据美国《麻省理工科技评论》报道,尽管面临美国最高卫生机构的资助禁令,但一些美国科学家还是决定继续尝试在猪、羊等动物体内培育人体组织,旨在为需要器官移植的患者提供心脏、肝脏或其他器官。人兽结合体正在孕育中,你能想象吗?你会接受此类移植器官吗?动物有了人体脑细胞后,它们的“认知状态”是否会发生变化?
2015年9月,美国国家卫生研究院(National Institutes of Health)废止了早前的一项政策,宣布暂停对涉及“人与非人动物嵌合体(将一个物种的细胞注入另一个物种的胚胎,所创造出来的混合物种,即为嵌合体)”的研究提供支持,待对该领域研究的科学和社会意涵做进一步评估后再决定。尽管如此,此类研究仍在继续。基于对加利福尼亚州两个团队和明尼苏达州一个团队的采访估计,在过去的12月里,美国研究机构共培育了大约20只怀有猪与人或绵羊与人嵌合体的母畜,但到目前为止,尚未有关于这项工作的科学论文发表,这些动物也都没有生产。
这些实验依赖于各种尖端技术,其中就包括近期取得突破的干细胞生物技术和基因编辑技术等。通过基因修饰,科学家现在可以轻松改变猪或绵羊胚胎中的DNA;这样一来,它们在遗传学上就无法形成某种特定的组织。然后再在动物体内注入人体干细胞。科学家希望,这些人体细胞能够在动物体内生成缺失的器官,然后摘除用于移植手术。
去年11月,应美国国家卫生研究院的要求,部分研究进度在该机构于马里兰州召开的研讨会上予以披露。
来自索尔克研究所(Salk Institute)的一位研究者Juan Carlos Izpisua Belmonte,展示了一些未发表的数据,涉及超过12例含有人体细胞的猪胚胎。另一位明尼苏达大学(University of Minnesota)的研究人员提供了一只62天大的猪胚胎的照片,注入的人体细胞似乎改变了它的眼部先天性缺陷。同时项目的负责人心脏病学家丹尼尔·加里(Daniel Garry)表示,其团队已经通过基因工程制造出了没有骨骼肌和血管的猪,虽然这样的猪不可能存活,但如果在正常的猪胚胎中注入一些细胞,它们就可以正常发育。
据悉,其他类型的人与非人动物嵌合体早已被广泛用于科学研究,比如拥有人体免疫系统的“人化小鼠”。在小鼠出生后,将人体胎儿的一小部分肝脏和胸腺细胞(源于流产后的胎儿)注入其体内,就可以培育出这样的动物。新的研究走得更远,因为它涉及到在动物胚胎开始形成时就注入人体细胞。要知道,在实验室的器皿里,这个阶段的胚胎只不过是十几个细胞。
这个过程叫做“胚胎补偿”(embryo complementation),其之所以重要,是因为人体细胞会增殖、分化,在发育过程中有可能影响动物身体的任何一个部位。
斯坦福大学干细胞生物学家中内启光(HiromitsuNakauchi)从今年开始尝试培育人与绵羊的嵌合体。中内启光表示,注入到胚胎中的人体细胞名为诱导性多功能干细胞(iPS)。通过一项诺贝尔获奖技术——该技术的开发者之一也是中内的日本同事,用皮肤或血液制造的干细胞就可以转化为多功能干细胞。中内表示,为方便起见,其团队注入动物胚胎的大多数iPS细胞都是由他自己的血液制造的,因为招募志愿者的程序太过于繁琐。
中内启光说,对于他培育的嵌合体,大多数人最初也都把它们想象成怪物,但只要给他解释的机会,他相信人们的态度会发生变化。原因之一就是,如果他的iPS细胞在动物体内发育,那么最后形成的组织实际上也是他自己的组织,与移植用器官是完全匹配的。有朝一日,苦苦等待器官移植的患者或许就可以预定一只嵌合体,而不用一年动物体内的定制器官就可以摘除使用。
加州大学戴维斯分校兽医师、发育生物学家帕布洛·罗斯(PabloRoss)表示,在戴维斯分校实验基地,他与索尔克研究所合作,让6头猪受孕怀有含人体细胞的胚胎,同时与中内合作,让8到10只羊受孕怀有含人体细胞的胚胎。此外,他还表示,在美国之外,亦有36头猪受孕怀有此类胚胎。
罗斯说,这些早期努力并不是为了制造器官,更多的是为了“确定培育人与非人动物嵌合体的理想条件”。戴维斯分校的研究是在经过三个不同的伦理委员会的评估后开始的,但即便如此,他说该校还是采取了谨慎的态度,将这些动物胚胎的发育时间限定在28天之内(猪从受孕到生育需要114天)。虽然28天的猪胚胎只有半英寸长,但从发育状态上,研究人员足以判断人体细胞是否会对初生器官产生作用。
当前,有一种担心认为,这些动物在某些方面可能会变得像人一样,比如拥有人体生殖细胞、人的毛发或更高的智力。当前人体细胞在动物器官中所占的比例很小,可能只有3%或5%。但如果这些细胞构成了100%的大脑,那该怎么办?如果发育后的胚胎与人非常相似,那该怎么办?
(环球医学编辑:常 路 )
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