一本帶你輕鬆瞭解本世紀影響人類命運的最大關鍵，從基因編輯、腫瘤疫苗、器官修護、標靶及細胞療法、人造器官、美容抗衰老、糧食危機解方到神祕的複製人，為你一一揭開細胞與幹細胞的奧祕。
本書特色
《細胞與幹細胞》講述瞭細胞與幹細胞的基本概念、理論和技術，內容通俗易懂，講解深入淺齣，圖文並茂，是一部不可多得的優秀科普讀物，我嚮喜歡閱讀、熱愛科學、希望瞭解細胞與幹細胞的朋友們推薦本書──2010年諾貝爾經濟學獎得主、英國社會科學院院士 Christopher A. Pissarides
具體描述
好的，這是一份為您創作的圖書簡介，主題圍繞生物技術、基因編輯與閤成生物學的前沿探索，完全不涉及“細胞與幹細胞”這一具體主題。 --- 《生命重構：基因編輯、閤成生物學與數字生命的前沿探索》 簡介 人類對生命的理解正迎來一場顛覆性的革命。如果說過去兩個世紀的生物學是“讀懂”生命藍圖的時代，那麼當下，我們正步入“重寫”和“創造”生命的嶄新紀元。本書將帶領讀者深入探索驅動這場變革的兩大核心驅動力：基因編輯技術和閤成生物學，並展望其在未來世界中引發的深刻倫理、社會與哲學挑戰。 這不是一本科普讀物，而是一次對人類乾預生命進程能力邊界的深度考察。我們將拋開教科書式的基礎講解，直擊那些正在重塑醫學、農業乃至整個生態係統的最尖端技術與思想實驗。 第一部：基因編輯的精確定位與無界重塑 基因編輯技術，特彆是CRISPR-Cas係統的橫空齣世，使得我們首次擁有瞭如同文字處理器般精確修改遺傳密碼的能力。本書不會止步於對CRISPR原理的概述，而是聚焦於其在實際應用中的精度、效率與倫理睏境。 1. 超越“剪刀”：下一代編輯工具的迭代 我們將詳細剖析CRISPR技術傢族的演進，從早期的雙鏈斷裂模式，到更加精細的堿基編輯器（Base Editing）和先導編輯（Prime Editing）。重點探討這些新工具如何規避脫靶效應，實現“無痕”編輯，以及它們如何被應用於修復那些傳統上被視為“不治之癥”的單基因遺傳病。我們還將探討“體內編輯”（in vivo editing）所麵臨的遞送難題——如何安全、有效地將編輯機器送達全身數萬億個細胞中目標區域。 2. 生殖細胞編輯的“潘多拉魔盒” 本書將深入探討對人類胚胎或生殖係細胞進行編輯所引發的全球性爭議。這不是簡單的技術介紹，而是對“設計嬰兒”背後驅動力、現有國際監管框架的詳細梳理，以及對人類物種演化路徑潛在乾預的嚴肅討論。我們將分析來自不同文化背景的學者、政策製定者對此議題的立場，探討“治療”與“增強”之間的模糊界限，以及一旦跨越此界，人類身份認同將如何被重塑。 3. 基因驅動：生態係統的重置按鈕 基因驅動（Gene Drive）技術，作為一種能夠在世代間以超孟德爾遺傳方式傳播的基因編輯工具，被視為解決蟲媒疾病（如瘧疾、登革熱）和控製入侵物種的終極武器。本書將詳細闡述其工作機製，重點分析其在實驗室中成功應用於蚊子種群控製的案例，並極其審慎地探討其在自然界中部署所帶來的不可逆轉的生態風險——一旦失控，我們是否有能力將其撤迴？ 第二部：閤成生物學：從零開始構建生命係統 如果說基因編輯是修改現有文本，那麼閤成生物學就是使用標準的、可互換的生物“零件”來設計和構建全新的生物係統，甚至是全新的生命形式。本書將探索構建模塊化的生命工程學。 1. 細胞的“電子化”：構建穩健的生物電路 閤成生物學的核心在於將生物組件（如基因、蛋白質、代謝通路）視為標準化的電子元件，並利用邏輯門（AND, OR, NOT）原理來設計復雜的細胞行為。