(xì)胞并不存在或者很少遇到,。
從上述研究結(jié)果可以得出結(jié)論,,導(dǎo)致新生兒紅斑性狼瘡免疫攻擊,可能是針對胎兒心臟中源于母親的心肌細(xì)胞,。這些發(fā)現(xiàn)也支持從母體進(jìn)入胎兒的細(xì)胞是干細(xì)胞或者相關(guān)細(xì)胞的假設(shè),。其他的一些補(bǔ)充研究證明,某些被認(rèn)為是自體免疫的疾病,,可能不是因為免疫系統(tǒng)錯誤攻擊自身細(xì)胞的結(jié)果,,而是攻擊外來細(xì)胞的結(jié)果。
然而其他研究則發(fā)現(xiàn),,有時候母源細(xì)胞的分化與整合并不一定導(dǎo)致胎兒免疫系統(tǒng)疾病發(fā)生,,相反,并入組織的細(xì)胞有時還能夠協(xié)助修復(fù)受損的器官。2002年,,研究人員開始研究母源細(xì)胞是否與第一類糖尿病有關(guān)。這種自體免疫疾病最容易在兒童和青少年中產(chǎn)生,,其致病機(jī)理是在胰腺中缺乏β細(xì)胞,。研究人員認(rèn)為,在懷孕情況下,,母源細(xì)胞轉(zhuǎn)移到胎兒的胰腺中,,并分化成β細(xì)胞,之后成了免疫系統(tǒng)攻擊的目標(biāo),。
研究人員發(fā)現(xiàn),,上述的結(jié)果只對了一半。在患第一類糖尿病的病人體內(nèi),,母源細(xì)胞會比其姐妹多一些,,研究人員也在患者的胰腺組織切片中發(fā)現(xiàn)了制造胰島素的母源細(xì)胞,之后的發(fā)現(xiàn)更令人驚訝:在未患糖尿病的人的胰腺中也找到了能夠制造胰島素的母源細(xì)胞,,但沒有任何證據(jù)證明這些微嵌合就是患者體內(nèi)免疫細(xì)胞攻擊的目標(biāo),,相反,母源細(xì)胞企圖拯救受損的器官,。這個結(jié)果反而給研究人員一個美好的希望:微嵌合有朝一日可能用來治療疾病,。如果能夠找到一種方法,促使外來細(xì)胞的分化與整合,,就可能修復(fù)受損的器官,。
胎兒細(xì)胞對母親的影響
胎兒微嵌合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)始于上世紀(jì)90年代。當(dāng)時,,研究人員在一位產(chǎn)下男孩一年后的母親血液中發(fā)現(xiàn)了胎兒男性細(xì)胞,。
那么,長時間存活在母體組織里的胎兒細(xì)胞有何后果,?
起初,,研究人員認(rèn)為,隨著時間的推移,,母體細(xì)胞和胎兒細(xì)胞的相互作用可能引起常見的自體免疫沖突,。醫(yī)學(xué)臨床發(fā)現(xiàn),女性患自體免疫疾病的現(xiàn)象比較常見,,比例也比男性高,。女性通常在40歲后已經(jīng)有了孩子,這個年齡段的女性體內(nèi)開始發(fā)生內(nèi)分泌調(diào)整,。如果在母親懷孕階段轉(zhuǎn)移到母親體內(nèi)的胎兒細(xì)胞起著某些重要作用,,那么類似的疾病正好應(yīng)該發(fā)生在生完孩子后的女性身上。