盡管美國(guó)最高衛(wèi)生機(jī)構(gòu)出臺(tái)了資助禁令，但該國(guó)的一些研究中心還是我行我素，試圖在豬和綿羊體內(nèi)培育人體組織，目標(biāo)是制造可用于移植的心臟、肝臟或其他器官。

在家畜體內(nèi)培育器官一直受到倫理挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@需要把人體細(xì)胞注入到動(dòng)物胚胎中，會(huì)模糊物種之間的界線(xiàn)。

2015年9月，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)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2的科學(xué)和社會(huì)意涵做進(jìn)一步評(píng)估后再?zèng)Q定。

該機(jī)構(gòu)在一份聲明中表示，擔(dān)心動(dòng)物有了人體腦細(xì)胞后，它們的“認(rèn)知狀態(tài)”可能會(huì)發(fā)生變化。

在獲知一些科學(xué)家開(kāi)始依靠其他資金來(lái)源——比如加利福尼亞州的干細(xì)胞研究機(jī)構(gòu)——開(kāi)展此類(lèi)實(shí)驗(yàn)后，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院采取了這一行動(dòng)。人與非人動(dòng)物嵌合體的培育需要將人體干細(xì)胞注入幾天大的動(dòng)物胚胎中，然后在母畜體內(nèi)孕育。

基于對(duì)加利福尼亞州兩個(gè)團(tuán)隊(duì)和明尼蘇達(dá)州一個(gè)團(tuán)隊(duì)的采訪估計(jì)，在過(guò)去的12月里，美國(guó)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(méi)有生產(chǎn)。

去年11月，應(yīng)美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院的要求，部分研究進(jìn)度在該機(jī)構(gòu)于馬里蘭州召開(kāi)的研討會(huì)上予以披露。

索爾克研究所(Salk Institute)研究人員胡安·卡洛斯·伊斯皮蘇亞·貝爾蒙特(Juan Carlos Izpisua Belmonte)展示了一些未公開(kāi)數(shù)據(jù)，涉及十余只包含人體細(xì)胞的豬胚胎。

明尼蘇達(dá)大學(xué)(University of Minnesota)的一名研究人員則提供了一只62天大的豬胚胎的照片，注入的人體細(xì)胞似乎改變了它的眼部先天性缺陷。

這些實(shí)驗(yàn)依賴(lài)于各種尖端技術(shù)，其中就包括近期取得突破的干細(xì)胞生物技術(shù)和基因編輯技術(shù)等。通過(guò)基因修飾，科學(xué)家現(xiàn)在可以輕松改變豬或綿羊胚胎中的DNA;這樣一來(lái)，它們?cè)谶z傳學(xué)上就無(wú)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。

科學(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)。

“我們可以培育出沒(méi)有心臟的動(dòng)物。我們已經(jīng)通過(guò)基因工程制造出了沒(méi)有骨骼肌和血管的豬。”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(shuō)。

雖然這樣的豬不可能存活，但如果在正常的豬胚胎中注入一些細(xì)胞，它們就可以正常發(fā)育。加里表示，他已經(jīng)通過(guò)這種方式制造出了兩頭豬，而且最近還獲得了美國(guó)軍方140萬(wàn)美元的資助。

值得一提的是，美國(guó)軍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。

由于人與非人動(dòng)物嵌合體可以為病人開(kāi)辟新的器官移植通道，而且還能帶來(lái)基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，所以加里等研究人員表示，他們不會(huì)考慮國(guó)家衛(wèi)生研究院的立場(chǎng)，相反會(huì)繼續(xù)推進(jìn)相關(guān)研究。

11月，他和另外10名作者發(fā)表聯(lián)名信，批評(píng)國(guó)家衛(wèi)生研究院對(duì)“研究進(jìn)展造成了危險(xiǎn)”，給他們的工作“帶來(lái)了負(fù)面影響”。