我們將介紹如何構建能夠感知環境變化、進行決策並執行特定功能的“智能細胞”。這些細胞不再被動地執行自然程序的生物機器，而是被編程以執行特定任務的“生物計算機”。書中將呈現如何設計齣能夠在癌細胞內“偵查”並釋放高劑量藥物的細菌，或能自我修復的生物材料。 2. 全新代謝通路的搭建與生物燃料的未來 傳統的工業生産依賴石油化工，但閤成生物學正提供一條綠色的替代路徑。本書將深入分析科學傢如何通過基因工程，設計齣全新的微生物“工廠”，使其能夠高效地將廉價的碳源（如二氧化碳、秸稈廢料）轉化為高價值的化學品、藥物前體，乃至先進的生物燃料。我們將考察目前在規模化生産中麵臨的技術瓶頸，例如如何提高這些重組菌株的穩定性和産率。 3. 從頭閤成生命：人造生命的邊界 本書的最後一部分將觸及閤成生物學最宏大、也最具爭議的領域：從化學原料開始，設計並創造齣具有基本生命特徵的全新細胞。我們將探討人工基因組的構建、非自然氨基酸和DNA堿基對的整閤，以及這種能力對生命定義本身提齣的挑戰。這不僅僅是科學突破，更是對“生命起源”這一根本性問題的重新審視。 第三部：數字生命的倫理、治理與哲學迴響 當生命的分子代碼可以被精確編輯、甚至被從頭設計時，人類社會必須麵對一個核心問題：我們是否已經掌握瞭超越其智慧的能力？ 1. 監管真空與全球治理的緊迫性 基因技術和閤成生物學的進步速度遠遠超過瞭全球法律和監管體係的反應能力。本書將對比歐盟、美國和中國在生物技術監管方麵的不同哲學取嚮，分析現有法律框架在應對跨國界、不可逆轉的生物技術應用（如基因驅動釋放）時的局限性。我們將探討建立全球性、敏捷的生物安全治理機製的必要性與復雜性。 2. 人類身份的模糊化與“後人類”的遠景 當通過基因增強獲得超常認知能力成為可能，人類的“自然”狀態是否將被打破？本書將探討“技術性增強”對社會公平和人類本質認知的衝擊。我們如何界定一個“自然人”與一個“增強人”之間的區彆？這種技術迭代是否會催生新的社會階層對立？ 3. 生物安全與潛在的濫用風險 本書以負責任的態度，嚴肅探討瞭這些強大工具被惡意使用的風險，包括生物恐怖主義和意外的生物災難。我們將分析“雙重用途研究”（Dual-Use Research of Concern, DURC）的挑戰，以及如何平衡科學研究的開放性與維護公共安全的緊迫需求。 總結：重構的時代 《生命重構》旨在為讀者提供一個清晰、深刻的路綫圖，描繪齣現代生物技術正在如何重塑我們與自然、與自身生命形態的關係。它不僅是一部關於“我們能做什麼”的技術指南，更是一部關於“我們應該做什麼”的深刻哲學拷問。閱讀本書，就是站在人類文明新的十字路口，直麵生命重構時代的巨大潛能與隨之而來的沉重責任。
著者信息
作者簡介
王佃亮 醫師
主任醫師、教授、理學博士，為中國生物工程學會理事、中國醫藥質量管理協會常務理事、國際人類基因變異組項目中國區專傢委員會秘書長。著有《幹細胞組織工程技術》、《細胞移植治療》、《生物藥物與臨床應用》、《當代全科醫師處方》、《當代急診科醫師處方》等。
陳海佳 教授
中國科協委員／代錶、中國醫藥質量管理協會幹細胞與精準醫療質量管理分會會長。同時擔任暨南大學兼任教授並長期經營慈善事業。曾獲《第七屆中國全國優秀科技工作者》、《宋慶齡基金會愛心大使》等殊榮。
王佃亮 醫師
主任醫師、教授、理學博士，為中國生物工程學會理事、中國醫藥質量管理協會常務理事、國際人類基因變異組項目中國區專傢委員會秘書長。著有《幹細胞組織工程技術》、《細胞移植治療》、《生物藥物與臨床應用》、《當代全科醫師處方》、《當代急診科醫師處方》等。
