成功取卵,體外受精!只剩兩頭的北白犀,能從試管裡走向重生嗎?

2021-01-14 果殼

2018年3月19日,世界上最後一頭雄性北白犀「蘇丹」(Sudan)離世。


至此,北白犀只剩下兩頭個體,都是雌性:30 歲的「納金」(Najin)和它 19 歲的女兒「法圖」(Fatu)。因為沒有了雄性個體,它們再也無法進行自然繁育;如果現代科技也不能幫助它們產生後代,那我們只能眼睜睜地看著北白犀步向滅絕。


在肯亞保護區裡的納金(左)和法圖(右)| Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta


上周四(8月22日),研究人員成功地從納金和法圖體內取卵,並於本周一(8月26日)進行了體外受精。


——這是把北白犀從完全滅絕的懸崖上拽回來的第一步。



毫無疑問,這是好消息;但如果回望一下北白犀的遭遇,你會發現這個好消息的底色,其實滿布灰暗。


作為體型僅次於大象的陸地動物,犀牛在野外幾乎沒有什麼天敵。然而,這些曾經在地球上廣泛分布的巨獸們,如今卻只剩下五個物種:蘇門答臘犀牛、黑犀牛、爪哇犀牛、印度犀牛和白犀牛,前三者都已被列為極度瀕危物種。從數字上看,白犀牛還沒有瀕危,是因為除了僅剩的兩頭北白犀之外,白犀牛的另一個亞種南白犀還有約 2 萬頭。


一頭死於犀角盜獵的黑犀 | Brent Stirton / National Geographic


其實,在被推入絕境之前,北白犀也有過相對安全的時期。


上世紀 60 年代,非洲有超過 2000 頭北白犀;然而,由於瘋狂的盜獵,這個數字到了 1984 年竟直落至 15 頭左右。1993 年,北白犀的數量回升至約 30 頭;但好景不長,隨著非法獵殺的捲土重來,北白犀於 2008 年被宣布已經在野外滅絕,至此只剩下 8 頭北白犀圈養在動物園裡


2009 年,捷克的拉貝河畔皇宮鎮動物園(Dvůr Králové Zoo)將 4 頭北白犀送到肯亞的奧·佩傑塔自然保護區(Ol Pejeta 保護區),它們分別是雌性的納金和法圖、雄性的蘇尼(Suni)和蘇丹。人們寄希望於非洲溫暖的氣候和廣闊的草原,或許這種「原始環境」能幫助北白犀交配成功、繁育後代。


在奧·佩傑塔自然保護區的納金和法圖 |  Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta


然而——又是一個令人心碎的轉折——一切都是徒勞,納金和法圖沒有懷孕。2014 年,研究人員進行了健康評測,發現它們不適合孕育後代:法圖患有子宮疾病;納金腿部有傷,懷孕會帶來併發症。


而在這十年間,動物園裡其他僅存的幾頭北白犀也相繼去世——2011 年的 Neasri,2014 年的 Angalifu 和 Suni,2015 年的 Nabire 和 Nola……


然後,便是 2018 年離開的蘇丹。


蘇丹接受安樂死之前,飼養員 Joseph Wachira 正在悲傷地安撫它 | Ami Vitale / NationalGeographic


自然繁育無路可走了,只能依靠輔助生殖,也就是「試管嬰兒」。


幾頭雄性北白犀還在世的時候,研究人員就已經採集了它們的精子,冷凍保存。如果能獲取納金和法圖的卵細胞,在體外進行受精,再將發育成功的胚胎移植到代孕母犀牛的子宮內,那我們仍有機會迎來北白犀新生兒。


只是,這一系列的技術都不簡單。


局部麻醉的法圖,隨後它將被全身麻醉 | Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta


單就取卵這一項來說,研究人員必須先給犀牛麻醉,然後儘快地、精準地從卵巢中取出卵細胞;一旦麻醉時間過長,或者不小心傷及卵巢附近的血管,都會對犀牛造成傷害。現存的兩頭北白犀太珍貴,為保萬無一失,研究人員只能先在其他犀牛身上摸索。南白犀——和北白犀最為接近,數量也暫時處於相對安全的水平,自然成了研究人員的首選。


