「人獸混合體」胚胎研究開啟!奇美拉神話成真?

2020-12-08 快科技

8月4日,美國國立衛生研究院(簡稱NIH)對外宣布,他們正計劃取消對人類幹細胞植入動物胚胎相關研究的資助禁令。如果不出意外,NIH將於明年年初正式啟動對該領域研究的資助計劃。

人類幹細胞植入動物胚胎的相關研究即「種間嵌合」,俗稱「人獸嵌合體」研究,在科學界一直是一個諱莫如深的話題,它因為具有難以估量的醫學價值和商業利潤而被各國科學家孜孜以求,同時又因為法理、倫理上的障礙而被詬病、懷疑,並遭到若干禁令的監管。

事實上,NIH在去年9月就曾頒布不準為人獸嵌合體研究提供資金的禁令,表示要更好地權衡與之相關的道德問題。而不到一年,NIH又決定開放禁令,一時間令輿論譁然:有人擔心這將為製造出希臘神話中「奇美拉」一樣的「怪物」大開綠燈,潘多拉魔盒似已開啟。

研究概況:

不少科學報導都語焉不詳

在古希臘神話中,有一個暴虐的怪獸名叫奇美拉(Chimera)。它長著獅子的頭,蛇的尾巴,背上還有一個會噴火焰的羊腦袋……有人擔心,「種間嵌合」技術或許會讓這一神話傳說變成現實。

所謂嵌合體,簡單地講就是將一個動物的胚胎幹細胞注射到另一個動物的囊胚當中,所創造出來的混合物種。中科院上海生命科學研究院神經科學研究所博士生唐騁向記者介紹,這種囊胚注射的方法發明於上個世紀中葉。以目前的技術水平,人類如果想要製造同種物種的嵌合體——比如,製造出任何小鼠品系之間的嵌合體——已經到了隨心所欲的地步。但科學家們並不想止步於此,他們有更大的計劃:製造出人和非人動物之間的嵌合體。

這項研究有著極其重大的醫學價值。它可以幫助人類建立人類疾病的動物模型,加快很多疾病治療方法的研究,降低人體實驗的風險;還有助於解決人類器官移植長久以來的短缺問題。唐騁向記者描述了科學家的思路:先培養一種天然沒有肝臟的動物品系,再做人和動物的嵌合體,讓這隻動物的肝臟完全來自於人類胚胎幹細胞。而這個長在動物身體裡的肝臟,理論上完全是一個人類的器官,或許可以移植給人類使用,很好地解決異種移植帶來的排斥反應。

近幾年,不時會有新聞見諸報端,宣稱科學家在人獸嵌合體技術上取得了重大推進。比如,2007年美國內華達大學教授伊斯梅爾·贊賈尼利用向綿羊胚胎注射人體幹細胞的技術,成功培育出一隻含有15%人體細胞的綿羊。但唐騁詳細地查過信息源,發現關於這個實驗的技術和結果的描述都語焉不詳。

「雖然新聞中提到的那個科學家確實存在,但我並未在他的履歷上找到相應的學術論文。我還諮詢了幾位在幹細胞領域的前輩,他們也都沒聽說過這項成果。理論上說,綿羊人嵌合,並且嵌合率達到了其所宣稱的15%,在幹細胞領域絕對是爆炸性的新聞,但是眼下所找的資料如此,只能說明這則報導恐怕有誇大乃至訛傳的成分,不足取信。」

而《麻省理工科技評論》最近公布一個調研結果,宣稱美國研究機構在2015年共培育了大約20隻懷有人獸嵌合體的母畜。但到目前為止,尚未有關於這項工作的科學論文發表,而這些動物也都沒有出生。

面臨難關:

誘人的醫學技術 也是近乎科幻的技術

在唐騁看來,人類和動物的嵌合體無法出生,一個是在法理上存在障礙,但首要的原因還是受限於技術。

他告訴記者,不同物種之間的嵌合(專業術語叫做「種間嵌合」)相當困難。因為每種動物都有獨特的發育模式,含有兩種胚胎幹細胞的嵌合胚胎在發育過程中不可避免地會出現發育調控的紊亂。

在動物身上長出人類器官是個非常誘人的醫學技術,但也是個近乎科幻的技術。

表面上看,動物的器官跟人的器官形狀、質地貌似差不多,但在分子層面上,臟器表面的蛋白質、分泌和接受的激素、臟器細胞產生的代謝產物等,幾乎沒有哪兩種動物是相同的,甚至同一種動物的不同個體都不一樣,所以才會有免疫排斥的問題。對於異種嵌合,如何讓一種動物的某個臟器完全由另一種動物的細胞構成就是個大難題,畢竟哪怕殘留一丁點自身的細胞也會引發極為嚴重的免疫排斥反應。