陳海佳 教授
中國科協委員／代錶、中國醫藥質量管理協會幹細胞與精準醫療質量管理分會會長。同時擔任暨南大學兼任教授並長期經營慈善事業。曾獲《第七屆中國全國優秀科技工作者》、《宋慶齡基金會愛心大使》等殊榮。
圖書目錄
序
前言
人類認識細胞的歷史
第一章 神奇迷人的細胞世界
1. 自然界裡 簡單生命
2. 細胞世界 多采多姿
3. 細胞壁 保護外衣
4. 細胞膜 交流通道
5. 細胞質裡 生命器官
6. 細胞核 神經中樞
第二章 前景廣闊的細胞培養
1. 組織培養 微繁育苗
2. 原生質體 植株再生
3. 花粉培養 良種生產
4. 植物細胞 中藥生產
5. 動物細胞 大量培養
6. 人造皮膚 煥發容顏
7. 培養器官 植腎換肝
第三章 奧秘無窮的細胞融閤
1. 雜交細胞 生產抗體
2. 單抗繁多 應用廣闊
3. 生物導彈 消滅腫瘤
4. 馬鈴茄 植物新種
5. 腫瘤疫苗 攻剋癌癥
第四章 喜憂參半的動物複製熱潮
1. 綿羊桃莉 動物明星
2. 複製傢族 人丁興旺
3. 複製動物 存在缺陷
4. 大膽邪教 複製人類
5. 複製人類 為何禁止
6. 治療選殖 得到寬容
7. 複製動物 其他進展
第五章 創造新個體的細胞操作
1. 核質雜交 培育新種
2. 獅身人麵 嵌閤動物
3. 胚胎移植 繁育良畜
4. 試管嬰兒 解決不孕
5. 人工種子 技高一籌
6. 多倍體 生物育種
第六章 方興未艾的細胞移植治療
1. 幹細胞 生命之源
2. 幹細胞庫 生命銀行
3. 幹細胞 生物藥物
4. 幹細胞 臨床應用
5. 免疫細胞 治療腫瘤
6. 普通細胞 疾病治療
附錄
1. 細胞移植大事記
2. 動物複製大事記
3. 彩圖
後記
前言
人類認識細胞的歷史
第一章 神奇迷人的細胞世界
1. 自然界裡 簡單生命
2. 細胞世界 多采多姿
3. 細胞壁 保護外衣
4. 細胞膜 交流通道
5. 細胞質裡 生命器官
6. 細胞核 神經中樞
第二章 前景廣闊的細胞培養
1. 組織培養 微繁育苗
2. 原生質體 植株再生
3. 花粉培養 良種生產
4. 植物細胞 中藥生產
5. 動物細胞 大量培養
6. 人造皮膚 煥發容顏
7. 培養器官 植腎換肝
第三章 奧秘無窮的細胞融閤
1. 雜交細胞 生產抗體
2. 單抗繁多 應用廣闊
3. 生物導彈 消滅腫瘤
4. 馬鈴茄 植物新種
5. 腫瘤疫苗 攻剋癌癥
第四章 喜憂參半的動物複製熱潮
1. 綿羊桃莉 動物明星
2. 複製傢族 人丁興旺
3. 複製動物 存在缺陷
4. 大膽邪教 複製人類
5. 複製人類 為何禁止
6. 治療選殖 得到寬容
7. 複製動物 其他進展
第五章 創造新個體的細胞操作
1. 核質雜交 培育新種
2. 獅身人麵 嵌閤動物
3. 胚胎移植 繁育良畜
4. 試管嬰兒 解決不孕
5. 人工種子 技高一籌
6. 多倍體 生物育種
第六章 方興未艾的細胞移植治療
1. 幹細胞 生命之源
2. 幹細胞庫 生命銀行
3. 幹細胞 生物藥物
4. 幹細胞 臨床應用
5. 免疫細胞 治療腫瘤
6. 普通細胞 疾病治療
附錄
1. 細胞移植大事記
2. 動物複製大事記
3. 彩圖
後記
圖書試讀
前言
人類認識細胞的歷史
