繼去年科學(xué)家首次成功研發(fā)出了人與豬的嵌合體后，近日，美國(guó)斯坦福大學(xué)的科學(xué)家又首次將人類干細(xì)胞導(dǎo)入綿羊胚胎，獲得了人羊嵌合體，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功將胰腺移植到了小鼠體內(nèi)。

3月15日，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、家畜胚胎工程實(shí)驗(yàn)室主任劉忠華告訴科技日?qǐng)?bào)記者，雖然面臨著倫理等問題的爭(zhēng)議，但這項(xiàng)突破性的成果或許將幫助緩解全球性的器官捐獻(xiàn)短缺問題。

意義重大 或可能在動(dòng)物身上培育人體器官

在美國(guó)，約有76000人在等待器官移植，在英國(guó)這一數(shù)據(jù)是6500人，而每位患者可能需要等待5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。平均每天有32位患者在等待器官捐贈(zèng)的過程中死去。

此前，盡管科學(xué)家已經(jīng)成功培育了人豬嵌合體，使醫(yī)學(xué)界對(duì)利用它們培育人體器官感到振奮，但并沒有研究團(tuán)隊(duì)將這一成果進(jìn)一步推進(jìn)。雖然科學(xué)家還無(wú)法直接從豬或羊身上獲取器官并移植到人體中，但他們相信，人體干細(xì)胞可能是解決該問題的方法之一。

加州大學(xué)戴維斯分校的動(dòng)物學(xué)家帕布羅·羅斯(Pablo Ross)參與了此次人羊嵌合體研究，他堅(jiān)稱這是目前在醫(yī)學(xué)上很有前景的探索之一。

眾所周知，移植器官排異問題至今尚不能很好解決，器官移植者需要長(zhǎng)期服用抗排異藥物來減少免疫系統(tǒng)對(duì)移植器官的攻擊。令人驚喜的是，利用人類—?jiǎng)游锴逗象w得到的器官，攜帶的是本人的特異性免疫抗原，可以較大程度減少這種排異反應(yīng)。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目為治療1型糖尿病等其他疾病提供了可能。“我們采用動(dòng)物嵌合體這項(xiàng)技術(shù)，在大鼠體內(nèi)成功培育出一個(gè)成熟的小鼠胰腺，并把這個(gè)胰腺移植到1型糖尿病的小鼠體內(nèi)。移植后，小鼠的血糖調(diào)節(jié)就趨于正常了。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)教授中內(nèi)博士(Hiro Nakuachi)上個(gè)月在美國(guó)科學(xué)發(fā)展協(xié)會(huì)年會(huì)上報(bào)告稱。

倫理爭(zhēng)議 擔(dān)心人體細(xì)胞進(jìn)入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物大腦

有意思的是，一年多之前，美國(guó)政府曾表示將為這類充滿爭(zhēng)議的實(shí)驗(yàn)提供資助，但之后在收到來自動(dòng)物權(quán)利團(tuán)體超過兩萬(wàn)次投訴之后，又撤回了資金。

爭(zhēng)議包括人們擔(dān)心會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)印象中的“人頭羊身”或“羊臉人身”怪異形象。

面對(duì)爭(zhēng)議，中內(nèi)博士在匯報(bào)中稱：“我們實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造出來的胚胎在28天后就被摧毀了。”

實(shí)際上，由于近年來，干細(xì)胞和基因工程為不同物種間嵌合體的產(chǎn)生鋪平了道路，科學(xué)家希望培育更大的嵌合體動(dòng)物，例如豬或者羊帶有人類器官。

然而，這面臨著嚴(yán)重的技術(shù)障礙和復(fù)雜的倫理問題。美國(guó)斯托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所研究員李凌衡博士告訴科技日?qǐng)?bào)記者，人們不希望嵌合后的動(dòng)物體內(nèi)有人的生殖細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞，尤其是嵌合體的大腦不能來源于人類，因此，生殖細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞是人類—?jiǎng)游锴逗象w的倫理界限。

帕布羅·羅斯承認(rèn)自己也有著類似的擔(dān)憂。

目前實(shí)驗(yàn)中人類細(xì)胞在嵌合體中只占了不到1%，如果最終目標(biāo)是滿足人類器官移植的需求，就需要逐步提高嵌合體中人類細(xì)胞的比例，而這一過程將不可避免地引發(fā)更多的倫理問題。

羅斯表示，一切都取決于人體細(xì)胞在動(dòng)物體內(nèi)的活動(dòng)能達(dá)到何種程度。如果它們擴(kuò)散得比預(yù)想的要遠(yuǎn)，比如進(jìn)入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大腦，那出于倫理原因，想要批準(zhǔn)這樣的試驗(yàn)估計(jì)就不可能了。

