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人-动物嵌合体:科学怪胎还是人类希望?

  新闻背景:2019年7月26日,日本政府批准了东京大学与斯坦福大学双聘的Hiromitsu Nakauchi(中内启光)博士开展人与动物嵌合体胚胎实验。2019年3月初日本文部科学省发布新的“关于特定胚胎的处理方针”规则,解除了之前人-动物嵌合胚胎不得生长超过14天的限制,从而为研究人-动物嵌合胚胎乃至嵌合成体动物提供了法理支持。此次的实验批准是对该规则的一次实践,有可能为人-动物嵌合体的研究和应用带来很多新的动向。(参考:https://www.nature.com/articles/d41586-019-02275-3)

  世界上有成千上万的病人需要移植器官进行治疗,目前移植用的器官在文明国家如我国由公民自愿捐献,不能强制任何人包括死囚提供器官。不幸的是,可用的器官数与等待移植的人数之间存在着巨大的差额。如我国每年有接近100万人(根据互联网查询结果预估,可能不准确;参考http://www.cotdf.org/)等待器官移植,但是只有约1万人可以得到治疗;美国有约11万人(https://www.organdonor.gov/statistics-stories/statistics.html#glance)等待器官移植,但也只3.6万人左右可以得到治疗。为了解救病人,科学家必须创造新的方法获取器官,人-动物嵌合体的研究正是在这一大背景下所产生。

  人-动物嵌合体生产人类器官的设计

  由于诸多技术障碍,目前人-动物嵌合体生产人类器官还停留在理论阶段。以生产可以用于治疗糖尿病的胰脏为例(图一),科学家们设想以与人的大小和代谢都比较接近的猪作为载体,首先敲除掉对于胰脏发育至关重要的基因如Pdx1, 然后在Pdx1基因敲除的猪胚胎的囊胚时期,注入人源的胚胎干细胞或者直接来源于将要被治疗的病人的诱导多能干细胞,然后将囊胚移植到代孕猪中,发育并生产。由于基因敲除的猪胚胎不能形成胰脏,因此生产出来的猪中的胰脏细胞主要来源于人的干细胞,达到了制备人类器官的目的。如果该项技术得以实现,那么人类就可以通过获取培养的猪的器官来为病人进行治疗。当然猪也可能被换成其他动物,这些都还是在研究之中。人类已经有了几千年的消费牲畜的历史,表面上看,获取工程化的猪或其它动物的器官应该也不会招致重大的反对。

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