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領跑克隆領域,中國克隆猴技術的科學價值與倫理意義

導語:2018年2月8日,中科院神經科學研究所克隆的猴姐妹「中中」和「華華」登上國際權威學術期刊《細胞》的封面,標誌著中國科學家成功突破了現有技術無法以體細胞克隆靈長類動物的世界難題。成功克隆在基因上與人類最為接近的動物,這個重大創新性成果著實令人興奮,但與此同時,涉及克隆的道德問題在倫理學領域再次引發諸多爭論。

針對各界一系列的疑問甚至憂慮,太和智庫特地走訪了中科院神經科學研究所,與所長蒲慕明院士、非人靈長類研究平台孫強主任進行了深入交流與探討,現將相關觀點整理刊發。本文共分為四個部分,分別介紹克隆猴技術的科學價值、克隆猴技術的倫理意義、克隆猴技術與克隆人的關係及中國科學家在前沿科學領域的倫理話語權問題,旨在讓公眾對克隆猴技術的科學價值及倫理意義有更為全面的了解和全新的思考。

(圖片來源於Cell官方網站)

一、克隆猴技術將推動人類腦疾病的研究和治療

自克隆羊「多利」誕生後,哺乳類動物克隆領域相繼取得多項重要成果,但靈長類動物克隆研究的進程一直比較緩慢,難題主要有兩個:一是靈長類動物克隆過程需要將受體卵細胞核取出,注入異體體細胞核,而靈長類動物細胞核較之其他動物更加精細,更容易受到損傷;二是靈長類動物卵細胞在重新「注核」後,更難啟動細胞的重編程程序。這是靈長類動物在克隆過程中的另一大難關。據中科院神經科學研究所所長蒲慕明院士介紹,此次克隆猴成功,正是憑藉中國科研人員對細胞「去核」「注核」技術不懈完善,以及對細胞重編程的有效控制。

蒲慕明院士認為,克隆猴最重要的科學價值就在於能大大促進人類腦疾病的研究和治療。靈長類動物有別於哺乳類動物如羊、牛等,它們的基因與人類較為接近,因而靈長類動物克隆對人類疾病治療有直接幫助。此前,克隆豬的成功推動了異體器官移植(如將豬的心臟移植到人身上)的探索和研究,但腦疾病的機理研究和藥物研發,極需要有一種模擬人類疾病的非人靈長類動物模型。在現代藥物分析中,藥物在臨床實驗之前都會通過動物模型檢測藥物的代謝和效果。雖然動物模型最常用的是小鼠,但美國食品藥品監督管理局(FDA)認為小鼠和人差異較大,所以研究機構多用獼猴作為最接近人的動物模型來進行藥物篩選。每年約有7—8萬隻獼猴被用於藥物檢測,這不僅費用昂貴,又在倫理上備受爭議,因此現在很多醫藥公司選擇用狗、豬等動物代替獼猴,這種方法只對某些疾病研究有效,對腦疾病,如阿爾茨海默病(老年性痴呆)的研究則沒有太大的幫助。20多年來,針對人類腦疾病的藥物,不是效果不明顯就是副作用很大。現在,有了克隆猴技術,就能產生一批基因背景趨同的「疾病模型猴」,最大限度控制個體差異等變數,使得藥物試驗能使用少量動物得到更精確的結論,這將極大推動相關疾病治療技術的發展進步。

(從左至右依次為蒲慕明院士,孫強研究員,劉真博士)

此外,從長遠看,克隆猴技術對腦連接圖譜繪製工程有著巨大的科學意義。蒲慕明院士介紹,腦連接圖譜(即大腦結構里所有連接的結構)繪製是一個備受世界矚目的工程。在二十世紀末的十年計劃中,人類基因組希望把人類DNA中的順序全部描繪出來。由於每個人的基因都存在變異、差異,所以在測序時都需要使用兩男兩女的白細胞,使所得基因序列結果可以統一。除了上述的「疾病模型猴」需要統一的猴品系外,腦連接圖譜繪製時還需要有基因背景一樣的「工具克隆猴」,它能實現標記某一類神經細胞,追蹤其神經連接,也能最大程度排除基因差異造成的大腦結構性狀不一,提高圖譜繪製實驗的精確度。相信在克隆猴技術的助推下,全腦介觀神經連接圖譜的全貌能早日揭開。

二、克隆猴技術在科學倫理領域作出中國貢獻

目前世界廣為接受的「動物福利」基本要素包括「五大自由」:不受饑渴的自由、生活舒適的自由、不受痛苦傷害和疾病折磨的自由、無恐懼感和悲傷感的自由及表達天性的自由。然而在實驗動物身上,人類很難同時兌現「五大自由」,其「福利」的損害在研究中往往難以避免。在動物痛苦與科研需求之間,目前廣獲認同的平衡點是「3R原則」,即減少(Reduction)、優化(Refinement)、替代(Replacement)。「減少」就是儘可能地減少實驗中所用動物的數量,提高實驗動物的利用率和實驗的精確度;「優化」就是減少動物的精神緊張和痛苦,比如採用麻醉或其他適當的實驗方法;「替代」就是不再利用活體動物進行實驗,而是以單細胞生物、微生物或細胞、組織、器官甚至電腦模擬來替代。「3R原則」已被包括中國在內的世界各國普遍採用,並被許多國家列入了保護動物的法律及修正案中。

