北京時間1月12日消息，據美國《麻省理工科技評論》報道，盡管面臨美國最高衛生機構的資助禁令，但一些美國科學家還是決定繼續嘗試在豬、羊等動物體內培育人體組織，他們的目標是為需要器官移植的患者提供心臟、肝臟或其他器官。
在農場動物身上培育器官的研究引發了許多倫理爭議，因為其中所涉及的將人體細胞注入到動物胚胎中的方法，可能會模糊物種之間的界限。2015年9月，美國國立衛生研究院（nih）取消了較早之前的政策，宣布將不再支持涉及“人-動物嵌合體”等研究的項目，直到這些項目獲得更加密切的科學和社會影響評估。
nih在聲明中表示了對新技術的擔憂，稱如果動物體內混入了人體大腦細胞，就有可能造成動物“認知狀態”的改變。在獲知有些科學家已經從其他資助來源，包括加利福尼亞州的干細胞研究機構獲得資助，并開始進行這類研究之后，該機構便采取了行 動。通過將人類干細胞注入已經生長數日的動物胚胎中，可以創造出人-動物嵌合體，然后在雌性農場動物的體內進行孕育。
根據對三個研究團隊（兩個在加州，一個在明尼蘇達州）進行的采訪，《麻省理工科技評論》估計在過去12個月中，美國已經有大約20例成功懷孕的“豬-人”嵌合體或“羊-人”嵌合體，盡管目前還未見到任何有關的科學文獻，也沒有一只這樣的動物達到足月分娩。
去年11月，在nih的要求下，一些研究者在位于馬里蘭州的nih總部進行了陳述，披露了關于這些研究的部分內容。其中一位研究者，來自索爾克研究所（salk institute）的juan carlos izpisua belmonte，展示了一些未發表的數據，涉及超過12例含有人體細胞的豬胚胎。另一位來自明尼蘇達大學的研究者提供了一張圖片，顯示的是生長62天的豬胎，其中所包含的人類細胞似乎可以逆轉先天性視力缺陷。
這些實驗依賴多種先進技術的融合，包括近期在干細胞生物學和基因編輯技術領域的突破。通過基因修飾，科學家目前可以很容易地改變豬、羊胚胎的脫氧核糖核酸（dna），從而使它們在基因上不具備形成某些特定組織的能力。科學家希望通過添加人體干細胞的方式，由這些干細胞擔負起形成缺失器官的工作，最終從動物體內獲得能用于移植手術的器官。
明尼蘇達大學的心臟病學家daniel garry領導著一個嵌合體項目，他說：“我們能夠制造出沒有心臟的動物。我們已經培育出沒有骨骼肌和血管的基因工程豬。”盡管這些豬并不能存活，但如果有少量來自正常豬胚胎的細胞注入，它們就可以正常發育。garry聲稱，他已經以這種方法培育出兩只“嵌合豬”，并于近期獲得了來自美國陸軍的140萬美元資助，希望能最終在豬體內培育出人類心臟。
包括garry在內的一些研究者表示，盡管有nih已經表態，但嵌合體技術能為有需要的患者提供新的器官來源，并有助于基礎研究的發現，因而他們會推進相關研究。去年11月，garry等11位作者發表了一份公開信，批評nih正在“對進步產生威脅”，對他們的工作“帶來了負面的效應”。
nih對這些研究的擔憂在于，動物可能會變得有些“人性化”，這會讓人感覺不大舒服。它們可能具有人類的生殖細胞，長出一些人類的頭發，或者具有較高的智力。“我們并非住在人魔島附近，但科學發展實在太快，”nih的倫理學者david resnik在去年11月的會議上說，“如果一只高智商老鼠怪物被困在實驗室的某個角落，尖叫著‘我要出去’，恐怕會讓人們感到非常困擾。”
不過，動物獲得人類意識的可能性非常低；它們的大腦與人類差異太大，而且體積小得多。即使如此，作為預防措施，目前任何農場動物嵌合體都不被允許出生，進行相關研究的科學家只能進行胚胎采集，以獲得有關人類細胞對動物身體影響程度的初步數據。
斯坦福大學的干細胞生物學家中內宏光（hiromitsu nakauchi）于今年開始嘗試培育人-羊嵌合體。他表示，目前人類細胞對動物身體的影響可以說相當小。“如果人類細胞的含量是0.5%，那獲得會思考的豬，或者會直立行走的羊是可能性很小的，”他說，“但如果含量較高，如40%，那我們就得做些什么了。”
