再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷程

鄭大中科博生表明：再生是一個既古老又嶄新的課題。在中國漢代時就普遍使用地黃治療出血和接續(xù)斷骨,《本草拾遺》《神農(nóng)本草經(jīng)》和《治百病方》等都記載有對以冷兵器損傷為代表的組織損傷起修復(fù)作用的藥物或驗方。歷史上，再生生物學(xué)起源于對創(chuàng)傷修復(fù)和附屬物再生的觀察。由于爭斗和意外事故，一些損傷如穿透傷、多發(fā)性骨折、脊髓壓迫，或眼傷貫穿人類歷史。舊石器時代的洞穴壁上發(fā)現(xiàn)的斷指手印成為發(fā)現(xiàn)創(chuàng)傷的重要證據(jù)。早期人類已經(jīng)注意到了各種創(chuàng)傷它們有的是長期存在的而有的則不是，并試圖用基本的方式促進(jìn)修復(fù)。

幾千年來,無論人們的知識水平如何，在治療方法用以促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù)之前,創(chuàng)傷修復(fù)實際上也是能夠完成的。促進(jìn)創(chuàng)傷愈合的方法，包括外科介入是古代蘇美爾人、埃及人、中國人、印度人和印加人醫(yī)學(xué)中最主要的內(nèi)容。在古代文化中，創(chuàng)傷的清洗和清創(chuàng)是慣例，許多不同的植物和礦物質(zhì)混合物用來處理創(chuàng)傷。古代中國人和埃及人用蜂蜜和酒做抗菌劑，中國人使用發(fā)面霉菌治療輕微燒傷已超過2000年。在治療頭部創(chuàng)傷時，印加人用穿顱術(shù)降低顱內(nèi)壓。一千年以前,印度醫(yī)生蘇胥如塔使用自體皮膚移植來重建被切割的鼻子和耳朵。

希臘和羅馬醫(yī)生希波克拉底(公元前460年一公元前370年)、色勒俗(公元前25年一公元50年)、伽林(130—201),對醫(yī)學(xué)的發(fā)展，包括創(chuàng)傷治療，貢獻(xiàn)很大。伽林職業(yè)生涯的一部分時間用來照顧受傷的角斗士，因此，對于身體各部位的創(chuàng)傷治療經(jīng)驗都很豐富。伽林參與編譯了那個時代的幾乎所有我們知道的解剖學(xué)、生理學(xué)和醫(yī)學(xué)治療書籍，至少35卷。在公元5世紀(jì)結(jié)束之際，羅馬帝國瓦解，伽林的教材被譯成東羅馬帝國的醫(yī)學(xué)語言阿拉伯語，之后又被譯成拉丁語。直到中世紀(jì)結(jié)束，這些教材都是醫(yī)學(xué)實踐的主要指導(dǎo)。

14-17世紀(jì)，生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)造性的繁榮是基于更多的結(jié)構(gòu)和功能上更精確詳細(xì)的觀察而建立的。主要貢獻(xiàn)是達(dá)芬奇(1452—1519)、維薩里(1514—1564)、帕拉薩爾蘇斯(1493—1541)、皮奧(1523—1562)、法布里修斯(1537—1614)對胚胎和成體結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)描述。笛卡爾(1596—1650)和伯雷利(1608-1679)編寫了生理學(xué)的重要教材，哈維(1578—1657)出品了關(guān)于血液循環(huán)和動物繁殖的重要論著。外科醫(yī)生査魯里克(1300—1370)于1363年出版了《創(chuàng)傷與骨折》，這本書詳細(xì)說明了多種創(chuàng)傷及其治療方法。威廉法布里(1560—1634)論述了近70種治療創(chuàng)傷的應(yīng)用構(gòu)想，其中很多種經(jīng)再次檢查后發(fā)現(xiàn)有真實的治療價值。

17世紀(jì)的近代科學(xué)發(fā)起了技術(shù)和概念上的革命。2個世紀(jì)前發(fā)明的印刷術(shù)傳播了更多新的結(jié)果和想法，技術(shù)革命是化學(xué)實驗的開始,推動了望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡的發(fā)展。概念革命始于對亞里士多德天體運動觀點的挑戰(zhàn)。開普勒(1571-1630)表明行星運動在橢圓軌道上，每條軌道所需的時間與它們到太陽的距離是成比例的。伽利略(1564—1630)精確地證明了哥白尼一個世紀(jì)前的推斷:地球環(huán)繞太陽軌道運行，而不是教條的宗教時間觀點。牛頓(1642—1727)三大運動定律中相關(guān)的力和運動學(xué)現(xiàn)在已被稱為牛頓力學(xué)。笛卡爾(1596—1650 )將這些物理和數(shù)學(xué)關(guān)系概括為哲學(xué)機(jī)制——物質(zhì)界的萬物，包括生物體,都可以被視為根據(jù)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)物理定律行動的機(jī)器。1687年，牛頓發(fā)表了他的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理,正式提出了理性指導(dǎo)科學(xué)研究的四條規(guī)則:①求自然事物之原因時，除了真的及解釋現(xiàn)象上必不可少的以外，不當(dāng)再增加其他;②在可能的狀況下，對于同類的結(jié)果，必須給以相同的原因;③物體之屬性，倘不能減少，亦不能使之增強(qiáng)者，而且為一切物體所共有，則必須視之為一切物體所共有之屬性;④在實驗物理學(xué)內(nèi)，由現(xiàn)象經(jīng)歸納而推得的定理，倘非有相反的假設(shè)存在，則必須視之為精確的或近于真的，如是，在沒有發(fā)現(xiàn)其他現(xiàn)象，將其修正或容許例外之前，恒當(dāng)如此視之。

