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生命秘方:科學(xué)家試圖實(shí)驗(yàn)室培育人類精子和卵子
北京時(shí)間9月19日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,目前,科學(xué)家試圖在實(shí)驗(yàn)室里培育卵子和精子,未來能替代正常的人類生殖方式嗎? 我們暫時(shí)稱他為“B.D”先生,因?yàn)樗钠拮釉谒牟辉胁挥┛汀吧淇諛尅敝惺沁@樣描述的。幾年前,36歲的B.D先生知道自己患有精子缺乏癥(azoospermatic),這意味著他的身體根本不會(huì)產(chǎn)生精子。
目前,科學(xué)家試圖在實(shí)驗(yàn)室里培育卵子和精子,未來能替代正常的人類生殖方式嗎?
“人造配工”進(jìn)程不斷地加速,日本科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)器皿中使用老鼠尾部細(xì)胞培育卵細(xì)胞,然后生長成老鼠。
日本科學(xué)家將老鼠尾部細(xì)胞變成了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,之后發(fā)育成了卵子。這是人類歷史上第一次在體內(nèi)創(chuàng)造出人造卵子。用這些合成的卵子,他們培育了8只幼鼠。.
在最近一次的電話采訪中,我可以聽到他妻子的真實(shí)訴求?,F(xiàn)在她已35歲,面對(duì)一個(gè)沒有孩子的生活,她正面臨著一場(chǎng)可怕的倒計(jì)時(shí),她在自己的博客上寫道:“沒有孩子是我的命運(yùn),這是不可能的?!?div style="height:15px;">
迄今為止,B.D先生經(jīng)過了多年的藥物治療,服用維生素補(bǔ)充營養(yǎng),進(jìn)行大手術(shù),但是他很少有機(jī)會(huì)成為一位父親。2012年,B.D先生來到美國斯坦福大學(xué),一名技術(shù)人員對(duì)他進(jìn)行了皮膚穿孔,從他的肩膀上取下一小塊皮膚組織。使用一種叫做“重新編程”的技術(shù),他的皮膚細(xì)胞被轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞,這些皮膚細(xì)胞可以被轉(zhuǎn)化為能夠發(fā)育成不同類型人體細(xì)胞的干細(xì)胞。之后它們被植入一只老鼠的睪丸之中,這樣是否會(huì)培育成功精子細(xì)胞嗎?兩年之后,科學(xué)家宣布他們發(fā)現(xiàn)了原始人類生殖細(xì)胞的證據(jù),這一富有爭(zhēng)議的發(fā)現(xiàn)立即轟動(dòng)美國。
人造配子
B.D先生回憶稱,我在美國國家公共電臺(tái)上得知這一消息,非常震驚,這將為我生育孩子帶來了希望!
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的是從成年人普通細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能齊全的配子——精子或者卵子細(xì)胞。目前還沒有人能夠做到這一點(diǎn),但是科學(xué)家表示,他們即將證實(shí)其可能性。如果他們能在實(shí)驗(yàn)室里開發(fā)一種制造卵子和精子的技術(shù),那么許多人不孕不育的問題就可以得到解決。同時(shí),這項(xiàng)技術(shù)也具有一定負(fù)面影響,令人感到不安,雖然科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,但是這樣卻減少了人類自然生育后代,未來人類繁殖后代會(huì)成為實(shí)驗(yàn)室的一種程序化操作嗎?
這是顛覆性研究的一部分,涉及到細(xì)胞如何決定它們的命運(yùn),是成為一個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞,還是心肌細(xì)胞?從卵子受精的那一時(shí)刻開始,一系列的生化信號(hào)協(xié)調(diào)細(xì)胞分裂、生長以及分化。研究發(fā)育的生物學(xué)家的目標(biāo)是理解該過程的每一步,如果可以的話,將該過程復(fù)制到他們的實(shí)驗(yàn)室里。
在實(shí)驗(yàn)室里培育的任何一種細(xì)胞,都不會(huì)比精子和卵子產(chǎn)生更大的科學(xué)和社會(huì)影響。重新培育創(chuàng)造這些細(xì)胞將使科學(xué)家開始觸及一個(gè)秘密領(lǐng)域,這里人類正常的世代繁衍的聯(lián)系性并不存在。對(duì)B.D先生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的研究人員蕾妮·雷霍·派拉(Renee Reijo Pera)指出,還有什么比這更有趣的嗎?這項(xiàng)研究太令人驚奇了!我知道有人研究地球生命如何起源,或者有人研究宇宙邊緣,但是這些研究都不足以與精子和卵子結(jié)合發(fā)育成人類相媲美。我們長著兩個(gè)胳膊,兩條腿,這是非常精確的。
“人造配工”進(jìn)程不斷地加速,日本科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)器皿中使用老鼠尾部細(xì)胞培育卵細(xì)胞,然后生長成老鼠。之后中國科學(xué)家表示,現(xiàn)已確定制造出老鼠精子所需分子信號(hào)的精確序列。到目前為止,人類仍未發(fā)現(xiàn)能夠讓干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能性人類卵細(xì)胞或者精子的精確生物化學(xué)配方,人類皮膚細(xì)胞還不能變成真正意義的人類生殖細(xì)胞。但是許多科學(xué)家表示,這僅是一個(gè)時(shí)間問題,也許只需要一年或者兩年的時(shí)間,他們就會(huì)找到正確的方法。美國哈佛大學(xué)科學(xué)院院長、干細(xì)胞生物學(xué)家喬治·戴利(George Daley)說:“近期的科學(xué)進(jìn)展非常顯著,而且令人感到驚嘆!”
