[圖文]最早進行人獸胚胎實驗的國家:中國
目前世界上很多國家正在加強對干細胞的研究
9月5日,英國「人工受精與胚胎學管理局」(HFEA)原則上批准了一類人獸混合胚胎的實驗,這事實上是對英國紐卡斯爾大學和國王學院等研究機構在一兩年前提出的研究申請的回應。該管理局將根據科學家的研究申請,逐個進行審查。這意味著英國科學家終於可以正式進行這類人獸混合胚胎研究。
說是一類研究,是因為異種混合胚胎的實驗實際上有三個等級:
第一種是將某種動物的精子與另一種動物的卵子結合為受精卵,這類研究在倫理上是最不允許的,而且存在多種技術障礙。
第二種叫「嵌合體」,就是將一種動物的胚胎干細胞注入另一種正在發育的動物胚胎中,令其發育為兩種動物細胞混雜的胚胎,其最終目的是為人體器官修復提供備件,英國方面還沒有給這類實驗「開綠燈」。
第三種也就是這次批准的實驗類型,具體來說,是運用體細胞核轉移技術,將一種動物的細胞核注入去核的牛或兔、羊的卵母細胞,以培養極早期胚胎(囊胚),並從中提取胚胎干細胞。
首個發表論文的機構
「異種混合胚胎的實驗,我們一直在搞,而且是國際上首個正式發表論文的研究機構。」陳學進不無自豪地說。
陳是上海交通大學醫學院附屬新華醫院發育生物學研究中心的主任,他所說的「我們」,是指盛慧珍在這個研究所時帶領的研究團隊,當時,陳是她的副手。這個研究所在新華醫院旁一個不起眼的小巷子裡,佔用了一棟白色的5層樓。「英國人事實上是要重複我們的工作。」陳學進說。
1999年,盛慧珍離開工作了十多年的美國國立衛生院(NIH)的實驗室,回到國內,擔任當時的上海第二醫科大學發育生物學研究中心的主任,並在以後承擔了973「干細胞的基礎研究與臨床應用項目」。2002年,《自然》雜誌曾以《干細胞研究在東方冉冉升起》為題介紹盛慧珍和其他一些中國科學家的工作。現在這篇文章還貼在發育生物學研究中心的一樓,但是,盛慧珍已經離開了這個研究團隊,去美國繼續研究工作。
2003年,盛慧珍成了國內外媒體和科學界矚目的科學家。那年8月,她領導的研究小組運用克隆技術,從外科廢棄的皮膚組織中提取細胞,並將這些細胞融合到紐西蘭兔的去核卵母細胞中,成功獲得數百個融合胚胎,其中有一百多例發育至囊胚階段,並提取得到了胚胎干細胞。這篇論文當時發表在國內的《細胞研究》(CellResearch)上,這也是國內影響力最大的國際性學術刊物。《自然》、《華爾街日報》、《華盛頓郵報》均在文章發表的同一天和第二天做出了評論,因為這是國際上第一例人獸胚胎融合成功的報道。
陳學進說:「去年英國為了人獸胚胎研究的工作而召開聽證會,邀請了國際上三個專家,盛老師就是其中之一,這也說明她在這一領域的學術地位。」
不得已的手段
將人獸細胞融合,其實是科學家不得已的手段。
人類的體細胞,比如皮膚細胞,是一種專門化的細胞,早就喪失了發育成胚胎的能力。但是,干細胞研究卻發現,如果將卵母細胞的細胞核去掉,代之以這種體細胞的細胞核,就有可能讓體細胞返老還童。
卵母細胞如同神奇的魔法師,它含有的胞質物質,喚醒體細胞細胞核中潛藏的能力,並能讓它發育到囊胚階段,這樣,科學家可以從中提取出胚胎干細胞——這類干細胞具有發育成所有種類細胞的可能性,將它們植入一些病人受損的脊髓、角膜、腦區,可能起到修補工的作用,幫助治療一些曾認為回天無術的疾病,這就是所謂的「治療性克隆」技術。而且,如果使用病人自己的體細胞,還可以消除免疫排斥的問題。
可惜,這個技術並不成熟,成功率非常低,這就需要大量的卵母細胞。但是,從女性身上直接採取卵母細胞是非法的,陳學進介紹說,「只能與開展試管嬰兒項目的機構協作,經同意,拿到一些多餘的廢棄卵子」。在沒辦法的情況下,科學家只好退而求其次,向動物要卵母細胞。好在動物的卵母細胞同樣能「激發」人類的體細胞。
但是,這項技術用到人身上,就得經過倫理方面的檢查。雖然DNA主要在細胞核中,但細胞質中也有少量的遺傳物質,即線粒體。它負責編碼13個基因,主要功能是為生命活動提供能量。雖然比起細胞核中的幾萬個人類基因,這13個線粒體基因只是少量的「雜質」,然而人們擔心,如果有人將這些混合胚胎發育成個體,這些傢伙將給倫理學帶來重大難題。
但是,在科學家看來,這種擔憂只是杞人憂天。研究發現,大部分的情況下細胞中的動物線粒體會隨著胚胎發育逐漸丟失。再則,線粒體只是供能單位,並不編碼與「人」特徵有關的任何蛋白。但最關鍵的一點是,胚胎干細胞研究有條倫理底線,那就是人獸胚胎絕不允許被植入子宮內,而且在胚胎發育到14天以前就得把它毀掉。「這些胚胎最多到14天就終止了,而且不允許重新植入人或動物的子宮,不可能繁殖後代。明確了這些界限,也許會消除一大半的憂慮。」國家人類基因組南方研究中心倫理學部主任沈銘賢說,因此「國內對這方面的基礎研究不限制」,正是沈銘賢所在的部門在當年為盛慧珍的論文作了倫理審定,他們的結論是「應予支持,但不能應用於臨床」 。
