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人猴嵌合体可以研究,但命运多舛

来源:光明网2021-12-03 16:20
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  作者:张田勘

  近日,人猴嵌合体引发持续争议,4月15日,中国昆明理工大学和美国索尔克生物研究所的中外科学家团队在《细胞》上发表论文,宣布构建了世界上首个人-猴嵌合体胚胎,也就是同时具有人源细胞和猴源细胞的胚胎。

  最具争议的解读是,有人认为这是“人猴杂交”,但事实上并非如此。杂交是两个物种的生殖细胞的DNA交融并产生新物种。但人-猴嵌合胚胎是把人干细胞注入猴子囊胚中形成嵌合体模型,使部分人干细胞生存于猴子体内。研究人员创造人和动物的嵌合体的目的是治病救人,主要是用于器官移植。

  全球每年约有200万人亟待器官移植拯救生命,目前供体器官的主要来源仍然是来自人们生前遗嘱捐献器官,因此供体器官一直匮乏。很多病人都在等待供体器官的过程中去世,留下巨大遗憾。

  除了同种器官外,研究人员也在考虑用其他方式拓宽供体器官来源,以拯救生命,如研发类器官和异种嵌合体,就是让动物身上长出可供移植的人类器官。而且,这也是人类一直想突破的一个重要路径。从这个意义上看,研究人和动物的嵌合体当然有意义。

  具体到人-猴嵌合体胚胎,虽然离实用还有十万八千里,目前也看到了一些有意义的进展。一是此次的人-猴嵌合体胚胎存活了20天,是目前猴子胚胎体外培养能达到的极限时长,有了这个基础,也为以后孕育真正的胚胎以获取器官供移植奠定了一定基础。

  此外,人-猴嵌合体胚胎相比于过去的其他人与动物的嵌合体有了更大的突破。此前,科学家已经培养出了人-猪和人-鼠的嵌合体胚胎,但这些胚胎的嵌合效率很低,人源细胞含量也极少。即便人-猪胚胎孕育成猪并可以获取器官,也难以移植,因为人源细胞少,会导致排异性很大,这样的器官在本质上还是一种异种器官。而嵌合体的目的就是要培养一种与人类似的半同种或大部分同种器官,以减少免疫排异反应,并保证能执行正常的器官功能。

  此次的人-猴嵌合体胚胎嵌合效率大概在4%左右,远远超过之前的人-猪嵌合胚胎。这也意味着,一旦可以孕育这样的人-猴物种,其器官与人类的同源性就更接近,或许能真正起到拯救生命的目的。

  此次的人-猴嵌合体胚胎的另一个进展是,研究人员将人扩展多能性干细胞(人EPS细胞)注射到超过150个食蟹猴的早期囊胚中,在存活最长的20天的3个嵌合胚胎中发现嵌合体胚胎已经进入了原肠发育时期,也就是囊胚开始出现外胚层、中胚层和内胚层的分化。在外、中、内3个胚层中,都观察到了嵌合现象。由于胚胎中维持了较高比例的人类细胞,而且这些人类细胞已开始分化成不同的细胞类型,也意味着可以进一步发育成不同的器官。因此,人兽嵌合体可能培育成功。这个进展也为培育人-猪嵌合体提供了经验和线索。通过分析和总结胚胎发育过程相关的细胞信号通路和分子机制,可以借鉴并应用于人-猪和人与其他远缘物种胚胎的嵌合度,以及提高生存率。

  无论是人-猴还是人-猪嵌合体长成后,其器官的使用也可能有诸多风险和困难。在技术上最大的难关是,能否避免免疫排异。即人类主要组织相容性复合体抗原(MHC),也即人白细胞表面抗原(HLA)配型。人和动物嵌合体长成后,如果要摘取器官供移植,当然也要进行抗原匹配检测,但是,这种匹配显然比同种异体的人体器官要困难。

  如果人-猴或人-猪嵌合体动物产生了,它们的器官是否能够被批准移植到病人体内,也面临困境。这主要是要解决两个问题,人兽嵌体的器官会不会造成新的疾病,会不会造成人与动物的DNA交换并产生遗传问题,进而影响到人的生殖、生育和生命演化。

  以上这些问题都是需要认真考虑的。(张田勘)

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