體細胞克隆猴在中國誕生，我們離克隆人還有多遠?

出品| 網易新聞

作者| 鴻鵠，科技愛好者

　　在中國四大名著之一的《西遊記》中，主人公孫悟空除了七十二變之外，還有一項技能羨煞旁人，那就是從身上拔幾根猴毛便能變幻出好多小猴子來。

　　如今，這一富有神話色彩的技能，在中國科學家手中變為現實，2017年11月27日，世界上首個體細胞克隆猴在上海誕生，隨後，12月5日，第二個體細胞克隆猴再次順利誕生，這標誌著中國在該技術上成功領跑全球。

（克隆猴「中中」和「華華」）

（一）克隆猴是怎樣誕生的？

　　哺乳動物都是由受精卵發育而來，在卵細胞受精以後，會開始分裂增殖形成胚胎，此時組成胚胎的都是未成熟的細胞，這些細胞具有發育為成熟有機體中所有類型細胞的能力，也被稱之為多功能幹細胞。

　　隨著胚胎的進一步發育，這些多功能幹細胞會進一步分化形成神經細胞、肌肉細胞以及其他所有種類的細胞，用於承擔生命體的多種特殊機能。這些成熟之後的細胞如果想要回歸到受精卵和幹細胞那種未成熟、多能性的狀態，需要外界特殊的環境和刺激。

　　而體細胞克隆就是人為地去完成這一逆過程，將高度分化的體細胞逆向地回撥到具有發育成完整個體的全能性細胞的狀態，科學家將這一過程定義為「細胞重編程」。

　　以21年前「多利」羊的誕生為例，科學家們首先把從母羊A獲取的卵子細胞的細胞核摘除，然後從母羊B的乳腺細胞中分離出細胞核，並將該細胞核移植到被摘除細胞核的母羊A的卵子細胞中，使之融合，融合後的新細胞通過特殊的技術手段刺激，使其變成與受精卵一樣，在體外培育成胚胎，最後，將胚胎移植到代孕的母羊C子宮內，讓其產出克隆羊。

　　（克隆羊的誕生過程）

　　（A：培養皿中的成纖維細胞，取自母猴胎兒；B、C：把染色體從卵母細胞中取出；D：用激光在卵母細胞壁劃一道口子讓體細胞能進去；E：注射體細胞；F：體細胞成功注入卵母細胞體內；G：檢查體細胞與去核的卵母細胞融合情況；H：過1-2小時用離子黴素和6-dimethylaminopurine激活合成的細胞，可見單核的晶胚；I->K:I/D/T/K助長晶胚）

　　克隆猴的誕生過程與克隆「多利」羊是一樣的，如上圖，在試管中完成所示諸多步驟之後，將晶胚放入代孕的母猴子宮內，經過140-150天左右，克隆猴經剖腹產就出世了。

　　雖然本次克隆猴使用到的技術與21年前克隆羊類似，但由於克隆的動物不同，處理過程的細節也會產生差異，這差異就是導致克隆猴費勁的根本原因了。

（二）靈長類克隆難度為什麼大？

　　「多利」羊克隆成功後的這二十多年裡，諸如實驗中使用的小鼠、大鼠、兔，其他大型家畜如牛、馬、豬等也都陸續克隆成功。

　　而在與人類最相近的非人靈長類動物體細胞克隆方面，國內外卻一直沒有突破性進展，甚至美國匹茲堡大學醫學院的研究人員在權威學術期刊《科學》上直接宣稱用現有技術克隆靈長類動物「是行不通的」。靈長類動物的克隆為什麼這麼難呢？我們還得從克隆技術本身談起。

　　上面我們已經講到，克隆中採用的是無核卵細胞與體細胞核融合形成的融合細胞，而不是直接使用體細胞完成實驗，這樣做的原因之一就是卵母細胞中含有最多的能促進細胞重編程的物質，也就是說目前的體細胞克隆技術只有利用卵母細胞，才能讓一個單細胞最終發育成一個完整的生物個體（用卵母細胞才能使體細胞的重編程效果最好）。

　　因此，取核和細胞融合的過程必不可少。融合後也僅是完成了體細胞克隆，組成胚胎的第一個關鍵節點，之後還需要將胚胎激活，然後再啟動核基因組，最後把胚胎放在子宮，讓其著床發育成個體。

　　該技術的第一個難點來自於胚胎構建過程中的卵母細胞取核。作為受體的卵細胞，如果不將其內部原有的細胞核去除乾淨，在融合體細胞的細胞核這個「外來戶」之後就會產生衝突，後續的環節也就無從談起。

　　而猴的卵細胞細胞核不易識別，「去核」難度大，只能依靠實驗人員的反覆練習，才能在保證卵細胞損耗最小的情況下，又快又好地完成「去核」工作。

　　這一步的難點是找到合適的調節劑，在合適的時機「喚醒」卵細胞。這一次，中國的科學家正是用H3K9me3去甲基化酶Kdm4處理後，成功地把囊胚率升到45%，優質胚胎率升高到29%，為後續的克隆步驟打下了重要的基礎。

　　（非人靈長類體細胞克隆歷史）

　　此外，已分化的猴細胞核對發育成為完整個體有抗性，需要打開、關閉抑制胚胎髮育的基因，來完成融合細胞到囊胚的發育過程，也就是所謂的激活過程，這過程中需要引入表觀遺傳調節劑。