從2014年開始,超過15家歐洲的動物園為北白犀的取卵技術開綠燈,願意讓自家的南白犀充當這項技術的「小白鼠」。去年7月,研究人員將取出的南白犀卵細胞與之前凍存的北白犀精子,在體外結合。這些雜合的受精卵中,有一部分成功發育為早期胚胎——這不僅證明技術是可行的,也說明之前採集的北白犀精子具有活性。


經過幾年的研究和準備,上周四,研究人員終於第一次對北白犀進行取卵。


法圖正在進行取卵手術 | Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta


取卵過程很順利;在將近兩個小時的麻醉之後,兩頭北白犀也都甦醒過來。取出的細胞被送到用貨櫃搭建的移動實驗室裡,經過研究人員的確認,其中共有 10 枚具有活性的卵細胞,5 枚來自納金,5 枚來自法圖。


隨後,這些細胞被迅速冷凍保存,送上等候在一旁的直升飛機;經過三次轉機,它們到達位於義大利的實驗室,等待進行下一步的研究。


四天之後,研究人員宣布,這 10 枚卵細胞中,有 7 枚處於可以受精的成熟狀態。同時,他們復甦了先前保存的北白犀精子,並將精子注射到卵細胞中,完成體外受精


法圖的4枚卵細胞和納金的3枚卵細胞,都達到可以受精的成熟狀態 | Twitter: @Ol Pejeta


現在,白犀牛和我們需要的,是時間和一點點運氣——我們還要再等一等,才能知道這 7 枚受精卵當中,有多少可以發育為胚胎。一旦成功,胚胎將會被冷凍保存,直到有足夠完善的技術,將它們轉移到代孕的雌性南白犀體內。


這是拯救北白犀的重要一步;但正如國際犀牛基金會的執行董事蘇西·埃利斯(Susie Ellis)所說,「這項技術還處於它的嬰兒期」,我們離最終的成功還有很遠。


我們還沒有成熟的技術進行犀牛胚胎移植,也不知道南白犀能否成為代孕媽媽。如果這次不成功,我們還需要繼續取卵;而一頭雌性犀牛,一年最多只能取三次。我們也不知道,冷凍保存的精子能否保持較好的活性,畢竟在周一的體外受精中,研究人員已經發現,雄性北白犀 Saút 的精液不太好用。


研究人員原本計劃使用 Suni 和 Saút 的精子;但實驗中發現,Saút 的精子不太好用 | Twitter: @Ol Pejeta


就算代孕成功,基因多樣性也仍是一大難題。就像納金和法圖這對母女分別是蘇丹的女兒和孫女一樣,輔助生殖可使用的精子和卵細胞,來源其實是數量有限、親緣關係不遠的幾頭北白犀。這樣產生的幼崽,可能是近親結合的產物,而且基因多樣性過低,恐怕不足以繼續繁衍出一個穩定的種群。


解決這個問題,或許可以依靠幹細胞技術,將體細胞誘導成多能幹細胞,進而發育成生殖細胞,再繁衍出小犀牛。去年,美國聖地牙哥動物園分析了他們凍存的北白犀體細胞,發現這些樣本具有足夠高的基因多樣性;如果能用它們製造新的北白犀,或許可以拯救這些瀕危的巨獸們。


只不過,這一切的前提是——這項更具挑戰性的幹細胞技術,能夠成功實施。


在取卵手術完成之後,奧·佩傑塔自然保護區的推特上發了這張相片:「納金和法圖剛剛在泥土裡洗了個澡,感覺還不錯!」 | Jan Zwilling / Twitter: @Ol Pejeta


成功取卵,成功受精——在蘇丹離世之後,這是關於北白犀最好的消息。即使這說起來有點諷刺,曾經把它們推向懸崖的人類,如今正試圖將它們拽回來。


我們正在拯救瀕危動物;但換句話說,是我們必須為自己製造的滅絕危機負責。


取卵之後,納金和法圖如常生活在肯亞的草原上,生活在 24 小時的武裝保護之下。它們可能不知道,自己已經飛去義大利的卵細胞,承載了人類多少的熱忱和希望;它們可能也不知道,那些已經離世的同伴身上,又烙印了人類多少的貪婪和狂妄。


作者:麥麥

編輯:luna


參考來源:

[1] https://www.olpejetaconservancy.org/press-release-northern-whites

[2] https://www.nationalgeographic.com/animals/2019/08/plan-save-northern-white-rhino-ivf

[3] https://phys.org/news/2019-08-scientists-closer-northern-white-rhino.html



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