為什麼不能應用於臨床,沈銘賢解釋說,因為還是有風險的,動物的線粒體「會不會與人的線粒體或別的成分發生相互作用,科學家並不知道」。更大的風險還是病毒,「有的病毒對人有害對動物卻無害」。因此,這方面的研究必須「慎之又慎,科學上嚴格准入,倫理上嚴格把關」。
「我們的積累斷了」
但是,973項目結題後,盛慧珍不再被交大醫學院續聘,她離開了這個團隊,主要在美國從事研究工作。關於盛的離開,「原因很複雜。」陳學進說。
「技術上依然存在問題。」陳學進承認。2003年的那篇文章,差點可以發在《美國國家科學院院刊》,甚至已經被製成小樣準備印刷,但是美國有專家不同意,因為對「囊胚中可以分離出胚胎干細胞」這一項的實驗論證有爭議,只好發表在國內的《細胞研究》上。而後來,「又陸陸續續做了一些這方面的工作,側重研究機理,但是實驗的重複性不好,成功率也不高。」陳學進說。
人獸胚胎的研究難度很大,除了盛的工作,在國際上還沒有正式發表的論文,陳學進認為,這個研究團隊的工作還是不錯的,在干細胞領域發表了不少文章,在國內國際處於領先地位,但是「國家和上海市不準備再支持了」。
沈銘賢則認為,因為倫理上的一些爭議,人獸胚胎的研究不容易得到正式發表,「國際上有支持也有反對的」,這是導致盛慧珍離開的「一部分原因」。但是肯定還有別的因素,「原因很多」,作為當年為盛慧珍工作做倫理審定的專家,沈銘賢跟盛慧珍比較熟,但是「作為局外人,很多問題我不方便說」。「盛老師比較失望。」李峰覺得。李峰是盛慧珍親自招入的博士後,盛走了以後,他一直在這個研究所繼續工作。李峰認為「盛老師對周圍環境不滿意,她如果選擇留下來,肯定是有能力拿到項目資助的」。
但是盛慧珍還是選擇了離開。因為盛的離開,這個研究所現在得到的資助很少,「與中科院合作的部分停止了,儀器被收回去了一部分,其他的我們借到年底,現在主要靠我申請到的項目資助。」陳學進說,「但是很難。」
這個5層樓的樓房原先有四五十個學生,但是現在只剩下十多個,樓裡顯得空蕩蕩的。陳解釋說,「因為實驗大多在晚上做。我們現在主要做克隆豬的實驗,要從屠宰場取新鮮的卵母細胞,而屠宰場殺豬是在晚上。」克隆豬是他現在的研究課題,這是陳學進與農委合作的一個項目。
而李峰還在做盛慧珍留下的延續課題,是與中科院動物所的陳大元研究組合作,做「人牛胚胎」的遺傳分析,動物所那邊將人的體細胞與牛的卵母細胞融合,發育成胚胎,「已經拿到囊胚了,我們來做分析。」李峰說,「這也是盛老師的意思,她想在多個物種上證明她的結果,因為不同動物的卵母細胞的重編程能力不一樣。有可能牛的就更容易成功。」但是現在他們只能做到囊胚,「不能繼續從囊胚中分離胚胎干細胞」,因為「結題了,沒有資金支持了」。
陳學進說:「很多學生畢業就出國了,國內很難留住優秀的學生,李峰做完這期博士後以後也要出國。但是科研需要積累,不能斷,很多工作我們不做就失去了機會。」「盛老師走了以後,我們這裡的積累就斷了。」陳學進有點痛心。
研究應該有延續性
除了盛慧珍正式發表論文外,國際上做人獸克隆實驗的嘗試並不少。1998年,美國一家私營的「先進細胞公司」曾將人的面頰細胞核注入去核的牛卵母細胞,克隆出胚胎干細胞。陳學進說,「現在各國都在搞」,因為這方面的「前景很好」,如果治療性克隆技術能得以突破的話,帕金森病、早老性癡呆等重大疾病的治療都有可能得到突破。
對人獸「嵌合體」的研究也很多。今年3月,美國內華達大學的伊斯梅爾·贊加尼教授培育出擁有15%人類細胞的綿羊,這項工作是將人的胚胎干細胞注入胎羊體內,這樣,羊的胚胎在發育過程中將與人的胚胎干細胞混合生長,最終長成的成體羊混雜有人類細胞。這則「人-綿羊嵌合體」的報道曾在國內外激起很大反響。
其實,在中國也有類似的研究,上海交大醫學院的黃淑幀、曾凡一等人培育出了世界上第一頭「人-山羊嵌合體」,相關論文發表在去年5月的《美國科學院院報》上,證明人類干細胞可存活於山羊體內。這類研究的意義在於,人類將可能從動物身上獲得具有部分人類細胞的肝臟、腎臟、心臟等臟器,可用於人類器官移植手術。
今年6月6日,來自美國和日本的三個科研小組分別對正常小鼠細胞進行基因重組改造,成功製造出「胚胎干細胞」,相關研究結果刊登在《細胞·干細胞》雜誌和《自然》雜誌網站上。這項研究將體細胞直接轉變為胚胎干細胞,如果能在人類身上實驗成功,就將迴避長期以來圍繞人類胚胎使用問題的倫理爭論,被認為是干細胞研究領域的一項重大突破。
陳學進說,「如果這項工作能成功,治療性克隆就不用搞了,」但是他認為,「研究都是有延續性的,只有不斷地嘗試,才有可能有重大突破。」