將一個(gè)物種的細(xì)胞注入另一個(gè)物種的胚胎,所創(chuàng)造出來的混合物種,即為嵌合體??茖W(xué)家們一直都在嘗試將人體干細(xì)胞植入動(dòng)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(xué)家嘗試將人體干細(xì)胞植入動(dòng)物胚胎,制造人獸嵌合體。
但考慮人獸嵌合體會(huì)模糊物種之間的界線,2015年9月,美國國家衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health,NIH)曾廢止了早前的一項(xiàng)政策,宣布暫停對(duì)涉及“人與非人動(dòng)物嵌合體”的研究提供支持,待對(duì)該領(lǐng)域研究的科學(xué)和社會(huì)意涵做進(jìn)一步評(píng)估后再?zèng)Q定。
經(jīng)過近一年的評(píng)估后,事情發(fā)生了轉(zhuǎn)機(jī)。8月初,NIH提出,除一些特定情況外,解除資助禁令。同時(shí)NIH也將成立監(jiān)督委員會(huì),對(duì)撥款申請(qǐng)進(jìn)行倫理審查和監(jiān)督。
NIH新規(guī)定縮小了可以將人體干細(xì)胞植入人類外靈長類動(dòng)物胚胎的發(fā)育窗口,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)開始形成的發(fā)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(xì)胞數(shù)量。此外,NIH也禁止培養(yǎng)含人類細(xì)胞的動(dòng)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(dòng)物出生。
“多幾雙眼睛監(jiān)督,確保我們不會(huì)引發(fā)任何動(dòng)物福利問題,”NIH科學(xué)政策副主任Carrie Wolinetz在接受《自然》雜志采訪時(shí)說。監(jiān)督委員會(huì)將特別關(guān)注涉及靈長類動(dòng)物、處于發(fā)育極早期階段的哺乳動(dòng)物,以及人類細(xì)胞可能影響動(dòng)物大腦的申請(qǐng)。Wolinetz說,度過特定的發(fā)育節(jié)點(diǎn)后,向嚙齒類動(dòng)物胚胎植入可能影響大腦發(fā)育的人類細(xì)胞可免受監(jiān)督委員會(huì)審查。這是因?yàn)镹IH的科學(xué)顧問認(rèn)為嚙齒類動(dòng)物的大腦與人腦非常不同,不會(huì)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(xué)家通過基因修飾,改變豬或綿羊胚胎中的DNA,使其在遺傳學(xué)中無法形成某種特定的組織。然后,再在動(dòng)物體內(nèi)注入人體干細(xì)胞,進(jìn)行培育??茖W(xué)家希望,這些人體細(xì)胞能夠在動(dòng)物體內(nèi)生成缺失的器官,然后摘除用于移植手術(shù)。
由于人與非人動(dòng)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(chǔ)研究發(fā)現(xiàn),因此許科學(xué)家一直對(duì)這個(gè)領(lǐng)域抱有濃厚的興趣。
盡管去年NIH停掉對(duì)這一領(lǐng)域研究的資金資助,但仍有一些科學(xué)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(jī)構(gòu)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(guān)于這項(xiàng)工作的科學(xué)論文發(fā)表,而這些動(dòng)物也都沒有生產(chǎn)。
“我們可以培育出沒有心臟的動(dòng)物。我們已經(jīng)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(dá)大學(xué)人與非人動(dòng)物嵌合體研究項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人、心臟病學(xué)家丹尼爾·加里(Daniel Garry)說。
明尼蘇達(dá)大學(xué)曾在去年11月份,應(yīng)NIH要求,公布了一只62天大的豬胚胎的照片,研究中發(fā)現(xiàn),注入的人體細(xì)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(shù)據(jù),涉及十余只包含人體細(xì)胞的豬胚胎。
加里表示,他已經(jīng)通過這種方式制造出了兩頭豬,而且還獲得了美國方140萬美元的資助。值得一提的是,美國方還資助了其他一些生物醫(yī)學(xué)研究項(xiàng)目,試圖在豬的體內(nèi)培育人體心臟。
從左到右:普通小鼠、含有大鼠細(xì)胞的小鼠、含有小鼠細(xì)胞的大鼠、大白鼠。
除了明尼蘇達(dá)大學(xué)外,斯坦福大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家中內(nèi)啟光(HiromitsuNakauchi)也展開了人獸嵌合體的研究。2010年,中內(nèi)啟光還在日本工作時(shí),他曾表示,可以通過胚胎補(bǔ)償技術(shù),利用大鼠細(xì)胞培育出擁有胰腺的小鼠,但日本監(jiān)管部門一直未批準(zhǔn)他的嵌合體培育計(jì)劃。
于是到了2013年,中內(nèi)啟光搬往美國。在加利福尼亞再生醫(yī)學(xué)研究所(California Institute of Regenerative Medicine)600萬美元資金的支持下,斯坦福大學(xué)將中內(nèi)啟光招至旗下。加利福尼亞再生醫(yī)學(xué)研究所是一家州立機(jī)構(gòu),成立于十年前,目的就是為了避開華盛頓的政治干預(yù)。目前,中內(nèi)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(dān)憂,這樣的研究zui終是否會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物在某些方面可能會(huì)變得像人一樣,比如擁有人體細(xì)胞、人的毛發(fā)或更高的智力。
“如果困在某個(gè)實(shí)驗(yàn)室的高智力小鼠尖聲叫道‘放我出去’,那么后果會(huì)非常嚴(yán)重。”NIH倫理學(xué)家大衛(wèi)·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(duì)象:人類和非人類,研究倫理明確區(qū)分了該如何對(duì)待它們。而對(duì)于嵌合體,研究人員面臨著制造出沒有研究指南指導(dǎo)的第三類生物的風(fēng)險(xiǎn)。
正因?yàn)槿绱?,許多國家甚至頒布法律禁止科學(xué)家進(jìn)行研究。例如,在英國,即使有私人資助,未經(jīng)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(jì)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(guī)定正在公開征求意見,為期30天,結(jié)束后NIH將發(fā)布zui終規(guī)定并解除禁令。Wolinetz希望新規(guī)能趕上2017年1月開始的撥款周期。
紐約羅徹斯特大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Steven Goldman認(rèn)為,新規(guī)定“從科學(xué)的角度看更加明智”。
但是,紐約洛克菲勒大學(xué)的發(fā)育生物學(xué)家Ali卻認(rèn)為,NIH的計(jì)劃搞錯(cuò)了問題重點(diǎn)。他說,重點(diǎn)更應(yīng)該是限制動(dòng)物身上zui終的“人類”比例,而不是人工改造的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
中內(nèi)啟光的觀點(diǎn)與Brivanlou類似,他在接受《MIT科技評(píng)論》采訪時(shí)說,“如果人體細(xì)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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