原創(chuàng) 界弟 醫(yī)學(xué)界

以后躺在移植手術(shù)臺另一側(cè)的會是“大師兄”嗎？

撰文 | 姜飛熊

近日，中美兩國科學(xué)家合作搞出了個大新聞——制作了史上第一批人猴嵌合體胚胎，通俗點說，就是把人類細(xì)胞注入猴子胚胎，試圖培養(yǎng)帶有人類細(xì)胞甚至長出人類器官的猴子。

中間為人—猴嵌合胚胎（紅色是人源細(xì)胞）/圖片來源：Cell Press

新聞一出，立刻登上《自然》網(wǎng)站（Nature）首頁，并引起了爭議。過去，其他人類與動物嵌合體的研究和支持政策一樣也引發(fā)過爭議，比如，“醫(yī)學(xué)界”曾經(jīng)報道過的來自日本的人類和大鼠的嵌合體……

Nature對此事的報導(dǎo)，在標(biāo)題中直接點出了其爭議性

盡管有爭議，研究也有積極的一面，研究者們認(rèn)為，這些研究可以給人類器官移植、試管嬰兒技術(shù)等醫(yī)學(xué)問題帶來幫助。

人猴嵌合體，到底是人還是猴？

Nature在相關(guān)報道中多次使用了hybrid（雜交）這個詞，但要注意，這種將人類多功能干細(xì)胞（ human pluripotent stem cells，hPSCs）注入動物胚胎培育出的嵌合體，并非傳統(tǒng)意義上的雜交和混血品種。

另一個被用于描述這類人和動物嵌合體的詞出現(xiàn)在Nature本次報道的副標(biāo)題中——chimaeras，中文稱“奇美拉”。這一名稱起源于古希臘神話，原本是一種獅子、山羊和蛇嵌合在一起的怪物，但在文化傳播和衍變過程中，也出現(xiàn)過人和動物的嵌合形態(tài)，比如新赫梯文明中的奇美拉，就有著人類腦袋。

卡爾凱美什的新赫梯奇美拉，展于安納托利亞文明博物館

當(dāng)然，這并不是說現(xiàn)在研究者所制造的嵌合體有這么夸張的造型。其實人類當(dāng)中也存在嵌合體“病例”，比如那個著名的“我在娘胎里吞掉了我的兄弟，兄弟剩下的部分只有睪丸，睪丸中精子的遺傳物質(zhì)來自兄弟，生下的孩子是兄弟的孩子”，就是一例人類嵌合體案例，當(dāng)事人在胚胎期和同為胚胎的兄弟發(fā)生嵌合，并吸收了自己的兄弟胚胎，但兄弟的生殖系統(tǒng)嵌合進(jìn)入當(dāng)事人身體，導(dǎo)致當(dāng)事人生出兄弟的孩子。

英國《獨立報》在報道這一案例時稱當(dāng)事人為“human chimera”

人和猴的嵌合體在理想中大約也是這個樣子?？傮w來說，猴還是猴，在理想狀態(tài)下，它可能長著人類的腎臟、肝臟之類的。當(dāng)然，這個讓猴子做人類器官精準(zhǔn)供體的情形，目前只存在于理論中。

現(xiàn)在的情況是，研究人員還不能認(rèn)定進(jìn)入猴胚胎的人類多功能干細(xì)胞具體去了哪里，這也是Nature在報道中質(zhì)疑的一點，倒不僅僅是這項研究做不到控制hPSCs在動物胚胎中具體發(fā)育為什么組織，此前日本采用大鼠胚胎的研究，美國采用豬胚胎的研究，同樣也無法做到控制hPSCs的具體分化和發(fā)育。

因此，與先前的研究一樣，因為不能控制人類源性細(xì)胞會去哪里、發(fā)育成什么，人類源性細(xì)胞進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)育的可能性依然存在，也依然是倫理學(xué)憂慮中的一項。只不過，由于技術(shù)限制，許多嵌合體研究走不到擔(dān)心“嵌合體長出人腦”這一步。