有一種擔(dān)心認(rèn)為，這些動(dòng)物在某些方面可能會(huì)變得像人一樣，比如擁有人體生殖細(xì)胞、人的毛發(fā)或更高的智力。

“雖然我們還沒(méi)有靠近‘莫洛博士島’(The Island of Dr. Moreau，莫洛博士將島上的動(dòng)物改造成‘獸人’并組成社會(huì)——編者注)，但科學(xué)發(fā)展日新月異。”國(guó)家衛(wèi)生研究院倫理學(xué)家大衛(wèi)·雷斯尼克(David Resnik)在該機(jī)構(gòu)11月召開(kāi)的會(huì)議上表示，“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。”

動(dòng)物獲得人類(lèi)意識(shí)的可能性幾乎不存在;它們的大腦是另外一種結(jié)構(gòu)，而且體積上也小很多。但即便如此，作為預(yù)防措施，從事人與非人動(dòng)物嵌合體研究的工作人員也沒(méi)有讓任何含有人體細(xì)胞的幼崽出生，而是先收集胎兒，以獲取有關(guān)人體細(xì)胞對(duì)動(dòng)物身體影響程度的初步信息。

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(lái)的混合物種，即為嵌合體。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

斯坦福大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家中內(nèi)啟光(HiromitsuNakauchi)從今年開(kāi)始嘗試培育人與綿羊的嵌合體。他表示，就目前的情況看，人體細(xì)胞對(duì)動(dòng)物身體的影響相對(duì)較小。

“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。”他說(shuō)，“但如果提高所占比例，比如提到高40%，那么我們就得想辦法了。”

其他類(lèi)型的人與非人動(dòng)物嵌合體早已被廣泛用于科學(xué)研究，比如擁有人體免疫系統(tǒng)的“人化小鼠”。在小鼠出生后，將人體胎兒的一小部分肝臟和胸腺細(xì)胞(源于流產(chǎn)后的胎兒)注入其體內(nèi)，就可以培育出這樣的動(dòng)物。

新的研究走得更遠(yuǎn)，因?yàn)樗婕暗皆趧?dòng)物胚胎開(kāi)始形成時(shí)就注入人體細(xì)胞。要知道，在實(shí)驗(yàn)室的器皿里，這個(gè)階段的胚胎只不過(guò)是十幾個(gè)細(xì)胞。

這個(gè)過(guò)程叫做“胚胎補(bǔ)償”(embryo complementation)，其之所以重要，是因?yàn)槿梭w細(xì)胞會(huì)增殖、分化，在發(fā)育過(guò)程中有可能影響動(dòng)物身體的任何一個(gè)部位。

2010年還在日本工作時(shí)，中內(nèi)表示，他可以通過(guò)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。“如果在嚙齒目動(dòng)物身上能做到這一點(diǎn)，”他說(shuō)，“那么我們也可以培育出擁有人體器官的豬。”

雖然中內(nèi)是明星科學(xué)家，但日本監(jiān)管部門(mén)卻遲遲沒(méi)有批準(zhǔn)他的嵌合體培育計(jì)劃，即批評(píng)者所謂的“豬人”計(jì)劃。于是，中內(nèi)在2013年決定搬往美國(guó)，因?yàn)樵谌伺c非人動(dòng)物嵌合體培育方面，美國(guó)聯(lián)邦法律并沒(méi)有限制。

在加利福尼亞再生醫(yī)學(xué)研究所(California Institute of Regenerative Medicine)600萬(wàn)美元資金的支持下，斯坦福大學(xué)將中內(nèi)招至旗下。值得一提的是，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(kāi)華盛頓的政治干預(yù)。

雖然美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院的資助禁令不會(huì)影響到中內(nèi)，但卻會(huì)對(duì)研究人員造成壓力，因?yàn)樗麄冃枰忉屟芯抗ぷ鞯哪康摹?ldquo;我可以給你展示一些嵌合體。”中內(nèi)上個(gè)月在斯坦福大學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)我說(shuō)。他打開(kāi)了一個(gè)小房間的門(mén)，里面擺放著保存有嵌合體胚胎的恒溫箱。對(duì)于早期胚胎，人的肉眼幾乎看不到，所以房間內(nèi)配備裝有顯微操作針的特種顯微鏡，以便將人體細(xì)胞注入它們體內(nèi)。

