据中国科学报报道,中外科学家联合在国际权威学术刊物《细胞》上宣布了全球首个“人猴嵌合体”胚胎的诞生:把人类干细胞注入猴子胚胎中,并进行了长达20天的体外生长。科学家希望新的研究可以为器官移植找到新方向。
虽说看到了嵌合体研究蕴含的重大价值,但科学界也意识到潜藏的巨大伦理风险。例如将体外实验变为体内实验,甚至生产出带有人类器官的动物,那么面临的伦理风险将极其复杂。
求解器官移植缺口问题
20世纪70年代,哺乳动物的异种嵌合体开始出现,当时首先在啮齿类动物身上进行,用于研究早期发育过程。嵌合体的英文是Chimera(奇美拉),是希腊神话中狮首、羊身、蛇尾的怪物。在科学家看来,通过研究这种“怪物”,可用于了解人类发育、建立疾病模型及培育用于移植的人体器官。
近年来,大动物中的异种嵌合也进行了一系列的尝试。2017年2月,索尔克生物研究所贝尔蒙特和吴军等人在《细胞》发表论文介绍了他们的工作:把人类干细胞注入猪胚胎中,首次成功培育出“人猪嵌合体”胚胎,并在猪体内发育了3—4周。2019年,中国科学院北京动物所的科学家培育出了世界上首例“猴猪嵌合体”。此外还有国外团队培育有“人羊嵌合体”等。
但这些研究并不成熟,一个重要问题是嵌合率低下。例如,“人猪嵌合体”胚胎内的细胞只有约十万分之一是人类细胞,“猴猪嵌合体”仔猪体内的食蟹猴细胞比例在千分之一到万分之一之间。
仍有诸多医学问题待解
“人猴嵌合体”论文由昆明理工大学灵长类转化医学研究院、美国索尔克生物研究所的科学家共同完成;索尔克生物研究所的贝尔蒙特教授、研究员吴军,昆明理工大学的教授谭韬、牛昱宇和院士季维智为共同通讯作者。
研究中,研究人员先从猴子体内分离出了受精卵,在培养皿里生长6天后,向132个猴子胚胎注射了人类的扩展多能干细胞(hEPS,能在胚胎内外生长成不同的细胞类型)。
谭韬介绍,这项研究首先基于其团队建立的猴胚胎体外培养系统,“这样可以更好地观测嵌合体的发育情况”。

研究人员发现,在人猴嵌合体胚胎持续生长的过程中,人类细胞所占百分比达到了4%——远超过之前的人猪嵌合胚胎。
季维智认为,人类细胞占比4%的这一结果证明,人猴嵌合体胚胎比人干细胞与其他物种嵌合的效率更高。
贝尔蒙特在一份声明中指出,通过转录组分析,该研究发现嵌合胚胎里的人类细胞与猴子细胞之间存在一些新的交流通路。在过去的嵌合体研究中,人类细胞整合到宿主组织的效率很低。如果能理解这些通路的作用,有望让人们克服不同物种间的障碍,提高产生嵌合体的效率,用于未来研究。
至于器官移植的前景,谭韬坦承“现在还达不到那一步”。
科学界看到了嵌合体研究蕴含的重大价值,也意识到潜藏的巨大伦理风险。面对争议,季维智介绍,人猴嵌合胚胎绝不是人猴杂交。他解释,杂交的意思是通过基因融合,创造新物种。而此次人猴嵌合胚胎是把猴子胚胎作为人干细胞发育的环境,本质上并未发生生殖嵌合,并不有悖相关伦理问题。
■争论焦点
挑战伦理边界的风险大
倘若这些人—猴混合胚胎不只是停留在体外实验的阶段,而是进入了体内实验,植入到了动物体内,最后发育成某种生物,甚至最终被生下,那么显然面临的伦理问题要复杂得多。——《细胞》杂志
西班牙庞培法布拉大学发育生物学家阿方索·马丁内斯·阿里亚斯认为,相比猴子,用牛与猪来做研究“更具潜力,且不会有挑战伦理边界的风险”。——《自然》杂志
英国牛津大学生物伦理学家卡特里安·德维尔德指出,“人猴嵌合体”的胚胎尚未形成神经系统,也没有意识。但如果实验被允许进一步发展,“将是一个完全不同的故事。”
——《科学》杂志
如果人类细胞在动物体内,不仅仅嵌合到了预期的器官中去,而是参与到了其他器官的发育,比如神经系统或是生殖系统等,就会带来非常复杂的伦理问题。如何有效控制这些细胞的发育方向,是目前研究人员需要思考和研究的重点之一。
——国内首例“成体体细胞克隆猪”项目负责人、东北农业大学教授刘忠华