Cavicchioli新发现杂志1月24日

研究人员已经成功培育出半人半猪胚胎，向动物器官制造迈出了第一步。但把动物当作器官工厂，这样的做法没问题吗？

真是难以置信：通过将人类细胞注入猪胚胎，美国索尔克生物研究所的生物学家首次培育出了半人半猪胚胎！

注入了人工诱导的人类干细胞（上图圆形胚胎切片绿色部分）的4周大的猪胚胎

不过无需惊慌，这项工作并没有诞生所谓的“猪人”，因为4周后这些胚胎就被销毁了。

那么，这种实验的意义何在呢？是为了像赫伯特·乔治·威尔斯（）的著名小说《莫洛博士岛》中的疯狂科学家一样，创造出各种各样的兽人？为了让猪能用两只脚直立行走，以节省饲养空间？还是为了给它们装上手，可以更自如地进食？当然都不是。

莫洛博士岛

“我们的目标是创造一种用动物来培育人体器官的系统。”相关论文的第一作者吴军解释说，“之所以选择猪是因为它们的器官大小和人类差不多，运作方式也相同。”

他计划培育出具备某些人体“部件”的猪：这头长一个人肝，那头长一个人心，另一头长一对人肾……随后摘除这些猪造人体器官，并移植到人类身上。

成千上万条人命等待拯救

从猪身上摘取器官，或许听上去多少有些令人不快，但是它们的牺牲每年可以拯救成千上万条人命。

结果就是，人体器官异常紧缺！如果我们可以利用猪的身体，按需订制器官，这个问题或将迎刃而解。

“首先要证实人类细胞与猪细胞能够共存，以及能够共同培育出可存活的胚胎。”吴军接着说。为了寻求答案，研究人员在一些猪胚胎中植入了10个人类细胞。但并非任意10个细胞，而是寻常仅存在于胚胎中的干细胞。

从某种意义上说，它们是我们所有细胞之母，具有可不定向增殖的独特性质：一方面，这令单一的受精卵可以发育成有上亿细胞的人体；另一方面，它们能生出人体所需的各种类型（神经、肌肉、肠、皮肤……）的细胞。

“返老还童”的疗法

当然，我们不能通过破坏人类胚胎来获取这些具有超能力的细胞。

幸运的是，2006年起我们就掌握了在实验室中通过任何“成体”细胞（例如皮肤细胞）制造干细胞的技术。

通过将成体细胞浸入一种包含不同化学成分的液体中，我们可以使之“返老还童”，恢复胚胎细胞的面貌和特性。研究人员正是把这些被称为诱导多能干细胞（通常简写为iPS细胞或iPSC）的人工干细胞注入猪胚胎中，培育出了“嵌合体”胚胎，并植入母猪体内。

猪胚泡被注入人类细胞的图像。

实验结果如何呢？在培育出的1500个嵌合体胚胎中，只有186个存活下来。总体而言，它们的个头要略小于正常指标。但是存活下来的所有胚胎都含有人类细胞，人类细胞和猪细胞的比例为1:100000——鉴于一开始植入猪胚胎中的人类干细胞数量就极少，所以这个比例也不算低了。

人类细胞四散分布于胚胎多个部位：将来形成肝脏、肾脏、脑抑或心脏的胚层中皆有其踪迹。这一结果也向研究人员证实了获取半人半猪胚胎的可行性。

但这还仅仅是第一步。

如果想要在动物身上成功培育出人体器官，必须能够引导嵌合体发育，使之制造出所需的仅含有人类细胞的器官。

你觉得不可能？然而，科学家已经找到了能令美梦成真的技术。日本东京大学的一些研究人员已成功地在一只大鼠身上推动了小鼠胰腺的正常生长。

为了完成这一壮举，他们首先抑制了指导胰腺发育的基因，创造出无法形成胰腺的大鼠胚胎，然后在这些胚胎中注入能正常长出胰腺的小鼠的iPS细胞，寄望于这些干细胞能占据留出的“空位”。

而事情的发展也正如研究人员所希望的：被植入雌性大鼠体内的嵌合体胚胎正常发育并降生，只是这些大鼠幼崽的胰腺全部都由小鼠细胞组成！

造一个器官只需一年出头

日本生物学家并没有浅尝辄止：他们摘除了嵌合体大鼠的部分胰腺，并移植到一些患有糖尿病的小鼠身上。结果那些小鼠都痊愈了！

如果我们能在猪身上用人类细胞如法炮制，那将是多么激动人心的事！可能只需要提取等待器官移植的病人身上的一些皮肤细胞，将它们转变成iPS细胞后注入猪胚胎中就行。4个月后，携带人体器官的猪仔就会出生。

要知道一头猪成年仅需9个月，换言之遵循此方法总共只用等上一年多的时间，便能获得大小合适的备用器官。而一般情况下要等到一个可移植的肾脏可能需要4年之久！

这些猪造器官的巨大优势在于可以利用病人自身的细胞来培育，这将大幅提升移植的成功率。事实上，当人体植入他人的器官时，人体的防御系统会默认它为外来者，并试图排除它（排异反应）。

为了解决这个问题，接受器官移植的人必须终身服用抗排异药。这种治疗方法可能对健康有害，甚至会降低人体自身免疫力，导致更易出现感染，甚至患上癌症……

长着人脑的猪？

但是这种挑战巨大的技术真的能进入日常生活吗？技术层面上，研究人员认为是可行的，虽然还有很多工作要做。只是，这类操作涉及诸多伦理问题。

首先，它改变了一个物种。一头长着人心、人肺或人肾的猪还说得过去，但万一人类细胞构建出了猪的大脑……我们将获得一头长有人脑的动物！

这就不是一点点尴尬了：如果这头动物发育出接近人类的智能和情感，甚至能清醒意识到自身的遭遇呢？“为了规避这些风险，我们目前正在尝试研制无法转变成神经细胞的iPS细胞。”吴军解释说。

还有另外一个道德问题：我们是否有权培育仅仅作为器官供体的动物？如果有一天，技术水平允许我们培育出携带人类器官的动物，我们真的应该这样做吗？这是亟待当政者在接下来数年内回答的问题。

撰文LionelCavicchioli

编译唐恬恬