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第一个人猴结合的胚胎诞生了,科学家们在担忧什么?


想象一下有人类心脏的猪,或者有人类智慧火花的老鼠。

华尔街日报报道称,科学家们正在培育一群这样的实验性创造物,他们称之为嵌合体,通过向小鼠、大鼠、猪和牛注射有效的人类细胞。他们希望新的组合,有一天可以用于种植移植用的人体器官,研究人类疾病或测试新药。

最新进展是,美国和中国的研究人员本月早些时候宣布,他们首次培育出了结合了人类和猴子细胞的胚胎。

到目前为止,这些人猴嵌合体,不过是实验室培养皿中的一束出芽细胞,但伦理专家说,其影响可能会深远得多。使用与人类如此密切相关的灵长类动物做实验,引起了人们对意外后果、动物福利和混合胚胎的道德地位的关注,即使这项工作的科学价值可能相当高。

杜克大学的生物伦理学家尼塔·法拉哈尼说,“这个实验有很多突破。科学上已经迈出了重要的一步,引出了一些非常受关注的问题。我们需要找出正确的前进道路,帮助引导负责任的进步。”

多年来,科学家一直在创造部分属于人类的嵌合体。例如,研究人员用带有人类肿瘤的老鼠来研究癌症,用带有人类免疫系统的老鼠来研究艾滋病。这项最新实验的独特之处在于,科学家们将人类干细胞注射到一种亲缘关系密切的灵长类动物的胚胎中,这种干细胞可以变成任何一种组织。

为了制造它们,来自加州拉霍亚索尔克生物研究所和中国昆明理工大学的研究人员,将人类干细胞注入132个猕猴胚胎中。这些人类干细胞是通过对成熟的皮肤细胞或血细胞进行重新编程产生的。

在昆明灵长类生物医学研究国家重点实验室培育出猴子胚胎六天后,研究人员给每个胚胎注射了25个标记有荧光红色蛋白质的人类干细胞。

索尔克基因表达实验室主任、胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特领导了这项研究,他说,“我们将它们放在实验室的培养皿中,观察它们如何相互作用。”

第二天,猴子胚胎发亮了。他们在4月15日的《细胞》杂志上写道,人类细胞已经整合到所有的胚胎中,比之前用其他物种,比如如猪的胚胎进行的实验有效得多。

到目前为止,这些人猴嵌合体最多只能存活19天。贝尔蒙特博士说:“在猴屋里创造一个活的嵌合体从来都不是我们的意图,将来也不会。”

即便如此,新的嵌合体实验还是凸显了一个两难的境地。其他科学家说,在如此早期的发育阶段,将人类干细胞注射到动物胚胎中,到目前为止还没有办法控制它们的生长方向,或限制它们成为何种类型的成年细胞。

克利夫兰凯斯西储大学生物伦理学家Insoo Hyun参与了这类研究的国际监督,他说,“这确实表明,人类干细胞往往会在猴子胚胎中广泛迁移。理论上,我们会担忧,有可能以一种无法控制的方式产生一种人类细胞混合,从而导致人类细胞在猴子胚胎的大脑、心脏或全身,从头到脚的各个部分发育。”

这意味着,研究人员不能以干细胞为目标来创造特定的器官或避免动物大脑的随机变化,至少目前还不能。

2014年,罗彻斯特大学的研究人员,将一种名为星形胶质细胞的人类胎儿脑细胞,移植到年轻的实验室小鼠体内,以了解其潜在影响。他们发现,在一年之内,人类细胞接管了老鼠的大脑。此外,对老鼠记忆和认知能力的标准测试显示,改变的老鼠确实更聪明。

通过这种方式,干细胞嵌合体有“从根本上使实验室动物生物学人性化的潜力,”Insoo Hyun博士说。

斯坦福大学的生物伦理学家亨利·格里利说,长期以来,这一直是一个充满政治色彩的研究领域。在2006年的国情咨文中,美国总统小布什将人兽杂交的发明,称为“对医学研究最恶劣的滥用”之一。7个国家禁止或限制它。

自2015年以来,美国国立卫生研究院一直拒绝资助将人类干细胞添加到早期动物胚胎中的实验。

然而,政策制定者今年可能会放松一些限制。美国国立卫生研究院的一位女发言人说,正在等待国际干细胞研究学会下个月发布最新的指导方针,“以确保我们的立场反映了科研社区的意见,这是非常周到的。”

本月早些时候,这个机构取消了对胎儿组织研究的限制。

“我相信国际干细胞研究学会渴望继续推进研究,”Insoo Hyun博士说,他领导的委员会更新了该学会关于人类-灵长类嵌合体的实验指导方针。

贝尔蒙特博士表示,他欢迎监督。在他的敦促下,最近的实验受到了美国和中国的机构审查委员会,以及三名独立的生物伦理学专家的审查。他说,“不是所有我们科学家能做的事情都应该做。像这样的实验肯定会引起很多担忧。”

在欧洲和美国,使用灵长类动物进行研究越来越困难。索尔克团队与中国科学家合作,利用他们在保持猴胚胎体外存活方面的丰富专业知识。

中国在2011年将建立灵长类疾病模型作为一项国家目标,旨在创造出基因改变的猴子,以用于研究各种人类大脑疾病和自闭症等疾病的治疗或治愈方法。

虽然仍然存在重大的技术障碍,但中国的科学家已经在使用胚胎工程的工具,如克隆,以加快通过现代基因编辑技术赋予新性状的灵长类动物的繁殖。

“只要它是培养皿中的胚胎,我们就不担心,”格里利博士谈到人猴嵌合体时说。“如果你真的试图孕育这样的东西,特别是如果你能成功地让它分娩,那么这个问题就会变得更重要。”