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在《伊利亚特》中,希腊诗人荷马描述了一种居住在小亚细亚的可怕野兽,一种被称为奇美拉的野兽。这只凶猛的动物有狮子的头,山羊的身体和蛇的尾巴,据说它还会喷火。
这个神话中的奇美拉已经被留在了传说中。但是今天的科学家正在制造他们自己的嵌合体,将来自多个物种的细胞混合在一个动物体内。
最近有消息称,一组研究人员在食蟹猴发育的早期阶段将人类干细胞插入食蟹猴胚胎,从而创造出了人猴嵌合体,这一术语再次出现。这些胚胎从未被植入子宫,也不允许完全发育,它们生长成含有人类和猴子细胞的混合物。
嵌合体重新引发了长达数十年的关于创造这种生物的伦理问题的争论。虽然创造不止一个物种的动物在科学和医学上都有优势,但一些科学家指出,我们对嵌合体的发育和行为的理解仍在不断加深,这是我们谨慎行事的理由。而创造混合物种,特别是那些涉及人类细胞的物种,带来了令人担忧的伦理难题,我们仍然没有简单的答案。
在实验室制造嵌合体
将一个物种的细胞植入另一个物种的实验实际上可以追溯到几十年前。早在20世纪60年代,科学家就试图在鹌鹑和鸡之间杂交,1973年,其他研究人员报道了第一个鼠-鼠嵌合体。
嵌合体是将一种动物(相同或不同物种)的细胞置于另一种动物体内而形成的。这与来自两个不同物种的动物彼此交配而产生的杂交种或由同一受精卵的不同细胞组成的基因马赛克不同。
在小鼠-大鼠嵌合体实验中,科学家们将一只发育中的大鼠的细胞放置在小鼠胚胎的最早期阶段,称为胚泡。随着胚胎的生长和发育,这两个物种的细胞分裂和混合,形成了一种既有小鼠又有大鼠基因的动物。其他实验已经创造了两种牛的嵌合体,以及绵羊-山羊嵌合体。科学家发现,从进化上彼此接近的物种,如小鼠和大鼠,或人类和猴子,制造嵌合体要容易得多。
尽管如此,一些将人类细胞移植到其他生物身上的实验还是取得了有限的成功。例如,2013年,研究人员将人脑细胞置于新生小鼠的大脑中。这些老鼠不仅存活了下来,而且在标准认知测试中表现得比普通老鼠更好。
今天,制造嵌合体的科学家通常依靠干细胞。在胚胎发育的早期,胚胎由多能干细胞组成,这些细胞可以继续分化成为体内的任何细胞。利用多能干细胞,科学家可以在胚胎发育的早期阶段将新细胞植入胚胎中。
这就是研究人员在猴子-人类嵌合体实验中所做的。他们取了132个猴囊胚,分别注射了25个人类多能干细胞。然后,他们让胚胎在实验室里发育大约20天。对胚胎进行的基因测试显示,所有132个胚胎中都有人类细胞,这意味着来自人类和猴子的细胞都在其中生长。大多数胚胎没有存活下来——100多个胚胎存活了10天,只有3个在19天后存活。仍然含有人类细胞的胚胎也随着时间的推移而减少,到第13天时,总数约为三分之一。但研究结果表明,在实验室里制造人-猴嵌合体是可能的,这为未来的研究打开了大门。
为什么我们要混合物种?
嵌合体不可避免地会被拿来与《弗兰肯斯坦》、《变种人》和一系列其他科幻小说创作进行比较。但如今这种物种模糊的生物在现实远没有那么令人兴奋。大多数嵌合体是由彼此关系密切的物种组成的,这个过程并没有赋予它们特殊的特征。今天所做的大部分工作都集中在创造更好的动物模型,以研究药物和疾病,或推进器官移植的研究。
如今,老鼠被用来研究各种各样的人类状况。但是,尽管老鼠模型用途广泛,但它不能始终忠实地复制人类的条件。今天的研究人员有时会将人类的特定基因插入小鼠体内,使其成为针对特定条件的更好模型。但是,创造由人类和小鼠基因真正混合而成的小鼠-人类嵌合体将使小鼠成为更好的医学研究工具。这可能加速医学研究,有可能促进衰弱疾病的新疗法。
今天,科学家们也在研究利用动物器官移植到人体中,称为异种移植。例如,转基因猪的器官有一天可以用于人类。但是,从一个物种获取器官并将其放入另一个物种存在许多障碍,例如一个身体排斥的可能性。嵌合体可以让医生在动物体内完全生长出人体器官进行移植。在实现这一可能性的第一步中,科学家于2010年在老鼠体内培育了一个大鼠胰腺。

伦理问题迫在眉睫
将人类干细胞插入动物胚泡以产生嵌合体意味着随着动物的发育,这些细胞可能会成为许多不同组织和器官系统的一部分。这种嵌合细胞广泛整合的后果目前尚不清楚。但可以想象的是,其中一些细胞最终可能是神经细胞或生殖细胞。我们似乎会以不同的方式看待一只拥有人类大脑或生殖细胞的动物,而不是一只拥有人类肝细胞的动物。在这些情况下,“人性化”的伦理开始变得更有意义。
对于我们应该如何看待已经变得更人性化的动物,目前几乎没有共识。他们是否应该获得额外的权利?在嵌合动物中,人类和非人类之间有明确的界限吗?科学家和整个社会仍然需要回答这样的问题。
目前,科学家还没有能力制造出真正的人类-动物嵌合体,只有有限的能力制造出其他物种的嵌合体。鉴于所涉及的问题,目前尚不清楚这一问题的研究进展有多快。但与传说中会喷火的奇美拉不同,今天的嵌合体无疑是真实的。