您不可不知道的干细胞科技(2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 干细胞
• 再生医学
• 生物科技
• 医学前沿
• 健康
• 生命科学
• 细胞生物学
• 干细胞研究
• 医学科普
• 最新医学进展

您知道甚么是干细胞科技吗?您知道为什么在短短五年内诺贝尔医学奖两度颁给从事干细胞研究的学者？在2007年诺贝尔医学奖颁给了马利奥•卡佩奇（美国）、马丁•埃文斯（英国）、奥利弗•史密斯（美国）三位科学家，他们透过运用胚干细胞开发基因剔除技术，帮助我们了解许的基因的重要功能；2012年诺贝尔医学奖颁给约翰•葛登（英国）及山中伸弥 (日本)两位学者，他们开发了能让成体细胞可以重新编程为干细胞的技术，因为干细胞有朝一日或许可以应用修复病人受损的器官。

　　为了帮助大家能够清楚了解干细胞科技的内涵及发展现况，更为了釐清大家对干细胞科技的误解，并避免受到不肖业者的误导欺骗，本书邀请国内实际从事干细胞研究的学者及临床医师来撰写本书，本书首先透过描述细胞的发现经过，来帮助大家了解干细胞的特性；接下来进一步介绍目前了解最透彻的胚干细胞、造血干细胞及间叶干细胞；再来借由介绍过心脏与神经性疾病之细胞疗法，让大家了解干细胞将如何被运用在修复病人受损的器官；最后将告诉大家干细胞如何被保存以及干细胞生技产业的发展趋势，希望本书可以提供读者对先端干细胞科技初步的概念。
 

