把细胞移植进动物大脑的成功,使人们增加了信心,这种疗法最终将实际用于人类疾病的治疗。

直到最近以前,似乎还很少有直接治疗帕金森斯病、爱尔海默病或其他形式的大脑损伤的希望。许多研究者仍然认为,新的大脑细胞移植技术应用于临床实践是遥远的将来的事。然而,最近的工作表明,至少有一个瑞典医疗小组,曾两次通过移植肾上腺以治疗帕金森斯病病人,并且,他们正准备作进一步的探索。

最近在伦敦召开的一次国际会议上,斯德哥尔摩的卡罗林斯卡研究院的研究者们详细描述了他们1982 ~ 83年在人身上进行的移植的尝试。这是他们的第一、第二次尝试。

移植的关键细胞是从病人的肾脏附近的肾上腺上取得的。运用喷注装置把它们注入大脑的某一部分。由子大脑的这一部分的功能不佳,引起了帕金森斯症。这种病看来是由于称之为黑质体的一种组织的细胞退化而造成的。神经纤维正常地从黑质体释放出一种叫多巴胺的物质,把它输入到大脑中邻近的组织纹状体。这里,多巴胺的作用是产生自主的肌肉运动。它的缺乏,将导致帕金森斯症所特有的缺乏控制的和不自主的运动。

根据位于华盛顿的美国精神卫生研究院的威廉 · 弗里德博士的意见,最鼓舞人心的是,当病人看起来恢复肌肉控制时,没有一个病人显示出由于大脑的移入而产生大脑受到损害的症状。

某些专家曾经认为,瑞典人的试验应推迟到在猴子身上的试验完全过关以后。然而,自从这些实验完成以后,在罗切斯特大学和美国精神卫生研究院的实验室已经发现,移植进去的神经细胞在猴脑中确实已成活,而且,由唐 · 马歇尔 · 盖希博士所领导的罗切斯特研究小组的研究已经表明,非人类的动物的大脑能接受来自人类的细胞。

最近,成功的大脑移植有如下一些:

· 伦德大学的研究者报道说,他们在把胚胎老鼠的大脑移植到老年老鼠的大脑后,老年鼠恢复了走钢丝的能力,这种能力是年轻老鼠的特征。

· 大脑损坏的老鼠通过植入老鼠胎儿的脑组织后部分地恢复了记忆和学习的能力,这是马萨诸塞州沃赛斯特的克拉克大学报道的。

· 美国精神卫生研究院成功地把肾上腺组织植入恒河猴的脑中,这种肾上腺组织对帕金森斯病人产生多巴胺是至关紧要的。

· 罗切斯特大学的研究者把产生乙酰胆碱的神经细胞注射进非洲绿猴的大脑记忆区,这些细胞的病变被认为是导致爱尔海默病的记忆消失和其他症状的原因。

· 过度饮水和过度排尿是糖尿病和某几种老鼠的特征,罗切斯特的研究者把胚胎老鼠的丘脑下部移植进成年老鼠的大脑后,这些症状减轻了。这些细胞产生控制饮水的物质加压素,这些老鼠由于遗传的原因缺乏这种产生加压素的细胞。

· 国家研究院的研究者把胚胎鼠的眼睛移植进瞎子老鼠的大脑内,通过电信监测,瞎子老鼠的眼睛至少显示出了一部分恢复功能的证据。

在罗切斯特的盖希博士的工作进行之前,大多数脑移植主要是移进老鼠的大脑,被移植的物质来自胚胎。成年个体的神经细胞不粉碎头发一样的轴突和树突就不能移植。这些轴突和树突对它们的生存是不可缺少的。由于伦理方面的原因,如果另一个人需要的话,人类的胚胎也不能作为移植物质的来源。

就如罗切斯特小组所指出的那样,以前早已认识到,鼠脑在免疫学上是有“特权的”。这是说,与身体别的部分不一样,大脑不排斥来自另一个体的移植,甚至不排斥来自另一种类的移植。例如,猫的肾上腺细胞在鼠脑中就生存了好几个月。

没有什么已知的理由足以肯定灵长类大脑不具有这样的“特权”。盖希博士及其同巿在给伦德会议的报告中这样写。他们还说,他们证明了人类细胞在猴脑中生存了下来,从而支持了上述假设。

被移植的细胞是从人的神经系统的癌组织来的,这些癌细胞在实验室中受到培育,它们不断增殖。在经过化学处理使其停止细胞分裂后,这些癌细胞被注射进五只猴子的脑中。在此后的270天中对其大脑进行检查,没有发现癌症的表现。

选择这些细胞是因为停止其分裂、移植后,它们长进了产生丰富的乙酰胆碱的神经细胞。人们认为,因年龄增大和爱尔海默病引起的记忆消失与产生这种物质的神经细胞的减少有关。这种物质对某些神经脉冲的传输是必要的。

科学家们把5只猴子中的4只移去与记忆有关的大脑组织,然后给每一只猴子的海马区注入四针针剂,每一针大约有八万个细胞。海马区是大脑的一部分,被认为对记忆是至关重要的。这些细胞用放射性示踪物质氚进行标记,它在以后的检查中帮助判定这些细胞的情况。