大約40億年前，生命誕生於地球這顆美麗的藍色星球，直到今日我們依舊無法知道這些最古早的生命是什麼。人類依據現今的生命科學知識推測，這些地球上最古老的生命，不但能和外界環境進行物質和資訊交流，也能簡單地複製自己。隨著生物演化，自然界終於迎來具備細胞形態的生命。
目前，地球上已發現的最古老的生物化石來自澳大利亞，名叫「疊層石」，化石內的生物生存在約35億年前的「藍綠菌 （舊稱藍綠菌）」。藍綠菌是一種單細胞生物，它們的細胞和動物或植物的細胞不同，不具有細胞核，這點和細菌相似，因此藍綠菌也稱作「藍細菌」。
遠古海洋中充滿單細胞的藍綠菌。它們有圓球狀、管狀，形狀多樣。藍綠菌和綠色植物一樣，藍綠菌能夠利用太陽的光能，把二氧化碳和水閤成自身需要的有機物，並釋放齣氧氣。
隨著藍綠菌大量行光閤作用，地球上齣現大量的氧氣，加快瞭生物演化演化的速度。與此同時，為瞭更有效地適應環境，一些單細胞生物彼此結閤，形成瞭一種類似多細胞生物的族群，就像今天的盤藻和團藻，介於單細胞生物和多細胞生物之間的生物ㄓ。
隨著生物持續演化演化，到瞭大約30億年前，地球上齣現多細胞的植物，後續又誕生瞭多細胞動物。爾後，海洋生物登上陸地，陸地也不斷演化齣新的物種演化。在大約幾百萬年前，最初的人類誕生在地球上。
在人類文明漫長的歷史中，生命奧秘的關鍵角色細胞，並沒有被發現。主要是因為大多數的細胞都太小瞭，在0.03毫米以下，遠遠超過瞭人類肉眼能夠直接觀察的範圍（0.1毫米）。
第一位真正觀察到活細胞的是荷蘭科學傢安東尼·範·雷文霍剋（Antony van Leeuwenhoek）。1677年，他用自製顯微鏡觀察瞭池塘水中的原生動物、人和哺乳動物的精子，後來更看到瞭鮭魚紅血球的細胞核，1683年，他又在牙垢中發現瞭細菌。
活細胞的發現促進瞭細胞生物學的發展。1938年，德國植物學傢許萊登（Matthias Jakob Schleiden）發現所有植物體都是由細胞組成。一年以後，德國動物學傢許旺（Theodor Schwann）發現動物體也是由許多細胞構成。許萊登和許旺共同創立瞭細胞學說，細胞學說包括三個內容：第一，細胞是多細胞生物的最小組成單位，對單細胞生物來說，一個細胞就是一個完整的生物個體；第二，多細胞生物的每一個細胞都會執行某個特定功能；第三，細胞隻能由細胞分裂而產生。細胞學說將統一瞭動物學和植物學，奠定生物學的基礎，被譽為19世紀自然科學的三大發現之一。
細胞學說創立後，許多科學傢把注意力轉移到細胞內的世界，發現瞭細胞內由多種化閤物構成的「原生質」。利用固定染色技術發現瞭中心體、高基氏體、粒線體等細胞的胞器（像是細胞的器官），同時對於細胞分裂和染色體的研究也取得瞭長足的進展。
隨後，人們開始運用細胞、改造細胞、生產有價值的農業和工業產品、創造新品種的動植物，為人類生活和健康服務。
1907年，細胞培養技術建立，這為運用細胞奠定瞭基礎。1958年，日本科學傢岡田善雄發現紫外線失活的仙颱病毒可引起艾氏腹水瘤細胞彼此融閤。到瞭1965年，哈裏斯（Harris）誘導不同種的動物體細胞融閤，齣乎預料的是，這個「雜交細胞（hybrid cell）」居然能存活下來，這是一種全新的人工細胞，但沒有實際用途。1975年是細胞學歷史上值得紀念的日子，這年免疫學傢柯樂（Kohler）和米爾斯坦（Milstein）用仙颱病毒誘導綿羊紅血球細胞免疫的小鼠脾細胞與小鼠骨髓瘤細胞融閤，選擇齣一種能夠分泌單珠抗體的雜交細胞。今天，單株抗體在疾病診斷和腫瘤治療中被廣泛應用，有「生物導彈」的美譽。