其他類型的人-動物嵌合體已經在科學研究中廣泛應用，包括被賦予人類免疫系統的小鼠。這些動物是由出生之后的小鼠被注入取自人類胚胎（在流產之后采集）的肝臟和胸腺細胞而培育出來的。
新的研究將繼續深入，涉及將人類細胞添加到最早期的動物胚胎內，此時的胚胎還只是存在于培養皿中的“細胞球”，只含有十幾個細胞。這一過程被稱為“胚胎補償”，具有重要的意義，因為人類細胞能夠增殖、分化，并具備促進動物體任一部分發育的潛力。
2010年，當中內宏光還在日本工作的時候，他就利用胚胎補償方法在小鼠體內培育出一個完全由大鼠細胞組成的胰腺。“如果這種方法在嚙齒類中可行，”他說，“那我們也就能用豬來培育人體器官。”
盡管中內宏光曾經是一位明星科學家，但日本的管理機構對于批準他的嵌合體研究――批評者稱為“豬人”――行動遲緩。2013年，他決定搬到美國，那里沒有禁止嵌合體培育的聯邦法律。在加利福尼亞再生醫學研究所提供的600萬美元資助下，中內宏光得以前往斯坦福大學工作。
盡管nih的資助禁令并不會影響中內宏光的研究，但已經使研究者感受到了解釋研究目的的壓力。中內宏光向記者展示了他位于斯坦福大學的實驗室，在一個小房間里，擺放著 存放嵌合體胚胎的孵化器。因為早期胚胎非常小，人肉眼幾乎無法看見，因此房間內放置著特制的顯微鏡，上面安裝的微探針可將人體細胞注入胚胎。
研究者添加的這種細胞稱為“誘導多能干細胞”（ips細胞），是將皮膚或血液的細胞經過化學重編程（利用一種由中內宏光的日本同事開發、并獲得諾貝爾獎的配方），轉化而成的更加多能的干細胞。中內宏光稱，為了方便起見，他的團隊使用的ips細胞大部分取自他自己的血液――招募志愿者涉及到大量的文書工作。
“嵌合體”（chimera）一詞源自希臘神話中一種噴火的怪物――喀邁拉，有幾種動物的部分組成，包括獅子、山羊和蛇。中內宏光稱，大多數人一開始也將他的嵌合體想象為怪物，但他表示，如果他能解釋研究內容的話，這種態度就會發生改變。其中一個理由是，如果他的ips細胞能夠在動物體內發育，那么獲得的組織在本質上就是他的――一個可以完美配對的可移植部分。未來某一天，在絕望中等待器官移植的患者或許就能在不到一年時間里獲得“自定義”的可移植器官。“我實在看不出會對社會造成多少危害，”中內宏光說道。
在這一切實現之前，科學家需要證明人類細胞能夠在農場動物體內實現增殖，并為動物身體提供有效的幫助。這可能很有挑戰性，因為與基因較為接近的大鼠和小鼠不同，人類和豬最近的共同祖先要追溯到9000萬年前。
加州大學戴維斯分校的獸醫兼發育生物學家pablo ross稱，為了尋找解決方案，研究者在2014年決定開始用人-動物嵌合體胚胎在農場動物身上進行孕育實驗。在戴維斯分校的實驗室中，ross與索爾克研究所合作將6套豬-人嵌合體胚胎移植到母豬體內，并且與中內宏光合作進行另外8或10個羊-人嵌合體胚胎的孕育實驗。他表示，在美國之外還有另外36例豬移植在進行。
ross表示，這些早期研究還不能培育出器官，更多的是“確定生成人-動物嵌合體的最理想條件”。只有在三個不同的倫理委員會評估之后，加州大學戴維斯分校的研究才能開始進行。即便如此，該大學還是決定采取謹慎的態度，將動物胚胎所允許的發育時間限定在28天以內（豬的孕期為114天）。
在28天時，豬胚胎只有半英寸長（約合1.27厘米），但已經足以檢測人類細胞是否會促進其基本器官的發育。“我們不想將它們培育到不必要的階段，因為那會帶來很大爭議，”ross說，“我的觀點是，人類細胞的貢獻應該降到最低，可能是3%，也可能是5%。但是，如果它們對大腦的貢獻是100%呢？如果胚胎發育成的結果大部分是人類細胞呢？這是我們不期望看到的，但從沒有人做過這種實驗，我們不能將這種可能性排除。”
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