日本批准人-動物混合胚胎實驗：利用動物培育人類器官可行嗎？

據《自然》雜誌報道，日本政府開全球之先河，批准了國內一項人-動物胚胎實驗。日本科學家進行的這種實驗不是一些影視作品中所表現的依靠交配進行的「人獸雜交」，而是將人的iPS細胞注入不會生長某些器官的動物的胚胎內，以實驗看這種細胞能否在這種動物體內長出相應的器官，從而為探索人體器官移植方面的研究提供重要的數據。

近日，西班牙《國家報》（El País）的報道透露，索爾克生物研究所的Juan Carlos Izpisúa Belmonte教授與西班牙穆爾西亞天主教大學的研究人員合作，製造出「人-猴細胞混合胚胎」。根據這一尚未經證實的報道，研究團隊將人類的幹細胞植入猴子胚胎中，從而期待在動物體內培育出人體器官。

不過，研究人員在胚胎髮育14天之前終止了這些胚胎的發育。就在上周，日本政府批准了一個利用動物培育人類器官的研究項目，引發了社會的廣泛關注。

▲Juan Carlos Izpisúa Belmonte教授，圖源：網路

在醫學方面由於人類器官的長期短缺，科學家將人體的幹細胞注入其他物種的胚胎中（如羊、小鼠、豬），從而可使該物種身體上長出人類的器官，該技術也稱為「囊胚互補」，可向我們提供移植器官供給的新途徑。

倘若醫學研究真達到這般地步，在未來，實現器官的私人定製也成為可能。相關試驗也引發了不少科學家對於倫理問題的擔憂。為何會用動物來培養人體器官？「囊胚互補」技術對人類究竟是利大於弊還是弊大於利？想要了解這些，就需要從一項政策開始說起——解除「十四天禁令」。

「十四天禁令」，一項影響世界的政策

1978年7月25日，世界上第一位試管嬰兒誕生於英國奧德姆總醫院，取名為路易斯·布朗。伴隨著他的誕生，整個世界都陷入了熱議之中。有關於「胚胎生命權」的討論在全社會蔓延開來，瞬間匯聚成一道「熱浪」。在倫理上，胚胎在多久後算是一個真正的人？發育多久的胚胎就不能被用於實驗……

▲1988年3月10日，中國大陸第一例試管嬰兒誕生

隨著人類胚胎學研究的深入，科學界提出了「十四天禁令」——對於醫學研究而言，全球各國禁止超過14天的含有人體細胞的動物胚胎的生長或將這些胚胎移植到替代子宮中。

這條禁令，包含著人類對於一個生命誕生的共識。「人-動物雜交胚胎」一直是個飽受爭議的國際性話題。儘管此類實驗一直處在進行狀態，但各國科研都遵循著「培養時間不得超過十四天」的規定。

▲2017年熱議的「人豬胚胎」研究方法：科學家培養出人豬嵌合體，但還無法利用該技術培育人體器官，圖源：網路

為何是十四天？因為，十四天是人類胚胎拉長並形成原線（primitive streak）的時間，這條線標誌著脊髓最終生長的通道。美國洛克菲勒大學教授阿里·拜爾納婁（Ali Brivanlou）教授說：「換句話說，這是你生命中最重要的時刻，不是離婚，也不是結婚或者生孩子，而是你把『頭』和『屁股』分開的時刻。」

這項規定雖然沒有在國際上有任何的法律約束，卻是許多國家都在自覺遵守的「倫理守則」。這項守則還受到包括英國在內的12個國家受法律保護，包括美國在內的5個國家被當作指導方針。

出於人體胚胎的前沿科學研究以及人體器官移植的長期供需短缺等因素，這項禁令即將面臨解除。2019年7月26日，據《自然》雜誌報道：日本政府批准了一項人-動物胚胎實驗：可以創造含有人類細胞的動物胚胎並將其移植到代孕動物體內。同日，美國總統批准了關於在研究中使用人胎兒組織的限制措施（《科學》雜誌報道）。

▲《自然》雜誌對此事進行的報道（圖片來源：《自然》雜誌）

▲《科學》雜誌對此事進行的報道（圖片來源：《科學》雜誌）

可以說，未來人體命脈的密碼掌握在科學家手中。儘管各國仍舊限定不能將異種胚胎移植到人類子宮中，但是「十四天」禁令正面臨著解除。此項日本政策解除了此前必須在14天內終止人類動物胚胎的限制，為開展涉及人-動物嵌合胚胎（將人類多能幹細胞植入發育早期的動物胚胎中獲得）研究開了綠燈。進而放大了科學家在人類胚胎學的研究領域，這意味著舊的共識即將被打破，新的時代便即將來臨。

異種器官，醫學發展的「雙刃劍」

對於從事幹細胞研究的日本科學家Hiromitsu Nakauchi(中內啟光)教授來說，2019年7月30日是一個值得永遠紀念的日子，在這一天他獲得了日本的首例批准，准許他領銜的科研團隊在小鼠和大鼠體內培養人類細胞。