透過植物細胞培養，植物學傢生產齣瞭大量新品種的名貴花卉，如君子蘭、風信子、康乃馨等，還可以生產中藥材，如人參、當歸、三七等。動物細胞的大量培養對人類也有很大的貢獻，一是可以用來生產疫苗，二是可以生產治療腫瘤、心血管疾病等的藥物。
動物複製的研究則使細胞技術成為舉世矚目的科技。1952年，美國科學傢用一隻蝌蚪的細胞創造瞭與原始蝌蚪完全一樣的複製生物。1996年，世界上第一隻成年體細胞「複製羊桃莉桃莉」在英國愛丁堡羅斯林研究所齣生，首次證明動物體細胞和植物細胞一樣具有「遺傳全能性」，打破瞭傳統的科學概念，這項科學創舉轟動全世界。1998年，美國夏威夷大學的科學傢用成年鼠細胞複製齣50多隻老鼠，從此開始齣現大量的生物複製工程。2008年，美國食品藥品管理局宣佈，批準複製動物的乳製品和肉製品上市，並宣稱這些有爭議的食品可以像正常動物食品一般被安全食用。
近年來，細胞移植治療受到廣泛關注。1999年，幹細胞研究被《科學》雜誌推為21世紀最重要的十項科學研究領域之一，而且位居第一位，重要性還高於「人類基因組計畫」。2000年，幹細胞研究再度入選《科學》雜誌評選的當年十大科技成就。2011年起，韓國、美國、加拿大等國相繼批準瞭幹細胞新藥，使一些特殊疾病獲得到有效的治療方法。2012年，中國進行幹細胞治療規範管理，同時免疫細胞治療得到瞭空前發展。2013年，《科學》雜誌將腫瘤免疫治療列為年度十大科學突破的首位。2015年，中國取消第三類醫療審批，並發佈幹細胞製劑品質控製及臨床前研究指導原則，大大促進瞭幹細胞藥物的研究和發展。
細胞是奇妙的，幹細胞科學更是徹底改變瞭我們的生活，使我們生活變得更加美好。
人類認識細胞的歷史
大約40億年前，生命誕生於地球這顆美麗的藍色星球，直到今日我們依舊無法知道這些最古早的生命是什麼。人類依據現今的生命科學知識推測，這些地球上最古老的生命，不但能和外界環境進行物質和資訊交流，也能簡單地複製自己。隨著生物演化，自然界終於迎來具備細胞形態的生命。
目前，地球上已發現的最古老的生物化石來自澳大利亞，名叫「疊層石」，化石內的生物生存在約35億年前的「藍綠菌 （舊稱藍綠菌）」。藍綠菌是一種單細胞生物，它們的細胞和動物或植物的細胞不同，不具有細胞核，這點和細菌相似，因此藍綠菌也稱作「藍細菌」。
遠古海洋中充滿單細胞的藍綠菌。它們有圓球狀、管狀，形狀多樣。藍綠菌和綠色植物一樣，藍綠菌能夠利用太陽的光能，把二氧化碳和水閤成自身需要的有機物，並釋放齣氧氣。
隨著藍綠菌大量行光閤作用，地球上齣現大量的氧氣，加快瞭生物演化演化的速度。與此同時，為瞭更有效地適應環境，一些單細胞生物彼此結閤，形成瞭一種類似多細胞生物的族群，就像今天的盤藻和團藻，介於單細胞生物和多細胞生物之間的生物ㄓ。
隨著生物持續演化演化，到瞭大約30億年前，地球上齣現多細胞的植物，後續又誕生瞭多細胞動物。爾後，海洋生物登上陸地，陸地也不斷演化齣新的物種演化。在大約幾百萬年前，最初的人類誕生在地球上。
在人類文明漫長的歷史中，生命奧秘的關鍵角色細胞，並沒有被發現。主要是因為大多數的細胞都太小瞭，在0.03毫米以下，遠遠超過瞭人類肉眼能夠直接觀察的範圍（0.1毫米）。
第一位真正觀察到活細胞的是荷蘭科學傢安東尼·範·雷文霍剋（Antony van Leeuwenhoek）。1677年，他用自製顯微鏡觀察瞭池塘水中的原生動物、人和哺乳動物的精子，後來更看到瞭鮭魚紅血球的細胞核，1683年，他又在牙垢中發現瞭細菌。
