4月16日，由中美科學(xué)家共同領(lǐng)銜的一支科研團(tuán)隊(duì)宣布他們制造出了首個(gè)由人類(lèi)細(xì)胞和猴子細(xì)胞共同組成的胚胎。

●           　●           　●

自上世紀(jì)70年代起，科學(xué)家們就在研究跨物種的嵌合體，以了解早期發(fā)育如何進(jìn)行，或是尋找在醫(yī)療上的潛在應(yīng)用。2017年，科學(xué)家們將小鼠干細(xì)胞發(fā)育成的胰臟，移植到了大鼠的胚胎中，治好了后者的糖尿病。但在同一年，美國(guó)Salk研究所的 Juan Carlos Izpisúa Belmonte 在親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的動(dòng)物身上卻沒(méi)有取得積極的成果——他們將人類(lèi)的干細(xì)胞植入到了豬的胚胎里。幾周后，大約每10萬(wàn)個(gè)細(xì)胞里，只有1個(gè)細(xì)胞屬于人類(lèi)。

人-猴混合胚胎研究論文的通訊作者之一Juan Carlos Izpisúa Belmonte（圖源：Salk研究所官網(wǎng)）

Belmonte是本次人-猴混合胚胎的負(fù)責(zé)人之一。在本研究中，科學(xué)家們使用了和人親緣關(guān)系更近的動(dòng)物——猴子。他們先從猴子體內(nèi)分離出了受精卵，在培養(yǎng)皿里生長(zhǎng)。受精的6天后，他們又給132個(gè)猴子胚胎注入了人類(lèi)的擴(kuò)展多能干細(xì)胞（能在胚胎內(nèi)外生長(zhǎng)成不同的細(xì)胞類(lèi)型）。隨后，研究人員們觀察這些胚胎的發(fā)育情況，了解兩類(lèi)細(xì)胞能否共存。

受精的10天后，還有103個(gè)嵌合胚胎還在繼續(xù)發(fā)育，將近8成。但在之后，胚胎的生存率迅速下降：11天后，數(shù)量剩下91個(gè)；17天后，數(shù)量變成了12個(gè)；到了第19天，只有3個(gè)嵌合胚胎依舊存活。

從另外一個(gè)角度看，這些胚胎中都維持了較高比例的人類(lèi)細(xì)胞。這些人類(lèi)細(xì)胞已開(kāi)始分化成不同的細(xì)胞類(lèi)型，可以進(jìn)一步發(fā)育成不同的器官?！翱傮w來(lái)看，每一個(gè)胚胎里都有人類(lèi)細(xì)胞，且這些細(xì)胞增殖和分化到了不同的程度。” Belmonte說(shuō)道。

無(wú)論是刊登本論文的《細(xì)胞》雜志，還是另兩本頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》和《自然》，都對(duì)這項(xiàng)研究進(jìn)行了進(jìn)一步的報(bào)道，也采訪(fǎng)了許多生物學(xué)家，邀請(qǐng)他們發(fā)表觀點(diǎn)。

《科學(xué)》和《自然》雜志均對(duì)這項(xiàng)研究進(jìn)行了評(píng)論報(bào)道。

Belmonte在新聞稿中指出，通過(guò)轉(zhuǎn)錄組分析，該研究發(fā)現(xiàn)混合胚胎里的人類(lèi)細(xì)胞與猴子細(xì)胞之間存在一些新的交流通路。在過(guò)去的嵌合體研究中，人類(lèi)細(xì)胞整合到宿主組織的效率很低。而如果能理解這些通路的作用，有望讓我們克服不同物種間的障礙，提高產(chǎn)生嵌合體的效率，用于未來(lái)研究。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，研究人員們希望能用這些嵌合體研究早期人類(lèi)發(fā)育，開(kāi)發(fā)疾病模型，篩選潛在新藥，并制造可用于移植的細(xì)胞、組織或是器官。

