質疑者認爲，含有人類細胞的雜交胚胎中，人類細胞如果沒有按照計劃進入需要的器官，而是“遊走”到其他地方，怎麼辦？

最近，《自然》雜誌網站新聞公佈，日本政府批准了日本科學家利用動物培育人類器官的研究項目。一時間，“人獸雜交”物種再次引發關注和爭議。 在這個實驗計劃中，經過基因改造的人類細胞將被插入動物胚胎，實驗最終的目的是利用動物胚胎來培養人體器官，用於器官移植。

▲日本科學家計劃將人體細胞插入大鼠胚胎。 圖源 |《自然》網站

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人類細胞插入動物胚胎，突破14天存活禁令

生物技術發展到今天，往動物胚胎中插入經過基因改造的人類細胞，在技術上並沒有太大困難，但過去出於風險和倫理的考慮，含有人類細胞的動物胚胎在實驗中不允許存在超過14天，同時也禁止將胚胎移植到代孕動物體內。日本最新的政策，突破了這一禁令。 “14天原則”起源於1979年，美國衛生、教育及福利部倫理諮詢委員會首次提出該規則。當時“14天原則”的確立是基於兩個理由，其一，當時的科技水平，尚無法讓胚胎在體外生存達到14天；其二，政策研究者在細緻諮詢及討論後，認爲胚胎髮育到14天時，開始擁有一些個體特徵，14天后就可以視爲獨立的生命，可能會引發倫理問題。 人類和其它動物的混合胚胎，已經在美國等國家進行研究，但從未被真正“生產”出來。2015年以來，美國國立衛生研究院已暫停對此類研究的資助。

▲《自然》網站 今年3月，日本文部科學省制定了新規，允許在動物體內培育人類器官，從而加強利用動物培育移植用人體器官的相關研究。 而現在，日本科技部的一個專家委員會首次根據日本的新規定，批准了中內啓光（Nakauchi）的實驗。中內啓光是日本東京大學、美國斯坦福大學的著名生物學家。

中內啓光說，他計劃緩慢進行這個實驗，在一段時間內不會使任何雜交胚胎足月。第一步，他計劃培養雜交小鼠和大鼠的胚胎，生存到14.5天。接下來他將在大鼠身上做同樣的實驗，把雜交品種培育到大約15.5天。之後，中內啓光計劃向政府申請批准在豬身上培育雜交胚胎，胚胎生長最長可達70天。

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最終目的：培養出人類移植器官

中內啓光的實驗計劃，是將人類誘導多能幹細胞（iPS細胞）植入小鼠和大鼠胚胎，並將胚胎植入實驗動物子宮內。實驗的最終目標是在動物體內培育出能用於移植的人類器官。 在動物身上“培育”人體器官的方法看起來並不是太複雜，原理可以用中內啓光的第一個實驗來理解：研究人員首先修改實驗鼠受精卵的基因，讓實驗鼠無法發育出自己的某個器官，比如胰臟。第二步，向受精卵中植入人類iPS細胞，培育含有人類細胞的動物胚胎“動物性集合胚”。第三步，將雜交胚胎移植到實驗鼠的子宮內。這樣，胚胎髮育成的小鼠的胰臟，就是一顆由人類iPS細胞形成的胰臟。 如果這個設想能夠實現，那麼未來，由動物“生產”的人類器官，就可以移植到病人身上。比如胰臟移植，可以用於治療患有嚴重糖尿病的患者。 iPS細胞就是誘導多能幹細胞，這是一種利用基因技術獲得的幹細胞，它可以分化發育成爲器官細胞或者神經細胞。iPS細胞的創始者之一是日本科學家山中伸彌獲，他因爲這個研究獲得了2012年諾貝爾生理或醫學獎。 如果技術按照科學家的計劃來實現，自然將是造福人類的事件。 移植器官供體短缺，是全世界都面臨的難題。中國已經實現了器官自願捐獻，2016年，我國公民逝後自願器官捐贈達到4080例，捐獻11296個大器官，捐獻數量躍居亞洲第一。但每年有約30萬因末期器官功能衰竭需要移植的病人，僅1萬多幸運者有機會獲得器官移植，供需比例爲1：30，移植器官的供體來源缺口仍然巨大。

利用動物來培養人體器官的設想早就存在，過去受限於技術很難實現，如今技術進步，但倫理上是否能夠得到認可，還存在很大爭議。 2016年有媒體報道，日本東京大學和京都大學的科學家們成功在老鼠背上種植出人耳，研發目的是爲了幫助天生面部畸形的孩子以及被狗咬傷的青少年。