活細胞的發現促進瞭細胞生物學的發展。1938年，德國植物學傢許萊登（Matthias Jakob Schleiden）發現所有植物體都是由細胞組成。一年以後，德國動物學傢許旺（Theodor Schwann）發現動物體也是由許多細胞構成。許萊登和許旺共同創立瞭細胞學說，細胞學說包括三個內容：第一，細胞是多細胞生物的最小組成單位，對單細胞生物來說，一個細胞就是一個完整的生物個體；第二，多細胞生物的每一個細胞都會執行某個特定功能；第三，細胞隻能由細胞分裂而產生。細胞學說將統一瞭動物學和植物學，奠定生物學的基礎，被譽為19世紀自然科學的三大發現之一。
細胞學說創立後，許多科學傢把注意力轉移到細胞內的世界，發現瞭細胞內由多種化閤物構成的「原生質」。利用固定染色技術發現瞭中心體、高基氏體、粒線體等細胞的胞器（像是細胞的器官），同時對於細胞分裂和染色體的研究也取得瞭長足的進展。
隨後，人們開始運用細胞、改造細胞、生產有價值的農業和工業產品、創造新品種的動植物，為人類生活和健康服務。
1907年，細胞培養技術建立，這為運用細胞奠定瞭基礎。1958年，日本科學傢岡田善雄發現紫外線失活的仙颱病毒可引起艾氏腹水瘤細胞彼此融閤。到瞭1965年，哈裏斯（Harris）誘導不同種的動物體細胞融閤，齣乎預料的是，這個「雜交細胞（hybrid cell）」居然能存活下來，這是一種全新的人工細胞，但沒有實際用途。1975年是細胞學歷史上值得紀念的日子，這年免疫學傢柯樂（Kohler）和米爾斯坦（Milstein）用仙颱病毒誘導綿羊紅血球細胞免疫的小鼠脾細胞與小鼠骨髓瘤細胞融閤，選擇齣一種能夠分泌單珠抗體的雜交細胞。今天，單株抗體在疾病診斷和腫瘤治療中被廣泛應用，有「生物導彈」的美譽。
透過植物細胞培養，植物學傢生產齣瞭大量新品種的名貴花卉，如君子蘭、風信子、康乃馨等，還可以生產中藥材，如人參、當歸、三七等。動物細胞的大量培養對人類也有很大的貢獻，一是可以用來生產疫苗，二是可以生產治療腫瘤、心血管疾病等的藥物。
動物複製的研究則使細胞技術成為舉世矚目的科技。1952年，美國科學傢用一隻蝌蚪的細胞創造瞭與原始蝌蚪完全一樣的複製生物。1996年，世界上第一隻成年體細胞「複製羊桃莉桃莉」在英國愛丁堡羅斯林研究所齣生，首次證明動物體細胞和植物細胞一樣具有「遺傳全能性」，打破瞭傳統的科學概念，這項科學創舉轟動全世界。1998年，美國夏威夷大學的科學傢用成年鼠細胞複製齣50多隻老鼠，從此開始齣現大量的生物複製工程。2008年，美國食品藥品管理局宣佈，批準複製動物的乳製品和肉製品上市，並宣稱這些有爭議的食品可以像正常動物食品一般被安全食用。
近年來，細胞移植治療受到廣泛關注。1999年，幹細胞研究被《科學》雜誌推為21世紀最重要的十項科學研究領域之一，而且位居第一位，重要性還高於「人類基因組計畫」。2000年，幹細胞研究再度入選《科學》雜誌評選的當年十大科技成就。2011年起，韓國、美國、加拿大等國相繼批準瞭幹細胞新藥，使一些特殊疾病獲得到有效的治療方法。2012年，中國進行幹細胞治療規範管理，同時免疫細胞治療得到瞭空前發展。2013年，《科學》雜誌將腫瘤免疫治療列為年度十大科學突破的首位。2015年，中國取消第三類醫療審批，並發佈幹細胞製劑品質控製及臨床前研究指導原則，大大促進瞭幹細胞藥物的研究和發展。
細胞是奇妙的，幹細胞科學更是徹底改變瞭我們的生活，使我們生活變得更加美好。
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