注入到胚胎中的人體細(xì)胞名為誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(iPS)。通過(guò)一項(xiàng)諾貝爾獲獎(jiǎng)技術(shù)——該技術(shù)的開(kāi)發(fā)者之一也是中內(nèi)的日本同事，用皮膚或血液制造的干細(xì)胞就可以轉(zhuǎn)化為多功能干細(xì)胞。中內(nèi)表示，為方便起見(jiàn)，其團(tuán)隊(duì)注入動(dòng)物胚胎的大多數(shù)iPS細(xì)胞都是由他自己的血液制造的，因?yàn)檎心贾驹刚叩某绦蛱^(guò)于繁瑣。

“如果將志愿者的細(xì)胞注入動(dòng)物體內(nèi)，還需要特別許可。”他一臉窘迫地說(shuō)道，“所以，我決定用我自己的。”

加州大學(xué)戴維斯分校(University of California, Davis)實(shí)驗(yàn)豬場(chǎng)的豬。科學(xué)家希望在這類(lèi)動(dòng)物體內(nèi)培育人體器官

生物學(xué)中的嵌合體一詞，源于希臘神話(huà)中的“客邁拉”——一種集獅子、羊和蛇等特征于一體的生物。中內(nèi)說(shuō)，對(duì)于他培育的嵌合體，大多數(shù)人最初也都把它們想象成怪物，但只要給他解釋的機(jī)會(huì)，他相信人們的態(tài)度會(huì)發(fā)生變化。

原因之一就是，如果他的iPS細(xì)胞在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)育，那么最后形成的組織實(shí)際上也是他自己的組織，與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許就可以預(yù)定一只嵌合體，而不用一年，動(dòng)物體內(nèi)的定制器官就可以摘除使用。

“我不認(rèn)為這會(huì)對(duì)社會(huì)造成什么風(fēng)險(xiǎn)。”他說(shuō)。

要想實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，科學(xué)家需要證明人體細(xì)胞真的可以增殖，并會(huì)對(duì)家畜身體產(chǎn)生明顯影響。這是很有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)椴煌诨蛳嘟拇笫蠛托∈螅撕拓i有共同祖先還是近9000萬(wàn)年前的事。

加州大學(xué)戴維斯分校獸醫(yī)師、發(fā)育生物學(xué)家帕布洛·羅斯(PabloRoss)說(shuō)，為此，研究人員2014年決定讓家畜受孕懷有含人體細(xì)胞的胚胎。羅斯表示，在戴維斯分校實(shí)驗(yàn)基地，他與索爾克研究所合作，讓6頭豬受孕懷有含人體細(xì)胞的胚胎，同時(shí)與中內(nèi)合作，讓8到10只羊受孕懷有含人體細(xì)胞的胚胎。此外，他還表示，在美國(guó)之外，亦有36頭豬受孕懷有此類(lèi)胚胎。

羅斯說(shuō)，這些早期努力并不是為了制造器官，更多的是為了“確定培育人與非人動(dòng)物嵌合體的理想條件”。戴維斯分校的研究是在經(jīng)過(guò)三個(gè)不同的倫理委員會(huì)的評(píng)估后開(kāi)始的，但即便如此，他說(shuō)該校還是采取了謹(jǐn)慎的態(tài)度，將這些動(dòng)物胚胎的發(fā)育時(shí)間限定在28天之內(nèi)(豬從受孕到生育需要114天)。

雖然28天的豬胚胎只有半英寸長(zhǎng)，但從發(fā)育狀態(tài)上，研究人員足以判斷人體細(xì)胞是否會(huì)對(duì)初生器官產(chǎn)生作用。

“我們沒(méi)有必要讓它們長(zhǎng)得太大，因?yàn)槟菚?huì)引起更多爭(zhēng)議。”羅斯說(shuō)，“我認(rèn)為人體細(xì)胞在器官中所占的比例會(huì)很小，可能只有3%或5%。但如果這些細(xì)胞構(gòu)成了100%的大腦，那該怎么辦?如果發(fā)育后的胚胎與人非常相似，那該怎么辦?我們不認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)這種情況，但沒(méi)有人做過(guò)這方面的實(shí)驗(yàn)，所以也不排除這種可能性。”