「人羊胚胎」培育成功，藉助其他動物培育人類器官將更進一步

隨著研究者們宣布含有人類細胞的綿羊胚胎培育成功，那些描繪在其他動物體內培育人類器官的科幻場景也逐漸變成了現實。

科學家們稱，在動物體內培育人類器官不僅能夠增加器官供應，還能夠利用基因編輯技術使器官與移植受體者的免疫系統更匹配。若使用患者自身細胞進行培養，甚至能夠完全消除排異反應發生的可能。

根據英國國家醫療服務系統（NHS）血液及移植部門的數據，2016 年約有 460 名患者在等待器官的期間死亡，同時那些接受了移植的患者也有部分會經歷器官排異。

「直到目前，那些最匹配的器官，除了來源自同卵雙生的情況外，都因為免疫系統的持續攻擊而無法長時間維持功能，」來自加州大學戴維斯分校、致力於使人類器官在其他物種體內生長的研究團隊成員 Pablo Ross 博士說。

Ross 補充說，如果人類器官在其他物種體內生長得以實現，那麼器官移植技術或許將能夠使人起死回生。

圖丨 2016 年，英國約有 460 名患者在等待可移植器官的期間死亡

來自克隆綿羊多莉誕生地羅斯林研究所（Roslin Institute）的動物生物技術學教授 Bruce Whitelaw 說，儘管距離真正在其他動物體內培育人類器官的目標還有很長的路要走，但目前這項最新研究「是開始探索綿羊是否能夠作為這一宏偉的『嵌合』工程的供給物種的重大一步。」

目前，直接將另一物種的器官移植給人類的異種器官移植仍是人類解決器官短缺的一種可行方法，不過，該方法所引發的排異反應仍然是醫療人員必須要面臨的嚴峻問題。

正因如此，科學家們一直在嘗試在一種物種體內培養另一物種的器官：經過努力，科學家們已經成功在小鼠體內培育出了大鼠胰腺。

不過最近，Ross 及他的同事在我們人類身上有重要突破：他們已經夠能將人類幹細胞植入早期豬胚胎中，大約每 10 萬個豬細胞中就會有 1 個是人類細胞。但受規則所限，這些嵌合體僅被允許發育 28 天。

如今，在近期於德克薩斯州奧斯汀舉行的美國科學促進大會上，研究團隊宣布他們製造出了一種類似的綿羊胚胎，具有更高的人類/動物細胞數比。「這些綿羊胚胎中每 1 萬個細胞里有 1 個是人類細胞，」Ross 說。

研究團隊稱，他們已經能夠利用基因編輯技術製造出無法發育出胰腺的豬胚胎和綿羊胚胎，下一步將主要攻克胰腺發育這一問題。他們希望植入此類胚胎的人類細胞能夠正常生長並替代缺失的器官。

研究團隊目前僅被允許將嵌合體胚胎最多培育 28 天，而嵌合綿羊胚胎被允許培育至 21 天。儘管可能已經足以用來觀察人類細胞植入基因編輯胚胎後缺失器官發育狀況，但研究團隊成員、來自斯坦福大學的 Hiro Nakauchi 博士稱，長至 70 天左右的實驗周期會更具有說服力，只是這必須要有機構審查委員會的額外批准。

然而，Ross 說，如果使用這種方法，那麼人類/動物細胞數比至少應該在 1% 以上，而不是現在的萬分之一，這意味著仍然需要做大量的工作來使人類細胞在嵌合體內的比例增高。

Ross 補充了幾個使用綿羊胚胎的優勢，其中包括它們能夠應用簡單的體外受精技術培育而成，並且需要植入成年綿羊子宮所需的胚胎數量更少，這意味著整個實驗所需的胚胎更少。

「我們一般給每個受體豬植入 50 個胚胎，」Ross 說。「給綿羊我們只需要每個受體植入 4 個胚胎。」

綿羊與我們一樣，具有功能明確的器官——例如心臟和肺，並且實驗證明它們的胚胎能夠與山羊胚胎嵌合，生出「山綿羊」。與豬一樣，綿羊的器官尺寸適合人體。

以豬為對象的研究仍然在進行，Ross 說，他們注意到豬具有其他優點，包括發育速度及每次生產的幼崽數量更多，這意味著更少的動物能產生更多的實驗數據。

然而倫理方面的憂慮比比皆是，就比如嵌合體是否能夠發育出像人類一樣的大腦和思維就值得擔憂。

「我也有同樣的擔憂，」Ross 說，為此研究團隊正在關注嵌合體中人類細胞的最終發育方向。「如果我們的實驗結果表明人類細胞最終會因此而產生了動物的腦袋，我們將永遠不會再繼續研究。」他說。

Nakauchi 對於人類終將能夠獲得從動物體內發育的器官保持樂觀。「這可能會需要 5 年，甚至 10 年，但我堅信最終我們會做到的，」他說。

Nakauchi 同時也認為那些表示擔憂的觀點並不重要：「目前人類細胞的分布少之又少。根本不可能會生出長著人臉或者人腦的豬，」他說。「我們已經發表了幾篇表明我們具有鎖定目標區域的能力，所以我們能夠避免人類細胞分化出大腦或生殖腺。」

其他潛在問題，包括動物體內的病毒的 DNA 可能將感染人類細胞，以及人類器官可能會具有由宿主動物細胞組成的血管。「這樣的器官一旦移植入人體將會引起免疫系統的排斥反應——很可能將會屬於超急性排異反應，」來自英國弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）的幹細胞生物學及發育遺傳學部的負責人 Robin Lovell-Badge 說。

然而，近期在基因編輯技術方面的進展使科學家們獲得不攜帶病毒的豬崽們成為可能，一定程度上為此類研究鋪平道路，同時 Ross 指出在進行器官移植後人類細胞或許能夠取代殘存的宿主動物細胞。

最近，美國國家衛生研究院 (National Institutes of Health) 暫停了對這項研究的經費投入，然而通過一系列審查過程，暫停將可能被取消。在英國的科學家們必須向內政部申請進行此類研究的許可。