人耳鼠的研究並不是第一次，之前培養成功的“體外再生耳朵”，細胞來源是牛的軟骨細胞，因此還不能直接應用於人身上。日本科學家這次從患者肋骨中提取軟骨細胞，再在實驗室裏培養軟骨細胞至微小球狀體，之後將球狀軟骨細胞移入折成耳朵形狀的塑料支架，讓細胞在支架上繁殖生長，經過體外培養後植入裸鼠背部。隨後，人耳支架降解消失，而老鼠背上就會長出人耳。 當時的報道說，技術還在不斷完善中，科學家們開始嘗試用人類幹細胞（萬能細胞）來培育軟骨細胞。 異種器官移植這些年是全世界的研究熱點，從豬身上培育人體器官，過去幾年已經有了一定的進展。2017 年，哈佛大學遺傳學家 George Church 教授預測說，基因編輯的豬器官將會在 2 年甚至 1 年內移植到人體內。他創辦的 eGenesis 公司對豬進行了 CRISPR 基因編輯，這樣可能會避免器官移植後的免疫排斥。 但2年過去了，成果還沒有公佈。 最近“DeepTech深科技”採訪了南京醫科大學特聘教授、江蘇省異種移植重點實驗室主任戴一凡，他表示：“過去 10 年中，各類基因修飾豬的非人靈長類的試驗一直在進行，最近的結果非常不錯。原位異種心臟移植存活接近 200 天，異種腎臟移植也達到一年以上了，異種胰島移植也在猴體內有功能 400 天，理論上已經有了適合做臨牀試驗的合適的供體豬。目前要做的是建設 DPF 設施和向 FDA 申報臨牀試驗。國內的異種移植進展也很快，我們目前正在進行的科技部重點研發項目得到的供體豬，已經獲得了上述類似的好結果，馬上就可以做非人靈長類試驗。如果不是 2018 年 8 月非洲豬瘟流行影響了我們克隆豬的進度，我們還可以做得更快。”

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人細胞會不會跑到動物腦子？倫理爭議仍盛

用動物培養人體器官看起來美好，但背後也蘊含着倫理風險。 “製造”一個雜交胚胎有多種方法，其中一種雜交被稱爲嵌合體，就是把一種動物的胚胎細胞和另一種動物的胚胎細胞混在一起，共同組成一個完整的胚胎。中內啓光用的方法類似於嵌合體。問題是，如果這個雜交胚胎髮育出的動物，身上有太多人體的成分，那麼它的存在將帶來怎樣的倫理困境，目前是很難預測的。 日本方面稱，只要發現小鼠的大腦含有30%以上的人類細胞，就不會讓其出生，但現實中能不能做到這樣的限制，很多人表示懷疑。 讓人擔心的是，如果人類細胞如果沒有按照計劃進入需要的器官，而是“遊走”到其他地方，怎麼辦？ 特別是，iPS細胞可以發育成神經細胞，神經細胞就和認知有關係，如果移植到動物體內的人體細胞影響到動物的大腦和認知，這樣的動物到底算人還是獸？ 種種倫理上的難題和人們的恐懼，都圍繞着類似的科學研究。

中內啓光表示，他們已在實驗設計中考慮到了這些疑慮，因此他們嘗試的是有針對性的器官生成，這樣一來，雜合胚胎的發育只限定在對胰腺的控制上。 涉及人的科學研究，這些年常常引發倫理上的爭議，2018年，中國研究人員賀建奎宣佈他開展了基因編輯嬰兒的實驗，這個孩子現在可能已經出生。這個震驚世界的舉動，受到了全世界的批評。 爲了規範科學研究的倫理審查，7月24日，中央全面深化改革委員會第九次會議審議通過了《國家科技倫理委員會組建方案》等文件，國家層面的科技倫理委員會將成立。 會議指出，科技倫理是科技活動必須遵守的價值準則。組建國家科技倫理委員會，目的就是加強統籌規範和指導協調，推動構建覆蓋全面、導向明確、規範有序、協調一致的科技倫理治理體系。要抓緊完善制度規範，健全治理機制，強化倫理監管，細化相關法律法規和倫理審查規則，規範各類科學研究活動。 當然，目前要讓植入人類細胞的動物胚胎正常發育，還有很多技術上的障礙。 在2018年美國科學促進會會議上，中內啓光團隊聲稱已將人類iPS細胞植入羊胚胎中，但生長了28天的雜交產物僅含有極少的人類細胞，並不像一個“正經器官”——也可能是因爲人類和綿羊之間的基因距離。 得克薩斯大學西南醫學院中心（University of Texas Southwestern Medical Center）研究人-動物嵌合體的吳軍（音譯）說，使用進化上較遠的物種（如豬和綿羊）來發育人-動物雜交胚胎是沒有意義的，因爲人類細胞將在早期從宿主胚胎中被清除。他說:“瞭解分子基礎並制定克服這一障礙的策略將是推動該領域向前發展的必要條件。” 中內啓光表示，新的研究將搞清楚是什麼限制了人類細胞在動物胚胎中的生長。

參考 |科技日報中國青年網