▲Hiromitsu Nakauchi（圖片來源：斯坦福大學）

Hiromitsu Nakauchi，「人獸嵌合體」的研究者，東京大學教授及斯坦福大學教授。他的研究目的，是培植出具有人類細胞的器官，並最終實現器官移植。由於此技術使用病人自身的誘導性多能幹細胞（Induced pluripotent stem cells，簡稱「iPS細胞」），理論上可以避免組織排斥的問題，因此「人獸嵌合體」的研究非常具有臨床器官移植應用的潛力。

▲大鼠胚胎(圖片來源:Science Pictures ltd/SPL)

人獸嵌合體，也被稱為「人獸混合胚胎」，是指同一個動物體內擁有動物和人兩種細胞。它可能是人和動物的受精卵混合在一起發育的，也可能是通過移植入人類細胞或器官而形成的，還可能是人類細胞核移入動物去核卵細胞。目前做的最多的是鼠、羊、豬和猴的嵌合體。

然而，任何事物都有兩面性。「人-動物胚胎實驗」這項研究同樣如此，這是一把鋒銳的「雙刃劍」，可以服務人類，為器官移植尋找「新途徑」；也存在倫理風險。不少人提出疑慮，若是人類細胞偏離要發育的目標器官，進入正在發育的動物大腦，會不會影響動物的認知，從而產生擁有一定人類智慧的生物。這種事情在一些科幻電影中也並不少見，悄悄一個疏忽便會危急整個人類社會。

▲科幻電影中科學家培養出新型「生物」，圖源：網路

對於公眾普遍的顧慮，中內啟光教授提出了自己的做法與研究思路，目前他主要的研究方向是胰腺。中內啟光教授計劃緩慢進行目前的實驗，在一段時間內不會試圖使任何雜交胚胎足月。首先，他將分別培養雜交小鼠、大鼠胚胎至14.5和15.5天。然後，他將申請在豬身上培育雜交胚胎，最長可到70天。

他還補充說道：「我們正在嘗試進行有針對性的器官生成，這樣一來，細胞就只能到達胰腺。」教授的做法是：首先對實驗鼠受精卵進行基因編輯，使其不能產生胰腺，而後向受精卵中植入人類iPS細胞，之後再將培育的含有人類細胞的動物胚胎「動物性集合胚」移植回實驗鼠子宮。

▲Nakauchi教授將要進行的人-鼠胚胎實驗示意圖，圖源：Nature

日本批准的這項實驗與人們想像的「人獸雜交」有一定的區別，科研團隊將一種名為iPS的細胞注入到不會生長某些器官的動物的胚胎內，以實驗看這種細胞能否在這種動物體內長出相應的器官，從而為探索人體器官移植方面的研究提供重要的數據。同時，他們也時刻監控實驗鼠的大腦，一旦發現它的大腦中有超過30%是人類的，就會立即終止實驗，防止人性化動物誕生。

明知有風險，為什麼還要研究人-動物胚胎？

對於人類進行「人-動物胚胎實驗」的議論不休，不少人並不看好此項研究，認為可能培育出人獸雜交的怪物來。也有一部分人力挺，認為研究成果將大大造福人類。其實，日本並不是第一個能夠合法進行「人獸胚胎」試驗的國家，英國才是西方第一個允許進行人獸胚胎實驗的國家。就像當年「試管嬰兒」誕生一樣，同樣存在著倫理風險壓力，但是現在來看，試管嬰兒技術是一項成熟可控、一項造福人類的醫學技術。

▲2008年的數據顯示，中國每年30萬人死於肝衰竭，100萬人在透析，只有1%能得到移植。圖源：網路

據悉，我國每年有150萬病患急需移植器官，但最終能獲得供體，並接受移植的病人不到1萬。為了活命，大概沒有人會介意移植一個豬的器官。只要能用就行了。但是，豬的器官有個免疫排斥問題。然而，人獸嵌合體培養出的器官理論上沒有免疫排斥的問題。因此，在器官極度匱乏的前提下，能夠在動物中培育出人體器官，進而可以挽救大量面臨器官衰竭的病人，這將是世界醫學的又一次革命。

此外，建立人獸嵌合體利於疾病研究治療。比如艾滋病、埃博拉等病毒就可以在實驗動物（老鼠等）體內複製了。科學家通過這樣的實驗方法，就能加快該疾病治療方法的研究。

延伸閱讀：

除了人獸嵌合體培養出器官的研究，目前科學家們還通過器官豬的器官異種移植，幹細胞誘導分化為器官等方法解決器官短缺的難題。目前，豬的異種器官移植進展很快，其中基因修飾豬胰島移植到糖尿病猴體內發揮降血糖的功能長達400天，因此，基因修飾豬的異種胰島移植可以很快進行治療糖尿病患者的臨床研究。

作者：牟麗莎 深圳大學第一附屬醫院（深圳市第二人民醫院）研究員，中國細胞生物學學會會員，國家重點研發計劃「異種胰島的大動物試驗」課題組長，主要研究方向為異種器官移植。

本文轉載自：騰訊科普

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