美國科學(xué)家人類干細(xì)胞導(dǎo)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)家又首次將人類干細(xì)胞導(dǎo)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(nèi)。

　　3月15日，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、家畜胚胎工程實驗室主任劉忠華告訴科技日報記者，雖然面臨著倫理等問題的爭議，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題。

　　意義重大 或可能在動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(shù)據(jù)是6500人，而每位患者可能需要等待5年甚至更長時間。平均每天有32位患者在等待器官捐贈的過程中死去。

　　此前，盡管科學(xué)家已經(jīng)成功培育了人豬嵌合體，使醫(yī)學(xué)界對利用它們培育人體器官感到振奮，但并沒有研究團隊將這一成果進一步推進。雖然科學(xué)家還無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(xì)胞可能是解決該問題的方法之一。

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

　　人羊嵌合體培育過程圖 圖自《科技日報》

　　眾所周知，移植器官排異問題至今尚不能很好解決，器官移植者需要長期服用抗排異藥物來減少免疫系統(tǒng)對移植器官的攻擊。令人驚喜的是，利用人類—動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(yīng)。

　　據(jù)介紹，該項目為治療1型糖尿病等其他疾病提供了可能。“我們采用動物嵌合體這項技術(shù)，在大鼠體內(nèi)成功培育出一個成熟的小鼠胰腺，并把這個胰腺移植到1型糖尿病的小鼠體內(nèi)。移植后，小鼠的血糖調(diào)節(jié)就趨于正常了。”該項目負(fù)責(zé)人、斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)教授中內(nèi)博士(Hiro Nakuachi)上個月在美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會年會上報告稱。

　　倫理爭議 擔(dān)心人體細(xì)胞進入實驗動物大腦

　　有意思的是，一年多之前，美國政府曾表示將為這類充滿爭議的實驗提供資助，但之后在收到來自動物權(quán)利團體超過兩萬次投訴之后，又撤回了資金。

　　爭議包括人們擔(dān)心會出現(xiàn)傳統(tǒng)印象中的“人頭羊身”或“羊臉人身”怪異形象。

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

　　實際上，由于近年來，干細(xì)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物，例如豬或者羊帶有人類器官。

　　然而，這面臨著嚴(yán)重的技術(shù)障礙和復(fù)雜的倫理問題。美國斯托瓦斯醫(yī)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物體內(nèi)有人的生殖細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞，尤其是嵌合體的大腦不能來源于人類，因此，生殖細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞是人類—動物嵌合體的倫理界限。

　　帕布羅·羅斯承認(rèn)自己也有著類似的擔(dān)憂。

　　目前實驗中人類細(xì)胞在嵌合體中只占了不到1%，如果最終目標(biāo)是滿足人類器官移植的需求，就需要逐步提高嵌合體中人類細(xì)胞的比例，而這一過程將不可避免地引發(fā)更多的倫理問題。

　　羅斯表示，一切都取決于人體細(xì)胞在動物體內(nèi)的活動能達(dá)到何種程度。如果它們擴散得比預(yù)想的要遠(yuǎn)，比如進入實驗動物的大腦，那出于倫理原因，想要批準(zhǔn)這樣的試驗估計就不可能了。

　　“如果這些細(xì)胞在發(fā)育過程中，不僅僅是嵌合到了預(yù)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(tǒng)或者是生殖系統(tǒng)等，這時候就會帶來非常復(fù)雜的倫理問題，這是大家對此類研究擔(dān)心的主要原因。”劉忠華也認(rèn)為。

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

　　據(jù)劉忠華掌握的情況，目前在中國還沒有出臺專門針對做人與動物嵌合胚胎發(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，在開展人與動物胚胎嵌合發(fā)育相關(guān)研究之前，都需要上報倫理委員會進行備案和審批。只有通過倫理委員會的審核之后，才能夠開展相關(guān)的工作。所以，在我國盡管還沒上升到政策層面，但是在體系內(nèi)的管理上是非常嚴(yán)格的。”劉忠華說。

　　路途遙遠(yuǎn) 技術(shù)真正能實際應(yīng)用還要闖關(guān)

　　在美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會年會上，中內(nèi)博士稱：“將此項技術(shù)應(yīng)用到人類可能還需要5年—10年，但我們一定會等到技術(shù)成熟的這一天。”

　　作為我國首例采用成體體細(xì)胞作為核供體的克隆民豬項目的負(fù)責(zé)人，劉忠華坦言，從實際情況來看，這種技術(shù)路線是被學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可的，但在實踐過程中，人的細(xì)胞在動物胚胎中所占的比例還不是很高，離實際的應(yīng)用還有很長的距離。

　　劉忠華說，目前該工作面臨諸多研究難點，首先是如何提高人類細(xì)胞在動物的胚胎發(fā)育過程當(dāng)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(biāo)，是想在動物的體內(nèi)培育出人的器官，或者是以人的細(xì)胞為主體的器官，那么人類細(xì)胞在這個器官中所占的比例是非常關(guān)鍵的參數(shù)，從目前報道的情況可以看出，這個比例并不高。”劉忠華說。

　　中內(nèi)博士的研究團隊將人類干細(xì)胞導(dǎo)入綿羊胚胎中，形成二者的嵌合體。而此次實驗所得的人—羊雜交動物中，人類細(xì)胞貢獻非常小，幾乎99%的基因來源于綿羊胚胎，其中人類細(xì)胞僅約10000個(或更少)。劉忠華說，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(jié)果也可以看出，該項工作距離實際應(yīng)用還有很長的路要走。

　　劉忠華認(rèn)為，該研究工作還面臨第二個難點，就是控制細(xì)胞的走向，目前的設(shè)計思路是把原來動物胚胎里控制某一個器官發(fā)育的關(guān)鍵基因敲除掉，這樣動物本身就沒有辦法發(fā)育出來這個器官。

　　“比如胰腺，把羊或者豬相關(guān)基因敲除掉，胰腺就不可能由動物胚胎，也就是羊或者豬自己的胚胎細(xì)胞發(fā)育而成，相當(dāng)于這塊兒出現(xiàn)了空缺，這個空缺按照理論設(shè)計，就會由移進去的人胚胎干細(xì)胞進行填充，從而就能夠長出一個人類細(xì)胞發(fā)育成的胰腺。”劉忠華說。

　　技術(shù)需要突破的難點，仍然離不開倫理問題的探討，劉忠華認(rèn)為，首先，如何通過技術(shù)和理論的探索，來提高人細(xì)胞在這種嵌合胚胎發(fā)育過程當(dāng)中參與的比例;其次，如何有效控制該細(xì)胞朝著人們希望它發(fā)育的那個器官方向發(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題。

　　“當(dāng)然，以生產(chǎn)人類器官移植供體器官為目標(biāo)來看，絕不僅限于這兩個問題，隨著相關(guān)工作的進展一定還會遇到其他不可預(yù)見的問題。”劉忠華表示。