比如在這次使用猴胚胎細(xì)胞的研究中，研究者就提到，之所以采用猴胚胎進(jìn)行實驗，是由于在過去采用嚙齒目和豬的研究發(fā)現(xiàn)，與人類物種性質(zhì)相距更遠(yuǎn)的動物，人類多功能干細(xì)胞進(jìn)入其胚胎后，很難茁壯成長，因此才有了這次使用與人類同為靈長類的猴胚胎進(jìn)行嵌合體的實驗。

本次采用猴胚胎與人類多功能干細(xì)胞進(jìn)行嵌合體實驗的論文標(biāo)題

實際上，即便是與猴胚胎嵌合，“預(yù)后”效果依然受到了質(zhì)疑。不僅僅是我們依然無法控制hPSCs的去向和分化，甚至這樣的嵌合體胚胎的存活率依然有待提升。

在本次研究中，研究者們一共給132枚胚胎注射了hPSCs，這些胚胎自由發(fā)展，每個胚胎都分化出了不同的人類和猴細(xì)胞的狀況，到第11天時，132枚中的91枚胚胎存活，到17天時，僅剩12枚胚胎存活，至19天時，僅3枚碩果僅存。

此外，這批嵌合體胚胎的發(fā)育率與對照組非嵌合體（猴）胚胎相比，相對較差。下圖為從第8天起嵌合體胚胎的發(fā)育率與非嵌合體胚胎的對照，綠色線為嵌合體發(fā)育率數(shù)據(jù)，可以看到嵌合體發(fā)育率從第8天至19天，幾乎一直低于對照組。

論文中給出的發(fā)育率數(shù)據(jù)圖

面對這個數(shù)據(jù)，Nature在報道中表達(dá)了關(guān)注，西班牙生物發(fā)育學(xué)專家Alfonso Martinez Arias表示，希望看到更好的證據(jù)，他認(rèn)為這批嵌合體的發(fā)育狀況讓人懷疑，“發(fā)育到15天時存活胚胎的量已經(jīng)急劇下降，這說明這些胚胎病得相當(dāng)厲害?！辈贿^，這位專家對于使用靈長類研究本身就處于反對立場，他認(rèn)為使用牛、羊這類牲畜是倫理問題更少的更優(yōu)選擇。

不論如何，本次實驗的結(jié)果，已經(jīng)優(yōu)于過去使用豬與嚙齒目進(jìn)行的嵌合體實驗，2017年同樣發(fā)表于Cell的研究顯示，采用hPSCs注入豬胚胎形成的嵌合體中，人類源性細(xì)胞過少，也就是本次研究提到的由于種屬差異太大，人類多功能干細(xì)胞無法在豬胚胎中茁壯成長，使得這種嵌合體缺乏“實用”效果——也就是它絕大部分還是豬，人類的細(xì)胞少到不能分化成我們需要的器官。

在這次研究中，嵌合體當(dāng)中的人類源性細(xì)胞在分化過程中多集中在外胚層（EPI）和外胚間充質(zhì)（EXMC），人類源性細(xì)胞在人猴嵌合體中所占的數(shù)量優(yōu)于2017年人豬嵌合體的比重。

人類器官移植除了靠嵌合體，還有啥選擇？

目前人類器官移植的主要來源依然是人類之間的器官捐贈，只有極少數(shù)在試驗階段的組織器官，比如人工角膜，取得了一定的臨床進(jìn)展。

在臨床前期，動物器官的異種移植研究依然在外科專家的支持下熱切進(jìn)行。2018年，一群德國外科專家和研究者共同公布了迄今為止最成功的異種移植案例，在經(jīng)過多次失敗之后，他們成功讓狒狒在移植了經(jīng)過基因編輯的豬供體的心臟后存活了6個月——確切的說，在接受移植的5只狒狒中，有2只狒狒分別存活了182天和195天，之后進(jìn)行了安樂死——在此之前的最高記錄則是57天。在這個過程中，狒狒不僅需要服用免疫抑制劑來降低排異反應(yīng)，也需要有意的降低血壓讓豬心臟得以工作（豬血壓更低），同時還需要抑制豬心臟在狒狒體內(nèi)繼續(xù)長大，以及防止血栓形成。