由於克隆猴技術能夠幫助建立可有效模擬人類疾病的動物模型,人們擔心隨著克隆猴需求量的不斷加大,在操作過程中會引發一些倫理問題。針對公眾的擔憂和議論,中科院神經科學研究所非人靈長類研究平台孫強主任結合其團隊對克隆猴的培育過程,提出了自己的看法。首先,不同於實驗小鼠經過20代以上的近親繁殖,能實現較小的基因差異,之前用以實驗的野生獼猴遺傳背景不同,無法通過近親繁殖來減少個體基因差異,必須有大量樣本才能得到有意義的數據。所以如果使用克隆猴做實驗,不僅可以最大程度避免其他基因背景造成的誤差,更能大量減少獼猴使用的數量,這完全符合「3R原則」要求,也是克隆猴技術重要的倫理意義所在。其次,就克隆猴項目本身而言,這項研究已經通過了由中科院神經科學研究所內、外部專家和社會人士組成的生命科學倫理委員會的審查。再次,在動物管理上,克隆猴研究團隊嚴格遵循國際實驗動物評估和認可委員會(國際實驗動物飼養評估認證協會)認證(AAALAC)的要求。例如,由於動物取卵手術需要符合月經周期,如果為方便觀察猴的月經,把猴子飼養在空間狹窄的單籠里是最好的選擇,但這不符合「動物福利」,會造成實驗猴精神的壓抑,身體健康狀況也會下降。所以在建設研究平台時,就將猴子以10-12隻為群組飼養在22—28平米的房間內,房間南向有落地窗,既注重室內採光,又注意防止實驗猴遭受暴晒。由於猴子比較靈活,一開始在配合獸醫進行月經周期檢查和注射給藥方面比較困難,但經過訓練後,猴子和獸醫逐漸建立較為親密的關係,會主動配合處置。此外,在實驗手術中一般採取創面較小的腹腔鏡手術,麻醉、手術後動物恢復較快。雖然以上措施給科研人員帶來成倍的工作量,但中國克隆猴研究團隊在對待實驗動物時恪守人道主義精神,運用了多種方式來實現實驗倫理,所有的舉措都滿足科學倫理的要求。正是由於研究團隊對科研的嚴謹細緻,對生命的熱愛尊重,才使得克隆猴體現的倫理意義能夠進一步推動克隆猴的技術進步,並為世界相關領域研究作出表率。

三、克隆猴技術與克隆人並無直接關聯

自我國克隆猴研究成果公布後,很多報道都提到克隆猴作為人類近親的科研意義,更有網友直呼「克隆人時代已經來臨」。針對網路上盛傳「克隆猴、克隆動物是克隆人的『墊腳石』」的觀點,蒲慕明院士和孫強主任均提出了自己的見解。

蒲慕明院士表示,體細胞克隆猴的成功說明靈長類動物克隆在技術上已經打通,人類雖然也屬於靈長類動物的一種,但科研團隊並不會考慮進行克隆人領域的研究,相關的倫理規範也不會允許克隆人計劃。針對公眾對克隆人研究的高度關切,蒲慕明院士一再強調,克隆猴研究的初衷是掌握體細胞克隆猴技術,使用體細胞在動物體外進行基因編輯,產生基因型完全相同的大批胚胎,研製大批遺傳背景相同的「疾病模型猴」來進行醫療手段的研發。所以克隆猴的目的歸根結底是為人類健康服務,而不是為克隆人計劃作鋪墊。

針對網友的相關言論,孫強主任表示公眾的憂慮可以理解,但實際上克隆猴與克隆人並沒有直接聯繫。主要有以下原因:第一,克隆猴的目的是提升實驗動物的質量和有效性,最終希望用它們做模型解決人類疾病問題。公眾的誤解可能來自於猴與人在進化上的緊密聯繫,但是相近的概念並不是等同。第二,從科學角度講,兩者在生物學上是不同的物種,克隆猴跟克隆人技術是完全不同的研究領域和方向。第三,科學家都會遵循倫理的約束。科學和倫理相輔相成,科學會加深人們對倫理概念的認識,倫理也能促進科學的健康發展,兩者平衡發展、相得益彰、相互促進,使人類世界在科學和倫理的共同幫助下,變得更加美好。

四、中國應在世界科學倫理領域主動爭取更多話語權

多年來,生物科學研究領域的倫理話語權一直被西方國家主導,我國學者對生物倫理的研究大都以西方國家的研究為基礎,如今我國在體細胞克隆猴技術上取得重大創新,將對提升中國在克隆領域的倫理話語權產生有利影響。

孫強主任表示,當前中國活躍在實驗動物領域的一線科學家們在科學倫理方面發聲較少,導致中國在國際科學倫理領域話語權有所缺失。作為中國科研人員,在做好科研工作的同時,理應積極主動地參與國際科學倫理的討論,向外界發出中國科學倫理的聲音。而且,中國也需要有一定聲望的科學家或有影響力的協會組織牽頭,搭建與其他國家交流的國際平台。同時,中國科學家也應該通過媒體等渠道,主動與公眾進行對話交流,使我國的最新研究成果得到公眾的理解和支持,從而為科學研究創造更好的輿論環境。

蒲慕明院士強調,動物保護的倫理標準,全世界科學家是有共識的,神經所是完全遵守的。但是前沿科學領域研究所涉及的倫理問題,全世界科學家並未形成共識,中國科學家應更加主動參與前沿科學領域國際倫理規則的制定,積極探索在不同國家社會文化背景下尋求新的倫理標準共識。比如在人工智慧倫理標準的制定上,對於「Privacy」和「Identity」的理解和定義,發展中國家和發達國家有著較大的差異。此外,西方國家把自己的倫理標準強加給其他國家的現象並不鮮見。全國政協原副主席、中國科協名譽主席韓啟德院士曾指出,科學精神的精髓包含「求真、唯實、奉獻」,在這一點上,中外科學界是一致的。未來,圍繞世界共同的價值追求,中國科學家應當在前沿科學的倫理領域、在凝聚人類的共同價值上為世界作出更多的貢獻。


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