將一個物種的細胞注入另一個物種的胚胎,所創(chuàng)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(wèi)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(fā)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(jiān)督委員會,對撥款申請進行倫理審查和監(jiān)督。
NIH新規(guī)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(fā)育窗口,在中樞神經系統(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胞數(shù)量。此外,NIH也禁止培養(yǎng)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(jiān)督,確保我們不會引發(fā)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(jiān)督委員會將特別關注涉及靈長類動物、處于發(fā)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(fā)育節(jié)點后,向嚙齒類動物胚胎植入可能影響大腦發(fā)育的人類細胞可免受監(jiān)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(fā)現(xiàn),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(fā)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(fā)現(xiàn),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(shù)據(jù),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(jiān)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(yī)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(yī)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zui終是否會導致動物在某些方面可能會變得像人一樣,比如擁有人體細胞、人的毛發(fā)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(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象:人類和非人類,研究倫理明確區(qū)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(guī)定正在公開征求意見,為期30天,結束后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。
紐約羅徹斯特大學的神經科學家Steven Goldman認為,新規(guī)定“從科學的角度看更加明智”。
但是,紐約洛克菲勒大學的發(fā)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zui終的“人類”比例,而不是人工改造的時間節(jié)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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