昨晚,国际顶级期刊《细胞》上发表了一项重磅研究:来自中国昆明理工大学和美国索尔克生物研究所的科学家,第一次制造出了存活率较高的“人-猴胚胎”。这些胚胎只在体外培养了20天,并没有继续发育为胎儿。这些人-猴胚胎引发了广泛的伦理讨论,但细究之下,它们不一定是潘多拉的魔盒。
为什么要制造“半人半猴”的胚胎?含有不同物种来源细胞的胚胎,被称为“嵌合体胚胎”(chimeric embryos)。
这听起来像是邪恶科学家的疯狂念头;但实际上,不少科学家都希望,能用这项技术来解决一个重要的现实问题——器官移植。有大量的患者在等待器官移植手术,仅在中国,每年就有高达30万例器官移植的需求。然而,现有的器官捐献远不能满足。科学家正在探究一些替代方法,例如3D打印、在体外培养类器官、直接从其他动物身上移植器官,或是让嵌合体动物“长出”人的器官。
如果能让猪长出人的心脏,那么这枚心脏用于移植时,引起的排异反应可能比直接使用猪心脏时少得多。
人-猴胚胎的产生,简单来说,就是将人的多能干细胞注射进体外培养的食蟹猴胚胎中。理论上来说,多能干细胞具有和胚胎干细胞一样的分化潜能,能够分化成为所有组织和器官。在本次实验中,研究者在每一个体外受精、发育到第6天的食蟹猴胚胎中,注射了25枚人来源的多能干细胞。
注射1天后,全部132枚猴胚胎中都出现了人来源的细胞。胚胎发育到第10天,仍有111枚嵌合体胚胎能正常生长。随着时间推移,嵌合体胚胎的存活率逐渐降低,并在第15天锐减。第19天,仅有3枚嵌合体胚胎存活,这也是目前体外培养食蟹猴胚胎技术的极限。第20天,所有胚胎死亡,胚胎体外培养至此结束。
然而,制造“半人半动物”的胚胎,看起来仍是极大的伦理挑战。
为了规范这类实验,不少国家制定了相应的规范,但目前各国的规范各不相同。按照美国国立卫生研究院(NIH)的规定,有关人-灵长类动物嵌合体胚胎的实验无法得到他们的资金支持;2015年,他们又宣布暂停资助人-非灵长类动物嵌合体胚胎的研究。日本则相反,他们在2019年放开了管制。原本,含有人细胞的动物胚胎不能培养超过14天。
但随着新规出台,在科学合理且必要的条件下,嵌合体胚胎不仅可以在14天后继续培育,而且允许被移植到代孕动物体内,但不能与人的生殖细胞进行任何结合。
谭韬表示,他们的这项研究是按照国家法规要求来进行的。在我国,嵌合体胚胎的实验没有被禁止,但需要得到伦理审批。本研究是和美国的索尔克生物研究所合作的,在研究的前期、中期和结束后,中国和美国方面都对研究的科学性和伦理进行了数轮咨询和审查。在论文中,研究者们还附上了接受伦理审查的详细过程。
但未来呢?如果要利用嵌合体制造发育成熟的、可移植的器官,很可能还是躲不开嵌合体胚胎的继续发育,甚至出生。
正如《细胞》的评论文章所说,生物医学越发地面临两难境地:我们需要更好的模型来了解人体生理和疾病,但要想获得与人体接近的模型,却往往是在挑战伦理。如果希望嵌合体生物产生可移植器官,一种理想的情境是,科学家能有办法严格控制人细胞在嵌合体中出现的位置,让它们只出现在最有必要的地方——伦理与科技的死结,或许可以寄希望于更新的技术来解开。