將一個物種的細胞注入另一個物種的胚胎,所創造出來的混合物種,即為嵌合體。科學家們一直都在嘗試將人體干細胞植入動物胚胎,制造人獸嵌合體,希望培育可以用于移植的心臟、肝臟或者其他人體器官。
科學家嘗試將人體干細胞植入動物胚胎,制造人獸嵌合體。
但考慮人獸嵌合體會模糊物種之間的界線,2015年9月,美國國家衛生研究院(National Institutes of Health,NIH)曾廢止了早前的一項政策,宣布暫停對涉及“人與非人動物嵌合體”的研究提供支持,待對該領域研究的科學和社會意涵做進一步評估后再決定。
經過近一年的評估后,事情發生了轉機。8月初,NIH提出,除一些特定情況外,解除資助禁令。同時NIH也將成立監督委員會,對撥款申請進行倫理審查和監督。
NIH新規定縮小了可以將人體干細胞植入人類外靈長類動物胚胎的發育窗口,在中樞神經系統開始形成的發育階段前便不允許植入。這樣一來,將限制嵌合體大腦中的人類細胞數量。此外,NIH也禁止培養含人類細胞的動物,以防類似人類的胚胎在非人類子宮生長,以及比其父母更加人類化的動物出生。
“多幾雙眼睛監督,確保我們不會引發任何動物福利問題,”NIH科學政策副主任Carrie Wolinetz在接受《自然》雜志采訪時說。監督委員會將特別關注涉及靈長類動物、處于發育極早期階段的哺乳動物,以及人類細胞可能影響動物大腦的申請。Wolinetz說,度過特定的發育節點后,向嚙齒類動物胚胎植入可能影響大腦發育的人類細胞可免受監督委員會審查。這是因為NIH的科學顧問認為嚙齒類動物的大腦與人腦非常不同,不會變成類似人腦的大腦。
人獸嵌合體可為人類開辟新的器官移植通道
人獸嵌合體是科學家通過基因修飾,改變豬或綿羊胚胎中的DNA,使其在遺傳學中無法形成某種特定的組織。然后,再在動物體內注入人體干細胞,進行培育。科學家希望,這些人體細胞能夠在動物體內生成缺失的器官,然后摘除用于移植手術。
由于人與非人動物嵌合體可以為病人開辟新的器官移植通道,而且還能帶來基礎研究發現,因此許科學家一直對這個領域抱有濃厚的興趣。
盡管去年NIH停掉對這一領域研究的資金資助,但仍有一些知名科學家依靠其他資金來源展開研究。
在過去的12月里,美國研究機構共培育了大約20只懷有豬與人或綿羊與人嵌合體的母畜,但到目前為止,尚未有關于這項工作的科學論文發表,而這些動物也都沒有生產。
“我們可以培育出沒有心臟的動物。我們已經通過基因工程制造出了沒有骨骼肌和血管的豬。”美國明尼蘇達大學人與非人動物嵌合體研究項目的負責人、心臟病學家丹尼爾·加里(Daniel Garry)說。
明尼蘇達大學曾在去年11月份,應NIH要求,公布了一只62天大的豬胚胎的照片,研究中發現,注入的人體細胞似乎改變了它的眼部先天性缺陷。索爾克研究所(Salk Institute)也公開展示了此前未公開的數據,涉及十余只包含人體細胞的豬胚胎。
加里表示,他已經通過這種方式制造出了兩頭豬,而且還獲得了美國軍方140萬美元的資助。值得一提的是,美國軍方還資助了其他一些生物醫學研究項目,試圖在豬的體內培育人體心臟。
從左到右:普通小鼠、含有大鼠細胞的小鼠、含有小鼠細胞的大鼠、大白鼠。
除了明尼蘇達大學外,斯坦福大學干細胞生物學家中內啟光(HiromitsuNakauchi)也展開了人獸嵌合體的研究。2010年,中內啟光還在日本工作時,他曾表示,可以通過胚胎補償技術,利用大鼠細胞培育出擁有胰腺的小鼠,但日本監管部門一直未批準他的嵌合體培育計劃。
于是到了2013年,中內啟光搬往美國。在加利福尼亞再生醫學研究所(California Institute of Regenerative Medicine)600萬美元資金的支持下,斯坦福大學將中內啟光招至旗下。加利福尼亞再生醫學研究所是一家州立機構,成立于十年前,目的就是為了避開華盛頓的政治干預。目前,中內正在嘗試培育人與綿羊的嵌合體。
即使解除研究資助禁令,仍面臨異議
但也有人擔憂,這樣的研究最終是否會導致動物在某些方面可能會變得像人一樣,比如擁有人體生殖細胞、人的毛發或更高的智力。
“如果困在某個實驗室的高智力小鼠尖聲叫道‘放我出去’,那么后果會非常嚴重。”NIH倫理學家大衛·雷斯尼克(David Resnik)表示。
另外,《自然》雜志指出,目前,科研中僅存在兩種研究對象:人類和非人類,研究倫理明確區分了該如何對待它們。而對于嵌合體,研究人員面臨著制造出沒有研究指南指導的第三類生物的風險。
正因為如此,許多國家甚至頒布法律禁止科學家進行研究。例如,在英國,即使有私人資助,未經許可而開展這種研究仍屬非法。今年1月,英國還推出法律,要求額外審查涉及特定類型嵌合體的研究計劃,包括具有人類樣貌或特征(如臉或手)的嵌合體。
目前,NIH的規定正在公開征求意見,為期30天,結束后NIH將發布最終規定并解除禁令。Wolinetz希望新規能趕上2017年1月開始的撥款周期。
紐約羅徹斯特大學的神經科學家Steven Goldman認為,新規定“從科學的角度看更加明智”。
但是,紐約洛克菲勒大學的發育生物學家Ali卻認為,NIH的計劃搞錯了問題重點。他說,重點更應該是限制動物身上最終的“人類”比例,而不是人工改造的時間節點。
中內啟光的觀點與Brivanlou類似,他在接受《MIT科技評論》采訪時說,“如果人體細胞所占比例為0.5%,那么培育出高智力豬或直立行走綿羊的可能性微乎其微。但如果提高所占比例,比如提高到40%,那么我們就得想辦法了。”
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