美國科學(xué)家人類(lèi)干細胞導入綿羊胚胎：獲得人羊嵌合體

　　3月20日報道，繼去年科學(xué)家首次成功研發(fā)出了人與豬的嵌合體后，近日，美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家又首次將人類(lèi)干細胞導入綿羊胚胎，獲得了人羊嵌合體，研究團隊已經(jīng)成功將胰腺移植到了小鼠體內。

　　3月15日，東北農業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、家畜胚胎工程實(shí)驗室主任劉忠華告訴科技日報記者，雖然面臨著(zhù)倫理等問(wèn)題的爭議，但這項突破性的成果或許將幫助緩解全球性的器官捐獻短缺問(wèn)題。

　　意義重大 或可能在動(dòng)物身上培育人體器官

　　在美國，約有76000人在等待器官移植，在英國這一數據是6500人，而每位患者可能需要等待5年甚至更長(cháng)時(shí)間。平均每天有32位患者在等待器官捐贈的過(guò)程中死去。

　　此前，盡管科學(xué)家已經(jīng)成功培育了人豬嵌合體，使醫學(xué)界對利用它們培育人體器官感到振奮，但并沒(méi)有研究團隊將這一成果進(jìn)一步推進(jìn)。雖然科學(xué)家還無(wú)法直接從豬或羊身上獲取器官并移植到人體中，但他們相信，人體干細胞可能是解決該問(wèn)題的方法之一。

　　加州大學(xué)戴維斯分校的動(dòng)物學(xué)家帕布羅·羅斯(Pablo Ross)參與了此次人羊嵌合體研究，他堅稱(chēng)這是目前在醫學(xué)上很有前景的探索之一。

　　人羊嵌合體培育過(guò)程圖 圖自《科技日報》

　　眾所周知，移植器官排異問(wèn)題至今尚不能很好解決，器官移植者需要長(cháng)期服用抗排異藥物來(lái)減少免疫系統對移植器官的攻擊。令人驚喜的是，利用人類(lèi)—動(dòng)物嵌合體得到的器官，攜帶的是本人的特異性免疫抗原，可以較大程度減少這種排異反應。

　　據介紹，該項目為治療1型糖尿病等其他疾病提供了可能。“我們采用動(dòng)物嵌合體這項技術(shù)，在大鼠體內成功培育出一個(gè)成熟的小鼠胰腺，并把這個(gè)胰腺移植到1型糖尿病的小鼠體內。移植后，小鼠的血糖調節就趨于正常了。”該項目負責人、斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)教授中內博士(Hiro Nakuachi)上個(gè)月在美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會(huì )年會(huì )上報告稱(chēng)。

　　倫理爭議 擔心人體細胞進(jìn)入實(shí)驗動(dòng)物大腦

　　有意思的是，一年多之前，美國政府曾表示將為這類(lèi)充滿(mǎn)爭議的實(shí)驗提供資助，但之后在收到來(lái)自動(dòng)物權利團體超過(guò)兩萬(wàn)次投訴之后，又撤回了資金。

　　爭議包括人們擔心會(huì )出現傳統印象中的“人頭羊身”或“羊臉人身”怪異形象。

　　面對爭議，中內博士在匯報中稱(chēng)：“我們實(shí)驗創(chuàng )造出來(lái)的胚胎在28天后就被摧毀了。”

　　實(shí)際上，由于近年來(lái)，干細胞和基因工程為不同物種間嵌合體的產(chǎn)生鋪平了道路，科學(xué)家希望培育更大的嵌合體動(dòng)物，例如豬或者羊帶有人類(lèi)器官。

　　然而，這面臨著(zhù)嚴重的技術(shù)障礙和復雜的倫理問(wèn)題。美國斯托瓦斯醫學(xué)研究所研究員李凌衡博士告訴科技日報記者，人們不希望嵌合后的動(dòng)物體內有人的生殖細胞和神經(jīng)細胞，尤其是嵌合體的大腦不能來(lái)源于人類(lèi)，因此，生殖細胞和神經(jīng)細胞是人類(lèi)—動(dòng)物嵌合體的倫理界限。

　　帕布羅·羅斯承認自己也有著(zhù)類(lèi)似的擔憂(yōu)。

　　目前實(shí)驗中人類(lèi)細胞在嵌合體中只占了不到1%，如果最終目標是滿(mǎn)足人類(lèi)器官移植的需求，就需要逐步提高嵌合體中人類(lèi)細胞的比例，而這一過(guò)程將不可避免地引發(fā)更多的倫理問(wèn)題。

　　羅斯表示，一切都取決于人體細胞在動(dòng)物體內的活動(dòng)能達到何種程度。如果它們擴散得比預想的要遠，比如進(jìn)入實(shí)驗動(dòng)物的大腦，那出于倫理原因，想要批準這樣的試驗估計就不可能了。