2018年Nature發(fā)布的豬心臟移植于狒狒的流程示意圖

2018年成果發(fā)布當(dāng)時，研究者對外宣稱，如果能保障更好的動物供體，豬器官移植用于臨床在3年內(nèi)可以實現(xiàn)，如今，3年之期已到，豬器官移植于人的臨床試驗暫無消息。

使用嵌合體提供器官似乎成了下一個可期待的選擇。實際上，盡管目前的嵌合體研究提出了“將來可對器官移植產(chǎn)生幫助”這樣的選項，卻沒能對直接采用人類多功能干細(xì)胞在體外培養(yǎng)器官與在嵌合體內(nèi)培養(yǎng)器官進(jìn)行技術(shù)對照。

換言之，再生醫(yī)學(xué)研究界，是有“不從活體身上取器官”而是試圖直接在體外培養(yǎng)甚至在病灶處原地培養(yǎng)器官和組織的流派的?！巴饪剖中g(shù)做不好轉(zhuǎn)行去拿了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎”的外科“逃兵”山中伸彌教授所發(fā)明的誘導(dǎo)人類多功能干細(xì)胞技術(shù)，使干細(xì)胞研究擺脫了過去因為胚胎干細(xì)胞而深陷的倫理爭論，讓成人體細(xì)胞可以被誘導(dǎo)回干細(xì)胞狀態(tài)，再進(jìn)行有目標(biāo)的誘導(dǎo)分化，極大的推動了干細(xì)胞研究的臨床進(jìn)展。

2018年，Nature于官網(wǎng)報道了全球首批接受“再編輯”干細(xì)胞的帕金森患者的誕生。日本京都大學(xué)的干細(xì)胞專家使用事先從匿名捐贈者處獲得的皮膚細(xì)胞，將其誘導(dǎo)回干細(xì)胞狀態(tài)，再將這樣的干細(xì)胞誘導(dǎo)為可分泌多巴胺的神經(jīng)元。

之后，由京都大學(xué)的神經(jīng)外科醫(yī)生操刀，將這一共240萬神經(jīng)元植入帕金森患者腦中的12個關(guān)鍵部位，替代患病的神經(jīng)元，分泌多巴胺。第一名接受這一手術(shù)的患者為男性，50多歲，主治醫(yī)生稱其術(shù)后一個月預(yù)后良好，無不良反應(yīng)，他們打算對他進(jìn)行持續(xù)6個月的追蹤隨訪。首批進(jìn)行臨床試驗的患者一共7人，計劃于2年內(nèi)陸續(xù)完成手術(shù)。據(jù)京都大學(xué)研究者透露，技術(shù)上已經(jīng)可以使得這樣的移植不受排異反應(yīng)困擾，接受移植的患者甚至不需要使用自己的體細(xì)胞。

2018年京都大學(xué)當(dāng)年進(jìn)行臨床試驗的發(fā)布會報導(dǎo)，截圖來自science官網(wǎng)

這個臨床試驗事實上就是一種腦細(xì)胞的移植再生，它甚至跨越了“人獸嵌合體萬一長出人腦子”這樣的倫理困境，直接一步到位去嘗試“用人的細(xì)胞修復(fù)人的腦子”。

除了對腦細(xì)胞的再生研究，誘導(dǎo)分化人類多功能干細(xì)胞，試圖培養(yǎng)心肌細(xì)胞、腎臟細(xì)胞、肝臟細(xì)胞以及各種各樣其他組織器官的研究和試驗在此時此刻依然在進(jìn)行著。

而定向誘導(dǎo)分化的難題——也就是讓人類多功能干細(xì)胞按照我們的需求，分化為某種特定的組織器官而不是自由發(fā)揮——在人獸嵌合體中得到的解決，目前看來并不優(yōu)于上述臨床試驗和臨床前期研究中的水平。

不論如何，這些在不同軌道上奔跑的研究，都將為我們最終破解疾病困境出一份推動力。

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來源：醫(yī)學(xué)界

原標(biāo)題：《世界首例！人猴嵌合體在昆明存活19天，為何惹爭議？》

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