這些規(guī)則提供了強(qiáng)有力的方式回答了事物如両工作的問題,改變了我們之戲認(rèn)為世界是永恒的觀點。

17世紀(jì)早期,復(fù)式顯微鏡的發(fā)明使得對生物結(jié)構(gòu)的觀察比以前更詳細(xì)，鶴更好地理解自然界的生物現(xiàn)象。這一技術(shù)跳躍式地向前發(fā)展引領(lǐng)了 18世紀(jì)顯微解剖學(xué)的科學(xué)發(fā)展。比較解剖學(xué)家約翰·亨特(1728-1793)研究皮膚創(chuàng)傷修復(fù)時發(fā)現(xiàn)了肉芽組織及其在瘢痕組織形成中的過渡作用。預(yù)先形成的教條認(rèn)為個體發(fā)生的機(jī)制是微小的成體在雞蛋中生長,C. F. Wolff對雞胚的研究推翻了這一觀點,C. F. Wolff表明胚胎發(fā)育被一系列的無定形物質(zhì)表觀遺傳學(xué)調(diào)控。

19世紀(jì)有了更多的醫(yī)學(xué)和外科手術(shù)學(xué)進(jìn)展，改善了對嚴(yán)重創(chuàng)傷和疾病恢復(fù)的預(yù)期。乙醍麻醉的發(fā)展使無痛外科手術(shù)成為可能，因此，當(dāng)人體處于不同治療情況時增加了外科手術(shù)干預(yù)的類型，然而外科手術(shù)也會增加系統(tǒng)性全身感染而引起死亡的可能性。約瑟夫·李斯特是巴斯德的一個學(xué)生，引進(jìn)了石炭酸浸濕輔料的使用和嚴(yán)格的醫(yī)院衛(wèi)生檢査,以對抗外科術(shù)后的敗血癥。

19世紀(jì)外科醫(yī)生恢復(fù)了幾個世紀(jì)前蘇胥如塔提岀的皮膚移植術(shù)。19世紀(jì)對未來生物學(xué)和醫(yī)學(xué)最重要的發(fā)展是唯物論生物學(xué)的崛起，是笛卡爾哲學(xué)機(jī)制的結(jié)果。直到18世紀(jì)中期，人們認(rèn)為生物特性是由于非物質(zhì)的生命力，而不是物質(zhì)化學(xué)和物理力調(diào)控?zé)o生命的物體的屬性。然而,18世紀(jì)下半葉由拉瓦錫(1743—1794)開始，進(jìn)入19世紀(jì)后由其他人繼續(xù)的實驗表明生命依賴于實驗室里可再生的化學(xué)反應(yīng)。隨著施萊登和施沃恩(1838 -1839)細(xì)胞理論的形成，以及后來魏爾蕭、瑞麥克和其他人的顯微觀察,對生長和繁殖的解釋更清晰，細(xì)胞是實現(xiàn)生命化學(xué)反應(yīng)的基本單位,新的細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞分裂產(chǎn)生的。

到了 20世紀(jì)，生物和醫(yī)學(xué)知識出現(xiàn)了空前的爆發(fā)性發(fā)展。主要進(jìn)展是抗體的發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)，疾病的分子置換治療的發(fā)展，對免疫系統(tǒng)的了解揭示了自我和非自我抗原的差異性，以及高度復(fù)雜的成像系統(tǒng)和外科手術(shù)技術(shù)的發(fā)展。這些進(jìn)展，加上工程學(xué)和材料科學(xué)的進(jìn)展,免疫抑制藥物的發(fā)展，使我們能夠通過組織器官移植和仿生設(shè)備的植入，進(jìn)行輸血、置換受損和功能障礙的組織器官等操作。

毫無疑問,20世紀(jì)生物學(xué)最根本最深遠(yuǎn)的事件，是在世紀(jì)中葉發(fā)現(xiàn)DNA是遺傳物質(zhì)。DNA結(jié)構(gòu)解釋了遺傳物質(zhì)如何復(fù)制和突變，信息如何編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并表達(dá)，推動了生物學(xué)的發(fā)展，使我們對細(xì)胞的了解呈指數(shù)級增加。

在中世紀(jì)雖然有大量人的斷臂和斷腿的再生，以及古希臘神話中已提到的水媳再生的報道。但是，直到18世紀(jì),再生才成為系統(tǒng)科學(xué)研究的焦點。亞伯拉罕完成了水媳再生的全部實驗，雷奧米爾和斯帕蘭扎尼分別觀察到了甲殼類和蝶嫄的再生。19世紀(jì)末20世紀(jì)初肢體發(fā)育和再生的研究對理解發(fā)育做出了重要的貢獻(xiàn)。在20世紀(jì)之前,兩棲動物和甲殼類的肢體再生被解釋成進(jìn)化論。推測這些動物的肢體包含多個預(yù)制附件的副本，其生長受截肢的刺激。在20世紀(jì)初期,再生被認(rèn)為是一個調(diào)整過程，將剩余部分修復(fù)成全部。Thomas Hunt Morgan(1866—1945 )轉(zhuǎn)向遺傳學(xué)之前，他的主要研究目的是用化學(xué)和物理原理解釋再生。一個世紀(jì)之后，人們?nèi)栽谥铝τ谏鲜鼋忉?，同時實現(xiàn)由來已久的夢想——能夠再生組織和器官?，F(xiàn)在，在21世紀(jì)的第二個10年，生命科學(xué)跨學(xué)科研究的飛速發(fā)展及化學(xué)和信息學(xué)使這個目標(biāo)觸手可及。