探索生命奥秘与前沿医学的宏伟画卷 《基因编辑的伦理边界与未来图景》 内容提要： 本书深入剖析了当前最具颠覆性的生物技术之一——基因编辑技术（以CRISPR-Cas9为核心）的科学原理、技术路径、以及其在基础研究与临床应用中所展现出的巨大潜力与挑战。我们聚焦于基因编辑如何从实验室的概念走向改变人类命运的现实工具，并以前所未有的深度探讨了围绕这项技术所产生的复杂伦理、法律和社会治理问题。本书旨在为科研工作者、政策制定者、医学专业人士以及所有关注人类未来走向的公众，提供一个全面、审慎且富有洞察力的视角。 第一部分：解码生命蓝图——基因编辑技术的基础与原理 人类基因组的精确定位与修改，曾是科幻小说中的情节。本章首先以详尽的图解和严谨的文字，介绍了生命遗传物质——DNA的结构与功能，为理解后续的编辑过程打下坚实基础。 1.1 从孟德尔定律到分子生物学：遗传学的百年演进 追溯基因发现的历史脉络，重点阐述了DNA双螺旋结构的重大意义，以及中央法则（DNA到RNA到蛋白质）如何构成了生命活动的基石。理解了遗传信息的流动，才能把握修改它的难度与精准度要求。 1.2 锌指核酸酶（ZFNs）与TALENs：前代技术的奠基 在CRISPR技术兴起之前，ZFNs和TALENs曾是实现基因组特定位点切割的主要工具。本节将详细介绍这些技术的工作机制、设计复杂性以及它们在早期功能性基因敲除实验中的应用，指出其在设计和脱靶效应控制上的局限性。 1.3 CRISPR-Cas9革命：微生物防御机制到精准剪刀 本章核心聚焦于革命性的CRISPR-Cas9系统。我们将拆解其源自细菌的免疫防御机制，详述sgRNA（单向导RNA）如何引导Cas9核酸酶精确识别目标DNA序列，并执行双链断裂（DSB）。我们将深入探讨其高效率、易于设计和成本效益的优势，这使得基因编辑技术得以大规模普及。 1.4 修复的艺术：细胞内源性修复途径 基因编辑的“编辑”并非仅仅是“剪断”。本部分讲解了细胞如何应对DSB：非同源末端连接（NHEJ）导致的随机插入或缺失（用于基因敲除），以及同源重组修复（HDR）机制，后者允许在精确位点插入新的遗传信息（用于基因校正）。理解这两种途径，是设计有效治疗策略的关键。 第二部分：转化医学的火花——基因编辑在疾病治疗中的应用 基因编辑不再停留在理论层面，它正在快速融入临床前研究与临床试验，为无数疑难杂症带来了新的希望。 2.1 攻克血液系统疾病：镰状细胞病与地中海贫血 我们详细考察了利用体外基因编辑技术（Ex Vivo）修正造血干细胞的成功案例。通过体外编辑患者的造血干细胞，使其恢复正常的血红蛋白合成能力，再回输患者体内，有望实现功能性治愈。这部分将分析当前临床试验的设计、关键的安全性考量以及面临的监管挑战。 2.2 癌症免疫疗法的升级：CAR-T的“下一代” T细胞工程是基因编辑的另一重要应用领域。本书探讨如何利用基因编辑技术更高效、更安全地构建嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）。例如，敲除PD-1等免疫检查点，以增强T细胞对肿瘤的持续杀伤力；或者构建通用型（Universal）T细胞，以应对异体移植的免疫排斥问题。 2.3 遗传性疾病的体内修正：新型递送系统的突破 对于肝脏、肌肉或神经系统等难以体外操作的组织，体内编辑（In Vivo）是唯一的出路。本节重点介绍递送载体技术的进步，尤其是腺相关病毒（AAV）的优化、脂质纳米粒（LNP）的包裹技术，以及如何利用这些载体将基因编辑工具安全有效地送达目标细胞内，以治疗如杜氏肌营养不良症或某些眼部疾病。 2.4 病毒性疾病的持久战：清除潜伏的病原体 基因编辑展现了清除体内潜伏病毒的潜力，特别是HIV。通过精确切割整合到宿主基因组中的病毒DNA片段，有可能实现对艾滋病的根治。本章将对比不同研究团队的策略，并评估其在动物模型中的有效性和持久性。 第三部分：伦理迷宫与监管航标——基因编辑的社会影响 技术的强大必然引发深刻的伦理反思和社会辩论。我们必须审慎地划定科学探索的边界。 3.1 体细胞编辑与生殖细胞编辑的严格分野 本书清晰界定了体细胞编辑（仅影响个体，不遗传给后代）与生殖细胞编辑（影响配子或早期胚胎，可遗传）的本质区别。我们深入探讨了国际社会普遍禁止或严格限制生殖细胞编辑的科学依据和伦理共识，包括对“脱靶”风险不可逆转的担忧。 3.2 增强与治疗的灰色地带 基因编辑的终极目的究竟是恢复“正常”功能（治疗），还是赋予“超越常人”的能力（增强）？本书批判性地分析了“性能增强”的诱惑力，例如提升认知能力或运动潜能。讨论如何构建一个避免加剧社会不平等的监管框架，防止基因技术演变为“优生学”的现代翻版。 3.3 胚胎编辑的案例分析与全球治理 通过对重大国际事件的追踪分析，我们探讨了在人类胚胎中进行基因编辑所引发的全球性恐慌与科学界的自我约束。本节关注国际科学组织和各国政府机构正在构建的监管标准、透明度要求以及跨国合作的必要性。 3.4 知识产权与普惠原则 作为一项颠覆性技术，基因编辑工具的专利布局复杂。本书探讨了知识产权壁垒可能如何阻碍技术向资源匮乏地区普及的问题，主张在促进创新的同时，必须坚守科技向全人类普惠的伦理底线。 第四部分：超越CRISPR-Cas9——下一代基因编辑技术展望 科学永无止境，研究人员正在开发更安全、更精准的工具来克服现有系统的局限。 4.1 碱基编辑器（Base Editors）：无需断裂的精准修改 碱基编辑器（BEs）通过化学方法将一个碱基直接转化为另一个碱基（如C→T或A→G），而无需制造DNA双链断裂。本节详细解释了脱氨酶与失活Cas9的融合机制，强调了其在减少插入/缺失（Indels）风险方面的优势。 4.2 先导编辑（Prime Editing）：直接写入新序列 先导编辑被誉为“搜索和替换”功能。它结合了逆转录酶和特异性引导RNA，可以直接在目标位点“写”入新的DNA序列，极大地扩展了可编辑的突变类型，是实现精确基因校正的重要一步。 4.3 RNA编辑与表观遗传学调控 最后，本书将目光投向了更灵活的调控层面——RNA编辑和表观遗传学编辑。这些技术可以在不永久改变DNA序列的前提下，实现暂时性的、可逆的基因功能调控，为控制疾病的急性发作提供了新的策略。 结语：审慎前行，面向未来 基因编辑科技正站在人类医学史的关键路口。它蕴含着消除遗传性疾病的宏伟承诺，但也伴随着深刻的伦理抉择。本书的撰写，旨在提供必要的知识框架，促使读者以一种既充满敬畏又具备批判性思维的方式，参与到这场塑造人类健康与未来的重要对话中。我们必须在创新与责任之间，找到那条审慎而坚定的前进行进之路。

