人獸嵌合體正在孕育中：等待器官移植的患者或許可以定製器官

將一個物種的細胞注入另一個物種的胚胎，所創造出來的混合物種，即為嵌合體。從左到右：普通小鼠、含有大鼠細胞的小鼠、含有小鼠細胞的大鼠、大白鼠

儘管美國最高衛生機構出台了資助禁令，但該國的一些研究中心還是我行我素，試圖在豬和綿羊體內培育人體組織，目標是製造可用於移植的心臟、肝臟或其他器官。

在家畜體內培育器官一直受到倫理挑戰，因為這需要把人體細胞注入到動物胚胎中，會模糊物種之間的界線。

去年9月，美國國家衛生研究院（National Institutes of Health）廢止了早前的一項政策，宣布暫停對涉及「人與非人動物嵌合體」的研究提供支持，待對該領域研究的科學和社會意涵做進一步評估後再決定。該機構在一份聲明中表示，擔心動物有了人體腦細胞後，它們的「認知狀態」可能會發生變化。在獲知一些科學家開始依靠其他資金來源——比如加利福尼亞州的幹細胞研究機構——開展此類實驗後，美國國家衛生研究院採取了這一行動。

人與非人動物嵌合體的培育需要將人體幹細胞注入幾天大的動物胚胎中，然後在母畜體內孕育。基於對加利福尼亞州兩個團隊和明尼蘇達州一個團隊的採訪，TR君估計，在過去的12月裡，美國研究機構共培育了大約20只懷有豬與人或綿羊與人嵌合體的母畜，但到目前為止，尚未有關於這項工作的科學論文發表，而這些動物也都沒有生產。

去年11月，應美國國家衛生研究院的要求，部分研究進度在該機構于馬里蘭州召開的研討會上予以披露。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）展示了一些未公開數據，涉及十余只包含人體細胞的豬胚胎，而明尼蘇達大學（University of Minnesota）的一名研究人員則提供了一隻62天大的豬胚胎的照片，注入的人體細胞似乎改變了它的眼部先天性缺陷。

這些實驗依賴於各種尖端技術，其中就包括近期取得突破的幹細胞生物技術和基因編輯技術等。通過基因修飾，科學家現在可以輕鬆改變豬或綿羊胚胎中的DNA；這樣一來，它們在遺傳學上就無法形成某種特定的組織，然後，再在動物體內注入人體幹細胞。科學家希望，這些人體細胞能夠在動物體內生成缺失的器官，然後摘除用於移植手術。

「我們可以培育出沒有心髒的動物。我們已經通過基因工程製造出了沒有骨骼肌和血管的豬。」明尼蘇達大學人與非人動物嵌合體研究項目的負責人、心臟病學家丹尼爾·加里（Daniel Garry）說。

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胞，它們就可以正常發育。加里表示，他已經通過這種方式製造出了兩頭豬，而且最近還獲得了美國軍方140萬美元的資助。值得一提的是，美國軍方還資助了其他一些生物醫學研究項目，試圖在豬的體內培育人體心臟。

由於人與非人動物嵌合體可以為病人開闢新的器官移植通道，而且還能帶來基礎研究發現，所以加里等研究人員表示，他們不會考慮國家衛生研究院的立場，相反會繼續推進相關研究。11月，他和另外10名作者發表聯名信，批評國家衛生研究院對「研究進展造成了危險」，給他們的工作「帶來了負面影響」。

有一種擔心認為，這些動物在某些方面可能會變得像人一樣，比如擁有人體生殖細胞、人的毛髮或更高的智力。「雖然我們還沒有靠近『莫洛博士島』（The Island of Dr. Moreau，莫洛博士將島上的動物改造成『獸人』並組成社會——編者注），但科學發展日新月異。」國家衛生研究院倫理學家大衛·雷斯尼克（David Resnik）在該機構11月召開的會議上表示，「如果困在某個實驗室的高智力小鼠尖聲叫道『放我出去』，那麼後果會非常嚴重。」

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

將一個物種的細胞注入另一個物種的胚胎，所創造出來的混合物種，即為嵌合體。

中內啟光（Hiromitsu Nakauchi）

斯坦福大學幹細胞生物學家中內啟光（HiromitsuNakauchi）從今年開始嘗試培育人與綿羊的嵌合體。他表示，就目前的情況看，人體細胞對動物身體的影響相對較小。「如果人體細胞所占比例為0.5%，那麼培育出高智力豬或直立行走綿羊的可能性微乎其微。」他說，「但如果提高所占比例，比如提到高40%，那麼我們就得想辦法了。」