　　“如果這些細胞在發(fā)育過(guò)程中，不僅僅是嵌合到了預期的器官中去，而是參與到了其他器官的發(fā)育，比如神經(jīng)系統或者是生殖系統等，這時(shí)候就會(huì )帶來(lái)非常復雜的倫理問(wèn)題，這是大家對此類(lèi)研究擔心的主要原因。”劉忠華也認為。

　　因此，劉忠華強調，如何有效控制這些細胞，不朝人們不希望它去的器官方向進(jìn)行發(fā)育，是目前研究人員需要思考和研究的重點(diǎn)之一。

　　據劉忠華掌握的情況，目前在中國還沒(méi)有出臺專(zhuān)門(mén)針對做人與動(dòng)物嵌合胚胎發(fā)育的管理政策。

　　“但是，科研工作者所在單位都有倫理委員會(huì )，在開(kāi)展人與動(dòng)物胚胎嵌合發(fā)育相關(guān)研究之前，都需要上報倫理委員會(huì )進(jìn)行備案和審批。只有通過(guò)倫理委員會(huì )的審核之后，才能夠開(kāi)展相關(guān)的工作。所以，在我國盡管還沒(méi)上升到政策層面，但是在體系內的管理上是非常嚴格的。”劉忠華說(shuō)。

　　路途遙遠 技術(shù)真正能實(shí)際應用還要闖關(guān)

　　在美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會(huì )年會(huì )上，中內博士稱(chēng)：“將此項技術(shù)應用到人類(lèi)可能還需要5年—10年，但我們一定會(huì )等到技術(shù)成熟的這一天。”

　　作為我國首例采用成體體細胞作為核供體的克隆民豬項目的負責人，劉忠華坦言，從實(shí)際情況來(lái)看，這種技術(shù)路線(xiàn)是被學(xué)術(shù)界廣泛認可的，但在實(shí)踐過(guò)程中，人的細胞在動(dòng)物胚胎中所占的比例還不是很高，離實(shí)際的應用還有很長(cháng)的距離。

　　劉忠華說(shuō)，目前該工作面臨諸多研究難點(diǎn)，首先是如何提高人類(lèi)細胞在動(dòng)物的胚胎發(fā)育過(guò)程當中所占有的比例以及控制它的去向。

　　“因為該研究的最終目標，是想在動(dòng)物的體內培育出人的器官，或者是以人的細胞為主體的器官，那么人類(lèi)細胞在這個(gè)器官中所占的比例是非常關(guān)鍵的參數，從目前報道的情況可以看出，這個(gè)比例并不高。”劉忠華說(shuō)。

　　中內博士的研究團隊將人類(lèi)干細胞導入綿羊胚胎中，形成二者的嵌合體。而此次實(shí)驗所得的人—羊雜交動(dòng)物中，人類(lèi)細胞貢獻非常小，幾乎99%的基因來(lái)源于綿羊胚胎，其中人類(lèi)細胞僅約10000個(gè)(或更少)。劉忠華說(shuō)，美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家首次培育出的人羊嵌合體，相比此前的研究已經(jīng)是非常大的突破了，但由結果也可以看出，該項工作距離實(shí)際應用還有很長(cháng)的路要走。

　　劉忠華認為，該研究工作還面臨第二個(gè)難點(diǎn)，就是控制細胞的走向，目前的設計思路是把原來(lái)動(dòng)物胚胎里控制某一個(gè)器官發(fā)育的關(guān)鍵基因敲除掉，這樣動(dòng)物本身就沒(méi)有辦法發(fā)育出來(lái)這個(gè)器官。

　　“比如胰腺，把羊或者豬相關(guān)基因敲除掉，胰腺就不可能由動(dòng)物胚胎，也就是羊或者豬自己的胚胎細胞發(fā)育而成，相當于這塊兒出現了空缺，這個(gè)空缺按照理論設計，就會(huì )由移進(jìn)去的人胚胎干細胞進(jìn)行填充，從而就能夠長(cháng)出一個(gè)人類(lèi)細胞發(fā)育成的胰腺。”劉忠華說(shuō)。

　　技術(shù)需要突破的難點(diǎn)，仍然離不開(kāi)倫理問(wèn)題的探討，劉忠華認為，首先，如何通過(guò)技術(shù)和理論的探索，來(lái)提高人細胞在這種嵌合胚胎發(fā)育過(guò)程當中參與的比例;其次，如何有效控制該細胞朝著(zhù)人們希望它發(fā)育的那個(gè)器官方向發(fā)育，而不參與人們不希望發(fā)育的那些器官，這些都是目前亟待解決的問(wèn)題。

　　“當然，以生產(chǎn)人類(lèi)器官移植供體器官為目標來(lái)看，絕不僅限于這兩個(gè)問(wèn)題，隨著(zhù)相關(guān)工作的進(jìn)展一定還會(huì )遇到其他不可預見(jiàn)的問(wèn)題。”劉忠華表示。