作者简介

沈家宁

　　现任：中央研究院基因体中心干细胞研究组副研究员
　　学历：国立阳明大学医学生物技术研究所硕士、英国巴斯大学生物生化系发育生物学博士
　　着作：已发表三十余篇干细胞与体细胞重新编程相关学术论文
　　科普着作：
　　1. 『干细胞学第三章』（教育部顾问室干细胞与组织工程教学资源中心，2008初版、2012再版）
　　2. 人造干细胞   （科学发展月刊 414期）
　　3. 体细胞重新编程技术与应用前景 （中荣医讯 142期）
　　4. 肿瘤干细胞与癌症治疗 （科学月刊 40期）
　　5. 体细胞重新编程技术开发与应用 （中央研究院週报-知识天地 1390期）
　　
郭纮志

　　现任：中央研究院细胞与个体生物研究所助研究技师
　　学历：英国伦敦大学国王学院生殖遗传学博士
　　着作：已发表三十余篇干细胞相关学术论文
　　科普着作：
　　1. 『干细胞学第二章』（教育部顾问室干细胞与组织工程教学资源中心，2008初版、2012再版）
　　2. 干细胞研究新里程：由欧巴马解除胚干细胞研究禁令谈起 （生物技术中心2009年生物技术产业年鑑）
　　3. 诱导式全能性干细胞应用之现况与前景 （生物技术中心2010物技术产业年鑑）

黄效民

　　现任：食品工业发展研究所生物资源保存及研究中心资深研究员兼副主任
　　学历：国立台湾大学农业化学系硕士、美国罗格斯大学微生物暨分子遗传博士
　　专长：细胞培养、细胞品管和细胞库管理
　　着作：已发表细胞研究相关论文九十余篇。
　　科普着作：
　　1. 『干细胞学第八章』（教育部顾问室干细胞与组织工程教学资源中心，2008初版、2012再版）
　　2. 活跃的造血干细胞 （科学发展月刊 414期）

谢清河

　　现任：
　　国立成功大学临床医学研究所 科暨医工系   副教授
　　成大医院   临床医学研究中心暨心血管外科 主治医师
　　中央研究院 生物医学科学研究所   合聘副研究员
　　美国华盛顿大学 生物工程系 兼任副教授
　　学历：高雄医学院医学士、美国华盛顿大学生物工程学博士
　　着作：已发表数十篇干细胞与心脏疾病治疗相关论文
　　科普着作：
　　『干细胞学第五章』（教育部顾问室干细胞与组织工程教学资源中心，2008初版、2012再版）
　　
赖佳昀

　　现任：中央研究院生物医学研究所谢清河实验室研究助理
　　学历：清华大学物理系毕业
　　
吴孟容

　　现任：中央研究院生物医学研究所谢清河实验室研究助理
　　学历：国立中兴大学生命科学系学士、国立阳明大学基因体科学研究所硕士
　　
张苡珊

　　现任：成功大学临床医学研究所谢清河老师实验室兼任行政助理
　　学历：成功大学中国文学研究所就读中

苏鸿麟

　　现任：国立中兴大学生命科学系副教授
　　学历：国防医学院生命科学研究所博士
　　着作：已发表三十余篇干细胞与病毒研究相关论文
　　科普着作：
　　胚干细胞的建立 （科学发展月刊 414期）
　　
潘宏川

　　现任：台中荣民总医院神经外科主治医师
　　阳明大学医学系兼任副教授
　　学历：阳明大学医学士，国立中兴大学博士
　　着作：已发表三十余篇与神经疾病治疗相关论文
　　
林欣荣