“如果這些細(xì)胞在發(fā)育過程中，不僅僅是嵌合到了預(yù)期的器官中去，而是參與到了其他器官的發(fā)育，比如神經(jīng)系統(tǒng)或者是生殖系統(tǒng)等，這時(shí)候就會(huì)帶來非常復(fù)雜的倫理問題，這是大家對(duì)此類研究擔(dān)心的主要原因。”劉忠華也認(rèn)為。

因此，劉忠華強(qiáng)調(diào)，如何有效控制這些細(xì)胞，不朝人們不希望它去的器官方向進(jìn)行發(fā)育，是目前研究人員需要思考和研究的重點(diǎn)之一。

據(jù)劉忠華掌握的情況，目前在中國(guó)還沒有出臺(tái)專門針對(duì)做人與動(dòng)物嵌合胚胎發(fā)育的管理政策。

“但是，科研工作者所在單位都有倫理委員會(huì)，在開展人與動(dòng)物胚胎嵌合發(fā)育相關(guān)研究之前，都需要上報(bào)倫理委員會(huì)進(jìn)行備案和審批。只有通過倫理委員會(huì)的審核之后，才能夠開展相關(guān)的工作。所以，在我國(guó)盡管還沒上升到政策層面，但是在體系內(nèi)的管理上是非常嚴(yán)格的。”劉忠華說。

路途遙遠(yuǎn) 技術(shù)真正能實(shí)際應(yīng)用還要闖關(guān)

在美國(guó)科學(xué)發(fā)展協(xié)會(huì)年會(huì)上，中內(nèi)博士稱：“將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到人類可能還需要5年—10年，但我們一定會(huì)等到技術(shù)成熟的這一天。”

作為我國(guó)首例采用成體體細(xì)胞作為核供體的克隆民豬項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，劉忠華坦言，從實(shí)際情況來看，這種技術(shù)路線是被學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可的，但在實(shí)踐過程中，人的細(xì)胞在動(dòng)物胚胎中所占的比例還不是很高，離實(shí)際的應(yīng)用還有很長(zhǎng)的距離。

劉忠華說，目前該工作面臨諸多研究難點(diǎn)，首先是如何提高人類細(xì)胞在動(dòng)物的胚胎發(fā)育過程當(dāng)中所占有的比例以及控制它的去向。

“因?yàn)樵撗芯康淖罱K目標(biāo)，是想在動(dòng)物的體內(nèi)培育出人的器官，或者是以人的細(xì)胞為主體的器官，那么人類細(xì)胞在這個(gè)器官中所占的比例是非常關(guān)鍵的參數(shù)，從目前報(bào)道的情況可以看出，這個(gè)比例并不高。”劉忠華說。

中內(nèi)博士的研究團(tuán)隊(duì)將人類干細(xì)胞導(dǎo)入綿羊胚胎中，形成二者的嵌合體。而此次實(shí)驗(yàn)所得的人—羊雜交動(dòng)物中，人類細(xì)胞貢獻(xiàn)非常小，幾乎99%的基因來源于綿羊胚胎，其中人類細(xì)胞僅約10000個(gè)(或更少)。劉忠華說，美國(guó)斯坦福大學(xué)的科學(xué)家首次培育出的人羊嵌合體，相比此前的研究已經(jīng)是非常大的突破了，但由結(jié)果也可以看出，該項(xiàng)工作距離實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。

劉忠華認(rèn)為，該研究工作還面臨第二個(gè)難點(diǎn)，就是控制細(xì)胞的走向，目前的設(shè)計(jì)思路是把原來動(dòng)物胚胎里控制某一個(gè)器官發(fā)育的關(guān)鍵基因敲除掉，這樣動(dòng)物本身就沒有辦法發(fā)育出來這個(gè)器官。

“比如胰腺，把羊或者豬相關(guān)基因敲除掉，胰腺就不可能由動(dòng)物胚胎，也就是羊或者豬自己的胚胎細(xì)胞發(fā)育而成，相當(dāng)于這塊兒出現(xiàn)了空缺，這個(gè)空缺按照理論設(shè)計(jì)，就會(huì)由移進(jìn)去的人胚胎干細(xì)胞進(jìn)行填充，從而就能夠長(zhǎng)出一個(gè)人類細(xì)胞發(fā)育成的胰腺。”劉忠華說。

技術(shù)需要突破的難點(diǎn)，仍然離不開倫理問題的探討，劉忠華認(rèn)為，首先，如何通過技術(shù)和理論的探索，來提高人細(xì)胞在這種嵌合胚胎發(fā)育過程當(dāng)中參與的比例；其次，如何有效控制該細(xì)胞朝著人們希望它發(fā)育的那個(gè)器官方向發(fā)育，而不參與人們不希望發(fā)育的那些器官，這些都是目前亟待解決的問題。

“當(dāng)然，以生產(chǎn)人類器官移植供體器官為目標(biāo)來看，絕不僅限于這兩個(gè)問題，隨著相關(guān)工作的進(jìn)展一定還會(huì)遇到其他不可預(yù)見的問題。”劉忠華表示。