另外有两只猴子,它们的部分大脑组织被切除后,给它们注入幼猴的神经系统的细胞,比如像对光作出反应时控制眼睛扩张的神经节,移植后,这些细胞继续执行着这种功能。人们选择这两类细胞作为胚胎组织的可能替代物进行试验。

爱尔海默病的研究正引起兴趣

根据盖希博士的意见,下一步工作是要找出学习和记忆功能是否因移植而得到恢复。他在一次谈话中说:“我们正在尽力进行试验,但是至今还没有什么结果可资利用。”

将来某个时候,一种类似的修复技术将应用于人类病人。这种可能性上周大大增加了。衣阿华大学的研究者报告说,他们在爱尔海默病人的海马区内高度专化的区域发现了损坏的脑组织。

在克拉克大学的老鼠实验中,脑移植好像恢复了某种记忆和学习能力。大脑额叶皮层被认为是有助于记忆的。科学家们切除了21只老鼠的额叶皮层,7天后,在其中的8只老鼠中移植进胚胎老鼠大脑的额叶皮层,同时,把胚胎脑的另一部分移植到另6只鼠的大脑中,其余的7只不接受移植。然后把所有的老鼠都放在迷宫中进行记忆和学习的常规测试。

人们发现,那些接受额叶皮层组织的老鼠重新得到了学习能力,但是,接受其他脑组织的老鼠没有重新得到学习能力。

在坦姆帕的南佛罗里达大学的加里 · 阿仑达希博士进行了类似的实验。他的注意力放在构成称之为“梅耐特”的坚核的基部的前脑上。这个区域生长出许多纤维,一直渗透到大脑皮层,这些纤维生产乙酰胆碱,大脑皮层的一个作用是协调较高级的神经活动。

为了探索恢复爱尔海默病人所特有的损伤,加里 · 阿仑达希博士毁坏了老鼠的前脑细胞,然后用新生鼠或胚胎鼠的脑的同类细胞来代替它们。移植后,他对老鼠进行试验,以评价对它学习能力的影响。但结果现在还不能利用。

衰老的老鼠重新变得敏捷

在伦德大学,科学家们通过注入胚胎老鼠大脑的办法使衰老的老鼠恢复了青春的活力。这些胚胎老鼠的脑产生了多巴胺和乙酰胆碱。在试验老鼠的敏捷性时,要求老鼠走过细杆,抱住金属线,爬过金属网。

研究者们报告说,在进行移植之前,大多数衰老的老鼠企图爬杆时往往很快就掉下去,或者紧紧地抓住杆子不想再走。12个星期以后,移植后的老鼠竟然能“沿着杆爬行而没有掉下来,并且显示出与年轻老鼠相似的步法和姿态,也不大掉下去。”

国家精神卫生研究院曾在美国首都华盛顿的圣伊丽莎白医院中进行实验。实验是由一组科学家完成的,其中包括弗里德博士,理查德 · 杰德 · 沃待博士。他们完成了眼婿移植,以看看移植组织是否能在大脑建立起神经联系。

从胚胎鼠中取来的、还未形成的眼被移植到成年盲鼠大脑中的某个区域,那里,视神经正常地释放形象信号。据弗里德博士说:“在脑颅闭合后,移植的玻璃状纤维弥漫于大脑,使它能够把闪光传递到大脑。胚胎眼开始生长,发育成明显的组织。”他们还发现,在九只接受手术的老鼠中,对闪光刺激全都产生了电信号。科学家们正在设计新的实验以看看老鼠是否真的看到了闪光。

这个实验室也在猴子脑中进行与帕金森斯病有关的试验。科学家们毁坏了猴子大脑一边的黑质体。2个月后,或者把胚胎的黑质体细胞注射进大脑,或者把猴子自己的肾上腺体细胞注射进大脑。再过2个月,把猴子杀死,检查猴脑,看看移植物质是否“生出了根”。

在这两种接受胚胎组织的动物中,都没有发现移植进去的细胞生长的证据。但是,试验中所有接受自己的肾上腺体组织的四只猴子,移植进去的细胞都成活了。然而,与早些时候进行的老鼠试验相比,这些成活细胞的百分比是小的。成千上万的细胞移植进脑中,在其中2只动物中发现成活的细胞不到10个,在另两只动物中,发现每一只动物脑中成活的细胞只有大约200个。

还需进行更多的试验

盖希博士曾提出,在“5到10年内”有可能用移植方法恢复因帕金森斯病,因年老、打击或意外事故造成的大脑损伤。对此说法,弗里德博士最近评论说,在那个时候来到之前,还需要更高的移植成功的百分比,还需要更加一致的结果。

他进一步说,“必须抓紧工作,甚至在手术比较成功的老鼠身上,其长进运动区大脑组织的神经纤维也只是达到最靠近移植的区域”。

因为在多数神经系统中,没有发现移植细胞与神经组织相互联接的证据,这类移植将被限制在帕金森斯病和其他一些单方面连接也能治愈的疾病上。

弗里德博士谈到几年前的一次移植。在那次移植中,胚胎牛的大脑组织被移植到一头患有严重的帕金森斯病的小牛脑中,它产生了致命的免疫反应,弗里德博士说:“由于近年来的进步,惨祸几乎肯定能够避免,但是,脑移植的限制和可能还没有被人们所认识。”

(The New York Times,1984年9月11日)