　　现任：中国医药大学附设北港医院院长
　　中国医药大学附设安南医院院长
　　学历：美国纽约州立大学神经外科及生理学博士
　　着作：已发表上百篇干细胞与神经疾病治疗相关论文

陈婉昕

　　现任：工业技术研究院生医所组织再生复合医材技术组副组长
　　学历：中研院与国防医学院合办之生命科学研究所博士
　　科普着作：
　　『干细胞学』（教育部顾问室干细胞与组织工程教学资源中心，2008初版、2012再版）

Chapter　1　甚么是干细胞
Chapter　2　体干细胞的可塑性
Chapter　3　胚胎及诱导式万能干细胞
Chapter　4　造血干细胞
Chapter　5　间叶干细胞
Chapter　6　心脏修复与再生─针对心脏疾病的细胞疗法
Chapter　7　干细胞与神经性疾病的修复
Chapter　8　干细胞储存与干细胞库
Chapter　9　干细胞产业应用之现况与展望
 

序

　　每天一打开电视，脐带血银行的广告则在电视上强力曝光，除了艺人外，前总统女婿及台湾之光棒球好手王建民也在广告中鼓催大家保存干细胞，干细胞看似疾病的万灵丹，前景一片看好！但是干细胞科技是否已经发展如广告所描绘的那么美好吗？干细胞科技目前是否已经成熟到可以改善医疗上束手无策的疾病吗？

　　干细胞这个名称最早出现在科学的文献是在1868由德国生物学学家恩斯特‧海克尔（Ernst Haeckel）率先提出来以形容多细胞生物个体在演化上的细胞起源，进一步地在再由生物学家艾德蒙‧威尔逊（Edmund B. Wilson）在1896年干细胞这个名称普及化用来描述未分化的生殖腺母细胞。干细胞属于比较处于未分化状态的原始细胞，它之所以广受瞩目在于能够进行自我更新的增殖，并且具有分化成为各种功能细胞的潜力，因此具有潜力应用移植修复人类受损的组织和治疗棘手的退化性疾病上。

　　然而因为干细胞可以应用于器官修复的潜能，吸引大众的目光，也因此有许多不肖的业者也开始滥用干细胞科技的名称来误导，甚至欺骗消费者；许多产品陆续挂上”干细胞”的名称，一般的皮肤保养的蛋白质成份，可能会冠上”干细胞生长因子”的名称，还有业者号称可以利用干细胞”抗老化”或”回春” ，甚至最近还有业者宣称可以利用脐带移植来对抗癌症，这些事件的产生除了说明大众对干细胞功能的高度期待外，甚至也可以反应出大众对干细胞这门新兴科技的不了解。所以当五南出版社的王正华主编来找我的时候，为了让大家能够清楚了解干细胞科技的内涵及发展现况，更为了釐清大家对干细胞科技的误解，并避免受到不肖业者的误导欺骗，所以决定开始撰写本书。

　　本书邀请国内实际从事干细胞研究的学界之专家来一同撰写本书，本书开始的第一、二章由个人负责撰写，期望能让读者对干细胞的性质有些基本认识。第三章则由中研院细胞暨个体生物研究所郭纮志博士以其丰富的教学及研究经验负责引导读者熟悉万能的胚干细胞。第四、五及第八章则由国内干细胞库的负责人及生资中心黄效民副主任撰写，除了深入浅出地解释造血及间叶干细胞分离培养扩增及体外分化，并进一步说明干细胞保存之关键技术。第六章则由具有临床专业的成功大学临医所谢清河教授及其实验室的研究人员吴孟容、赖佳昀及黄苡珊一同撰文介绍心脏修复与再生并说明心脏疾病之细胞疗法的发展。第八章则是由中兴大学苏鸿麟教授协同北港妈祖医院林欣荣院长及台中荣民总医院潘宏川医师介绍干细胞如何运于神经性疾病的修复。最后第九章则是由工研院陈婉昕博士参考国内外目前的生技产业，为干细胞研究之市场发展做全面性介绍。