《科學(xué)》雜志的報(bào)道開(kāi)頭也提到了此類(lèi)研究的潛在意義。通過(guò)將人類(lèi)干細(xì)胞引入到其它動(dòng)物的胚胎中，我們有朝一日能制造出新的心臟和腎臟，拯救需要接受移植的患者。而本研究的發(fā)現(xiàn)，則讓我們朝著這個(gè)目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。如果說(shuō)豬和人的器官尺寸比較接近，有望用于跨物種的移植，而人-豬嵌合體的研究又難言順利，本研究或許能提供一些技術(shù)上的洞見(jiàn)。

由人-猴細(xì)胞組成的嵌合胚胎。圖源：季維智，昆明理工大學(xué)

加州理工學(xué)院教授Magdalena Zernicka-Goetz 則從干細(xì)胞的角度提出了她的看法：“這篇論文彰顯了人類(lèi)多能干細(xì)胞整合入猴子胚胎的能力?！钡仓赋?，我們還無(wú)法控制哪些細(xì)胞能發(fā)育成哪類(lèi)組織。想要更廣泛地應(yīng)用這些模型，這是未來(lái)需要取得突破的關(guān)鍵。

毫無(wú)疑問(wèn)，涉及將人類(lèi)細(xì)胞與其它動(dòng)物的胚胎進(jìn)行嵌合的研究，一定會(huì)帶來(lái)倫理上的討論?！都?xì)胞》雜志今日發(fā)表的一篇評(píng)論文章進(jìn)行了詳細(xì)探討。該文章指出，生物醫(yī)學(xué)上的研究，往往總會(huì)不斷推進(jìn)倫理的邊界；另一方面，我們也需要考慮不同的研究對(duì)人類(lèi)，對(duì)動(dòng)物，以及對(duì)環(huán)境的影響。

首先，我們需要優(yōu)先考慮動(dòng)物的福利。對(duì)于非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物這樣有感覺(jué)的生物，尤其如此。比如我們可以討論本研究中，動(dòng)物取卵的過(guò)程是否有風(fēng)險(xiǎn)和痛苦；其次，盡管 “人的要素” 在本研究中被淡化了，但在研究中依舊存在。比如誰(shuí)提供了這些干細(xì)胞，他們是否同意用自己的細(xì)胞進(jìn)行具有爭(zhēng)議性的實(shí)驗(yàn)；第三，將人類(lèi)細(xì)胞與非人動(dòng)物的細(xì)胞或組織進(jìn)行混合的想法，會(huì)激起強(qiáng)烈的反應(yīng)；第四，此類(lèi)研究也應(yīng)該做好對(duì)公眾的信息透露。如果突然公布這些可能令人不安的研究結(jié)果，會(huì)產(chǎn)生潛在的嚴(yán)重后果，也影響到公眾對(duì)科學(xué)界的信任。

另一些科學(xué)家指出，對(duì)于器官和組織的來(lái)源，此類(lèi)關(guān)于嵌合體的研究具有高度敏感性。比如西班牙一所大學(xué)的發(fā)育生物學(xué)家 Alfonso Martinez Arias 提到，相比猴子，用牛與豬來(lái)做研究 “更具潛力，且不會(huì)有挑戰(zhàn)倫理邊界的風(fēng)險(xiǎn)?！?另外，目前的類(lèi)器官領(lǐng)域也有望讓我們不使用動(dòng)物，就開(kāi)展相應(yīng)的研究。

最后，《細(xì)胞》的評(píng)論文章提到，上述的討論僅限于本研究自身。倘若這些人-猴混合胚胎不只是停留在體外實(shí)驗(yàn)的階段，而是進(jìn)入了體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，植入到了動(dòng)物體內(nèi)，最后發(fā)育成某種生物，甚至最終被生下，那么顯然面臨的倫理問(wèn)題要復(fù)雜得多。盡管本研究的目的并非如此，但展望未來(lái)，人類(lèi)應(yīng)當(dāng)開(kāi)始思索這些可能性，并想好我們應(yīng)該怎么辦。

注：本文首發(fā)于微信公眾號(hào)“學(xué)術(shù)經(jīng)緯”，《知識(shí)分子》獲授權(quán)轉(zhuǎn)載。