除此以外,大部分動物都有一種叫做內源性病毒的基因,這種基因會「感染」給別的細胞,在這個物種體內,這種內源性病毒也許沒什麼害處,但要是轉移到別的物種體內(在自然情況下這種可能性幾乎為零,但是如果不同動物之間移植了器官,這種可能性就會變得非常大),就有可能造成嚴重的傷害,怎麼徹底清除內源性病毒也是個大難題。

諸如此類的問題非常多,還需要很多技術突破才能徹底解決。至於「奇美拉」,這個腦洞開得太遙遠,甚至已經不是現有的技術水平能夠想像的東西了,拋開理論和技術談幻想沒什麼意義。」唐騁表示。

倫理問題:

動物表現人類特徵 細思極恐

此次NIH對人獸嵌合體研究的解禁,還包括一個引人注目的細節:NIH明確將要著力進行的實驗之一,是將人類幹細胞植入那些比嚙齒類更高級的動物,旨在讓人類細胞對動物大腦進行改造。

哥倫比亞大學生命倫理學項目主任羅伯特·克裡茲曼表示,這項實驗對於進行關於精神分裂症、阿爾茨海默症、抑鬱症相關的研究具有極大的意義,將為數以百萬計的各類病人帶來巨大幫助。「畢竟我們在做這些研究的時候,無法用病人的腦細胞來進行分析。」

但大腦實驗無疑是一扇神秘的大門,它向上可通往天堂,但向下則有可能墮入地獄。「有一篇科幻小說,就是講嵌合體的。明明是一隻動物,但它用和你孩子一樣的目光看著你,用和你孩子一樣的思維對待你……真是細思極恐。要知道推開這扇門,門後面是什麼,誰也擔待不起。」有網友這樣評論。

包括科學家也有這種隱憂。羅伯特·克裡茲曼在對這項實驗充滿期待的同時也敦促NIH一定要將倫理相關問題納入經費管理委員會的監督範圍內。「我們必須非常小心,一定要避免某些實驗對象——比如小鼠或猩猩,在研究過程中突然出現了人類的特徵,這屬於非常嚴重的倫理問題。」

對此,中國社會科學研究院哲學研究所高級研究員、生命倫理學家邱仁宗認為可能性不大,理由是意識肯定不發生在細胞層次,小鼠腦又不到人腦大小的千分之一。

唐騁則告訴記者,目前科學家已經將人類的神經細胞或神經幹細胞植入小鼠腦中,使之攜帶部分人類神經元,確實能夠改變其大腦的某些生理指標和一些行為學結果。「不過,雖然很多文獻傾向於將此解釋為小鼠變得更『聰明』了,但據我所知,小鼠行為的變化還是比較複雜的,不太能以單一的維度來衡量。事實上,如果僅僅依靠移植腦細胞的話恐怕是不會那麼輕易就擁有『人的智力』,畢竟人類為了這樣的智力水平經歷了百萬年的演化,不僅僅是腦子,還有顱骨結構,周圍神經結構,腦部供血系統乃至為了出生頭更大的嬰兒而特化的生殖系統等等一系列的『硬體』加持。我不認為僅僅依靠腦部的簡單改造就能達到《猩球崛起》的效果。」

未來方向:

正確引導 謹慎把控

儘管以現有的技術手段來衡量,很多人對人獸嵌合體的擔憂還屬於「杞人憂天」。但唐騁也表示,這畢竟是一個生物技術大爆炸的時代,可以預見隨著時間推移,異種嵌合技術的發明難度會逐漸降低。

「大家的擔心不一定真的會實現,但既然有此趨勢,提前準備一下也是政府和科研人員的義務。對該項技術進行有計劃的引導和一定程度的監管也是必要的。但從來沒什麼技術是可以通過法律封禁徹底堵死的,也沒有什麼技術是絕對沒有風險的。

看得出來,這次NIH的做法比較謹慎,解禁的是幾項對細節規定非常詳細的科研方向,有點類似於一次『試點』,開一點口子看看這個技術有多大價值,為未來的決策收集一些必要信息。又先不開太大,一旦出現問題也能及時補救。這種做法對於未知因素較多的潛在技術可以說是一種值得借鑑的管理模式。」唐騁說。

邱仁宗表示,很多對「人獸嵌合體」的擔憂,其實仔細分析一下,會發現並不太站得住腳。比如,很多人覺得嵌合體樣子怪、不自然,本能就會產生厭惡。但要知道當今世界純粹自然的東西已經不多了,自然或不自然不是劃分我們應該做與不應該做或禁止做的界線;還有人認為嵌合體跨越物種界線,會造成倫理上的困惑。但物種界線本身不是固定不變的,否則就沒有進化了。

物種的界線不應該成為我們該做什麼、不該做什麼的界線。再說,為什麼不能跨越人與動物之間的界線呢?如果跨越這個界限,使我們能夠更好地理解動物,更正確地對待動物,有什麼不好?總而言之,我們沒有充分的理由禁止嵌合體研究,而應該進行合適的管理,使之既能為人類造福和推進科學知識,又能防止傷害當事人的不良事件發生。」邱仁宗說。

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