　　通常经历过严重心脏病发作的病患，心脏会永久受损。而日前波里医师（Robert Bolli）所领导的研究团队成功由病患自身的心脏培育出干细胞，并将其注入严重受损的人类心脏，使患者病况获得显着改善之后，获得美国商业「富比世」杂志（Forbes）大幅报导，这除了说明干细胞科技确实会为未来人类医疗带来很大的贡献，并且干细胞科技也将带动整个生技产业的蓬勃发展，所近年来干细胞的研究进展不断地佔据了媒体的版面，但读者必须要了解干细胞科技属原创期的科学，因此对病人仓促应用一个未成熟之技术，是否为正当施行的医疗行为，其中的界限是相当模煳， 一方面医疗发展必须要测试尚有瑕疵的医学知识，但另一方面也要考虑潜在的风险，虽然干细胞科技目前大多尚未成功地应用在疾病治疗上，不过预期未来确实会为人类医疗带来很大的贡献。所以希望本书可以提供对先端干细胞科技有兴趣的读者作为参考之用。

　　由于干细胞科技发展快速，新技术、新发现以及新理论不断涌现，所以也许读者在读过本书之后会有不同的观点及想法，所以还望读者能针对本书踊跃提出建言，本书会针对读者的建议及如果干细胞科技进展，在改版时进行更新。最后感激本书协助编辑及绘图的相关编辑人员

细胞（Cell）是生命的基础单元，最早是在17世纪，由罗伯特‧虎克（Robert Hooke）及雷文‧霍克（Antonie van Leeuwenhoek）分别利用自制的光学显微镜所发现的。虎克在用显微镜观察软木塞的薄切片时，看到细胞以一格一格的排列，所以以英文「cell」来命名，事实上他所看到的是死亡植物细胞的细胞壁。真正发现活细胞的是荷兰的生物学家霍克，经由手工自制的显微镜，看到牙垢中的细菌及水中的原生动物，并且描述及命名这些单细胞生物为「微动物（animalcules）」。

十九世纪初法国科学家拉马克（ J e a n -Ba p t i s t e d e L a -marck）于是率先提出「所有生物体都由细胞所组成，细胞里面都含有些会流动的『液体』」。接下来，法国生理学家杜托息（Henri Dutrochet）进一步提出「细胞假说」支持这个说法，在论文中提出「细胞确实是生物体的基本构造」，事实上因为杜托息所观察的植物细胞比动物细胞多了细胞壁，因此在当时观察技术还不成熟的时候，植物细胞比较容易观察，也因此这个说法先被植物学者接受。到了十九世纪初中期，德国动物学家许旺（Theodor Schwann）进一步确定了动物细胞里有细胞核，核的周围有液状物质，在外圈还有一层膜，但却没有细胞壁。同时期德国植物学家许莱登（Matthias Schleiden），也在植物细胞里发现细胞核，两者的研究结果类似，都认为「动植物皆由细胞及细胞的衍生物所构成」。后来科学家陆续发现证据，证明细胞都是从原来就存在的细胞分裂而来，而细胞为一切生物的构造单位及生理单位。