　　包括人在內的靈長類動物，在四細胞階段通過施加上述激活信號，細胞（受精卵）就會卵裂，在這之後，則需要啟動正常的核基因組，才能完成後續的發育，否則胚胎也就只能停留在較低的發育階段。即使完成了從四細胞到八細胞的成功跨越，後面也仍然存在多種因素會阻礙體細胞克隆胚胎的繼續發育，所以，科學家需要採取多種手段去為克隆胚胎「保駕護航」。

　　在此之前，最接近成功的一次實驗是美國俄勒岡靈長類研究中心在2010年成功移植了克隆猴胚胎，但胚胎髮育至81天時以流產告終，而猴子的懷孕周期是160天，稱得上是「半途而廢」了。

　　雖然這項技術本身不是開天闢地的新技術，但中國科學家把每個環節都做到了現今技術下最近乎完美的程度，讓非人靈長類動物體細胞克隆技術第一次取得成功，也是非常不容易的。

（三）克隆猴有什麼價值？

　　做過實驗的都知道，當我們需要去研究某一特定因素對一個對象的影響和處理效應或意義時，往往會設置一組對照實驗，對照組與實驗組除了對試驗所要求研究因素或操作處理外，其他因素都保持一致，並把實驗結果進行比較，這一思想被稱為「控制變數」。

　　由於實驗組與對照組無關變數影響是相等、平衡的，故實驗組與對照組兩者之差異，則可認定為是來自所研究變數的效果，以此來說明問題。

　　科學家在研究生命科學問題，比如找出致病基因或評估藥物是否有效時，都需要進行類似的對照實驗操作。

　　（新葯研究過程中，動物實驗和人類實驗需耗費大量時間和財力）

　　例如，以往的實驗中，往往會用小白鼠或者小兔子進行前期的實驗研究，再進行臨床研究。究其原因，就是小白鼠和小白兔可通過快速近親繁殖，培育出大量差異性較小的個體，這樣才能保證對照實驗更有可信度。

　　不過，小白鼠和小白兔和人類相距太遠，從動物實驗到臨床實驗，即便與人類只有6-10%的基因差異，也往往會產生很大的偏差，因而除去人類本身之外，最適合作為動物實驗樣本的就是與人類最相近的獼猴等非人靈長類動物。

　　然而，獼猴的繁殖周期很長，而且個體之間差異很大，不同遺傳背景的動物樣本差異無法忽略不計，容易對實驗產生影響。

　　而克隆猴完全可以說是遺傳背景相同的，因為它們使用同一批次培育出的體外細胞的細胞核來進行克隆，來自同一供體的細胞核意味著相同的遺傳信息，也就代表著個體間的差異基本被消除了。

　　因此克隆猴實驗成功的意義不僅在於這項實驗本身，更在於其後蘊含的巨大的經濟價值。

　　未來如果採用了體細胞克隆猴技術，科研人員只需要使用很少數量的克隆猴，就有可能完成很有效的藥物篩選，這將有望讓一些倫理爭議得到某種程度的「化解」。而且，一旦我們做出具有自己專利的動物模型，在相關疾病和藥物的研究上，將擁有自主的話語權，通過對於動物模型的限制出口，我們能夠主導特定類型疾病的研究並建立行業標準，這將會帶來巨大的經濟利益。

（四）克隆猴之後做什麼？

　　體細胞克隆猴技術的突破，意味著從技術上克隆人已經觸手可及，因為非人靈長類動物與人類基因有著98-99%的相似程度。這也難怪大眾會有諸如「克隆猴都出來了，克隆人還遠嗎」、「接下來科學家是不是要克隆人」之類的疑問。

　　不過負責相關研究的科學家已經明確表示並不會考慮對人類進行相關克隆研究，這項工作的目的本質上是為了提高人類健康、研究腦科學基本問題服務的。

　　其實，按照人類科技發展的規律來看，這一技術遲早會突破，甚至有可能在未來幾年內就可以做到。對於宗教而言，這是絕對的禁忌，而對人類社會而言，這似乎也違背了倫理綱常。

　　如何去看待克隆人的身份，他們是否擁有正常人同等的權利等等，這些問題可能會割裂社會，造成社會的失控、崩潰。

　　（電影逃出克隆島劇照）

　　有爭論並非壞事，它能讓人們更加理性地面對科學的發展，爭論的過程也有利於讓人們找到解決相關問題的科學方法。

　　我們希望克隆技術可以造福全人類，因而對於技術本身，沒有必要心存焦慮。目前各國政府，都表示明確的禁止克隆技術應用於人類，而克隆技術本身涉及的技術難度很大，獨立的科學研發很難，各國的克隆技術研究，或多或少都有政府的支持，因此政府在這一過程中也需要把好關，避免該技術的濫用，導致嚴重的道德危機。

結語

　　任何科學技術都是雙刃劍，可能為人類帶來極大方便，也可能使我們走向滅亡的深淵，因此，任何技術的使用都需要在人類的約束下，做出正確的選擇。

　　克隆技術本身並沒有對錯，決定其對錯的是使用技術的人和使用方式。

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編輯| 史文慧

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