其他類型的人與非人動物嵌合體早已被廣泛用於科學研究，比如擁有人體免疫系統的「人化小鼠」。在小鼠出生後，將人體胎兒的一小部分肝臟和胸腺細胞（源於流產後的胎兒）注入其體內，就可以培育出這樣的動物。

新的研究走得更遠，因為它涉及到在動物胚胎開始形成時就注入人體細胞。要知道，在實驗室的器皿裡，這個階段的胚胎只不過是十幾個細胞。這個過程叫做「胚胎補償」（embryo complementation），其之所以重要，是因為人體細胞會增殖、分化，在發育過程中有可能影響動物身體的任何一個部位。

2010年還在日本工作時，中內表示，他可以通過胚胎補償技術，利用大鼠細胞培育出擁有胰腺的小鼠。「如果在嚙齒目動物身上能做到這一點，」他說，「那麼我們也可以培育出擁有人體器官的豬。」

雖然中內是明星科學家，但日本監管部門卻遲遲沒有批准他的嵌合體培育計劃，即批評者所謂的「豬人」計劃。於是，中內在2013年決定搬往美國，因為在人與非人動物嵌合體培育方面，美國聯邦法律並沒有限制。在加利福尼亞再生醫學研究所（California Institute of Regenerative Medicine）600萬美元資金的支持下，斯坦福大學將中內招至旗下。值得一提的是，加利福尼亞再生醫學研究所是一家州立機構，成立於十年前，目的就是為了避開華盛頓的政治干預。

雖然美國國家衛生研究院的資助禁令不會影響到中內，但卻會對研究人員造成壓力，因為他們需要解釋研究工作的目的。「我可以給你展示一些嵌合體。」中內上個月在斯坦福大學實驗室對我說。他打開了一個小房間的門，裡面擺放着保存有嵌合體胚胎的恆溫箱。對於早期胚胎，人的肉眼幾乎看不到，所以房間內配備裝有顯微操作針的特種顯微鏡，以便將人體細胞注入它們體內。

注入到胚胎中的人體細胞名為誘導性多功能幹細胞（iPS）。通過一項諾貝爾獲獎技術——該技術的開發者之一也是中內的日本同事，用皮膚或血液製造的幹細胞就可以轉化為多功能幹細胞。中內表示，為方便起見，其團隊注入動物胚胎的大多數iPS細胞都是由他自己的血液製造的，因為招募志願者的程序太過於繁瑣。

「如果將志願者的細胞注入動物體內，還需要特別許可。」他一臉窘迫地說道，「所以，我決定用我自己的。」

加州大學戴維斯分校（University ofCalifornia, Davis）實驗豬場的豬。科學家希望在這類動物體內培育人體器官。

生物學中的嵌合體一詞，源於希臘神話中的「客邁拉」——一種集獅子、羊和蛇等特徵于一體的生物。中內說，對於他培育的嵌合體，大多數人最初也都把它們想象成怪物，但只要給他解釋的機會，他相信人們的態度會發生變化。原因之一就是，如果他的iPS細胞在動物體內發育，那麼最後形成的組織實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定一隻嵌合體，而不用一年，動物體內的定製器官就可以摘除使用。「我不認為這會對社會造成什麼風險。」他說。

要想實現這一點，科學家需要證明人體細胞真的可以增殖，並會對家畜身體產生明顯影響。這是很有挑戰性的，因為不同於基因相近的大鼠和小鼠，人和豬有共同祖先還是近9000萬年前的事。

加州大學戴維斯分校獸醫師、發育生物學家帕布洛·羅斯（PabloRoss）說，為此，研究人員2014年決定讓家畜受孕懷有含人體細胞的胚胎。羅斯表示，在戴維斯分校實驗基地，他與索爾克研究所合作，讓6頭豬受孕懷有含人體細胞的胚胎，同時與中內合作，讓8到10只羊受孕懷有含人體細胞的胚胎。此外，他還表示，在美國之外，亦有36頭豬受孕懷有此類胚胎。

羅斯說，這些早期努力並不是為了製造器官，更多的是為了「確定培育人與非人動物嵌合體的理想條件」。戴維斯分校的研究是在經過三個不同的倫理委員會的評估後開始的，但即便如此，他說該校還是採取了謹慎的態度，將這些動物胚胎的發育時間限定在28天之內（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，但從發育狀態上，研究人員足以判斷人體細胞是否會對初生器官產生作用。

「我們沒有必要讓它們長得太大，因為那會引起更多爭議。」羅斯說，「我認為人體細胞在器官中所占的比例會很小，可能只有3%或5%。但如果這些細胞構成了100%的大腦，那該怎麼辦？如果發育後的胚胎與人非常相似，那該怎麼辦？我們不認為會出現這種情況，但沒有人做過這方面的實驗，所以也不排除這種可能性。」

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