评分☆☆☆☆☆

《您不可不知道的干细胞科技(2版)》这本书，就像一本打开了新世界大门的钥匙。我一直对生物科技很有兴趣，但总是感觉隔着一层纱，看不真切。这本书，就像是把那层纱给撩开了，让我得以窥见干细胞这个神奇的领域。作者的文笔非常流畅，不是那种生硬的科普文，而是带着一种娓娓道来的感觉。他会用很多生动的比喻，把那些抽象的概念具象化，让我在阅读过程中，脑海中自然而然地会浮现出清晰的画面。 我尤其欣赏书中对干细胞研究前沿进展的介绍。它不只停留在基础概念，而是紧跟着最新的研究成果，介绍了一些非常有前景的应用方向。读到那些科学家们正在攻克的难题，还有那些令人振奋的突破，真的会让人感到一种莫名的兴奋和激动。这本书让我明白，干细胞技术不是遥不可及的未来，它正在一步步地走向现实，并且已经在改变着很多人的生活。读完这本书，我不再觉得干细胞只是一个名词，而是充满了无限可能的一种生命力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，对我来说，是一次非常愉快的学习过程。我一直觉得，了解一项新的科技，最怕的就是枯燥乏味，但《您不可不知道的干细胞科技(2版)》完全没有这个问题。作者在讲解复杂概念的时候，会穿插一些引人入胜的故事，比如某个重要发现的背后，科学家付出了怎样的努力，或者某个技术突破，给某个病患带来了怎样的改变。这些故事，让原本可能枯燥的科学知识，瞬间变得有温度、有血有肉。 我特别喜欢书中关于干细胞分类和不同类型干细胞作用的介绍。它清晰地解释了胚胎干细胞、成体干细胞、诱导多能干细胞等等的区别，以及它们各自在研究和应用中的优势和局限。这一点，对于我理解整个干细胞领域的发展脉络，非常有帮助。而且，书中也谈到了干细胞治疗在安全性方面的考量，以及一些需要注意的风险，这让我觉得这本书非常客观和严谨，不是盲目地宣传，而是让你全面地了解这项技术。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到《您不可不知道的干细胞科技(2版)》这本书，我真的觉得超有感！想当年，我第一次接触到干细胞这个名词，觉得它就像科幻电影里的东西，离我们普通人好遥远。但这本书从头开始，用一种非常容易懂的方式，把这些原本听起来很复杂的概念都讲开了。不是那种硬邦邦的科普，而是像在跟一位对科学很有热情的长辈聊天，他一边讲解，一边还穿插着一些实际的案例，让你感觉“哦，原来是这样！”。 特别是书中关于干细胞在再生医学方面的应用，让我大开眼界。以前总觉得，身体坏了，比如心脏病、糖尿病，就只能吃药控制，顶多就是换个器官，但书中提到的，通过干细胞技术，好像真的有希望“修复”受损的组织和器官，让身体重新焕发生机。看到那些研究人员努力的模样，还有那些成功治疗的病患故事，真的会让人热泪盈眶，觉得科技的进步真是太伟大了，也对未来充满了希望。而且，书中也提到了干细胞研究的一些伦理问题，这点也很重要，不是一味地鼓吹，而是让你从多个角度去思考，这让我觉得这本书非常全面和负责任。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始拿到《您不可不知道的干细胞科技(2版)》，我还有点担心会不会太专业，毕竟我不是科班出身的。但读了之后，我完全被书中的内容给吸引住了。作者的叙事方式很巧妙，他不会一开始就抛出很多艰涩的术语，而是循序渐进，从最基础的概念讲起，让你一点点地建立起对干细胞的认知。我特别喜欢书中对一些历史事件的描述，比如最早发现干细胞的科学家们是怎么思考的，他们遇到了哪些困难，又是怎么克服的。这种“追本溯源”的方式，让我觉得不只是在了解一项科技，更是在了解一段历史，了解人类探索未知的勇气和智慧。 这本书让我印象最深刻的是，它不仅仅是关于“是什么”的介绍，更深入地探讨了“为什么”和“能做什么”。比如，它会解释为什么干细胞有这么神奇的再生能力，它的分化机制到底是怎么回事。然后，再把这些理论知识和实际应用结合起来，让我看到干细胞在治疗癌症、神经系统疾病、皮肤修复等等方面的巨大潜力。我甚至觉得，这本书读完之后，再去医院看病，对医生提到的治疗方案，都会有更深一层的理解。而且，它还谈到了一些关于未来发展趋势的预测，让人忍不住去畅想，几十年后，我们是不是真的能通过干细胞技术，解决现在很多医学上的难题。

评分☆☆☆☆☆

《您不可不知道的干细胞科技(2版)》这本书，给了我一个非常全面的视角来看待干细胞科技。我本来以为干细胞只是用来做一些“神奇”的治疗，但读了之后，才发现它更像是生命科学领域的一个“万能钥匙”，可以解锁很多我们之前无法想象的可能性。作者的写作风格非常接地气，他用非常生活化的语言，去解释那些可能让人望而却步的科学原理。 这本书最让我惊艳的是，它不仅介绍了干细胞的“是什么”，还深入剖析了“为什么”。比如，为什么干细胞能够分化成各种不同的细胞？它背后的分子机制是什么？这些深层次的解释，让我对干细胞的认识，从“是什么”上升到了“为什么”，感觉学到了更本质的东西。而且，书中对于干细胞在美容、抗衰老方面的应用，也有细致的介绍，这对于我们普通大众来说，也是非常关心的话题。读完这本书，感觉自己对未来科技的发展，有了更清晰的认识，也更加期待这项技术能够造福更多人。