考慮到對(duì)生殖基本單位的控制,這項(xiàng)最新研究引起了企業(yè)家、法律專家、生物倫理學(xué)家和體外受精專家的關(guān)注。一些人認(rèn)為,人造配子可能是自1977年第一次嘗試試管受精以來最大的技術(shù)飛躍。因?yàn)榘┌Y、意外事故、年齡,以及遺傳因素等問題,當(dāng)前全球有數(shù)百萬人無法正常生育后代。B.D先生說:“基于這項(xiàng)最新研究,可以說只要你有皮膚,只要你還活著,那么你就擁有精子。”
然而,這項(xiàng)技術(shù)可能帶來社會(huì)破壞性的后果,女性生育孩子不再受年齡的限制,只要從人體上提取一些皮膚細(xì)胞就可以制造出卵細(xì)胞。如果實(shí)驗(yàn)室里可以培育出精子和卵子,為什么不可以一次性制造幾十個(gè)胚胎,測(cè)試最低疾病風(fēng)險(xiǎn)或者生育最高智商的嬰兒呢?
亨利·格里利(Henry Greely)是美國斯坦福大學(xué)最有影響力的生物倫理思想家之一,他認(rèn)為這種情況是極有可能發(fā)生的。2016年,在格里利編著的《性終結(jié)》中,預(yù)測(cè)一半的夫妻將在2040年停止自然生育后代,未來人們將通過使用皮膚或者血液合為基礎(chǔ),繁衍子孫后代。
其他人認(rèn)為這是可能的,甚至有可能在實(shí)驗(yàn)室里培育人造配子,通過基因工程消除疾病風(fēng)險(xiǎn),此外還有更多的想像空間。例如:科學(xué)家表示男性皮膚可用于培育卵子細(xì)胞,而女性皮膚則可用于培育精子細(xì)胞。后者較為困難,因?yàn)榕匀鄙資染色體,這一過程被稱為“性逆轉(zhuǎn)”,理論上可以允許兩個(gè)相同性別的人繁衍后代。之后格里利認(rèn)為,“父母歸一”——用他自己的精子和卵子產(chǎn)生自己的后代。這種怪異的可能性可能占據(jù)了各大媒體的顯著位置,目前最新進(jìn)展報(bào)道顯示,甚至有人認(rèn)為這種技術(shù)從好萊塢影星喬治·克魯尼(George Clooney)身體上偷幾根頭發(fā),從而能夠創(chuàng)建一個(gè)關(guān)于好萊塢影星的精子庫。
美國蒙大拿州立大學(xué)研究副主管蕾妮·雷霍·派拉(Renee Reijo Pera)認(rèn)為,像這樣的投機(jī)性炒作具有誤導(dǎo)性,是十分有害的。她說:“但我不認(rèn)為像體外配子是恐怖的事情,相反我看到的是因無法生育后代而陷入困境的人群,這項(xiàng)技術(shù)或?qū)Ыo他們福音?!?div style="height:15px;">
派拉表示自己對(duì)實(shí)驗(yàn)室制造出一個(gè)孩子,就能讓不孕不育者走出悲傷困境而感到置疑。她說:“我認(rèn)為這樣會(huì)使那些不孕不育的人感到悲傷,因?yàn)檎H藗兯龅木褪峭ㄟ^自然方式生育后代。也許是我思考得太過簡單,但是我認(rèn)為獲得健康孩子的方式還是應(yīng)當(dāng)讓兩個(gè)異性結(jié)合在一起,有葡萄酒和美味晚餐?!?div style="height:15px;">
重編程細(xì)胞
作為20世紀(jì)90年代的一名博士后研究員,派拉幫助研究了導(dǎo)致男性精子完全喪失功能的關(guān)鍵基因。這種被稱為DAZ的無精子基因非常有趣,因?yàn)樗鼈儍H存在于靈長類動(dòng)物體內(nèi),這意味著除了我們的雙手和智慧之外,在生殖后代方面人類具有獨(dú)特的細(xì)節(jié)特征。
科學(xué)家所面臨的問題是,許多這些細(xì)節(jié)都是隱藏在視線之外的??茖W(xué)家用于研究目的的胚胎僅能在實(shí)驗(yàn)室里存活14天,而之后則進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期,大約有40個(gè)細(xì)胞開始“神秘旅程”,它們朝向生殖腺嵴發(fā)育,也就是未來的卵巢或者睪丸組織。在這段旅程中,配子獲得了形成新生命的能力,但是科學(xué)家對(duì)該階段仍不是完全了解。
派拉有一個(gè)興趣愛好,就是重建這一過程是如何運(yùn)行的,在她的職業(yè)生涯早期,她被診斷出患有卵巢癌,這是一種被稱為“顆粒細(xì)胞腫瘤”的罕見疾病,該疾病導(dǎo)致她無法生育子女。就在派拉開始關(guān)注不育癥的相關(guān)醫(yī)療保健問題時(shí),一些人對(duì)她說:“哦,沒有什么關(guān)系,領(lǐng)養(yǎng)一個(gè)孩子很容易,這很容易做到,那樣也不會(huì)影響生活?!弊罱K她和丈夫決定從危地馬拉收養(yǎng)一個(gè)孩子。2006年,她開始學(xué)習(xí)西班牙語,在接受《新聞周刊》記者采訪時(shí),她表示自己即將成為一名母親,當(dāng)時(shí)她被評(píng)選為“美國最有影響力的20名女性之一”。然而隨后危地馬拉停止允許外國人收養(yǎng)當(dāng)?shù)貎和?,那時(shí)派拉已49歲。
派拉說:“因此我開始了這樣一種生活,我和丈夫,還有一條叫做Boo的寵物狗,這就是我所能做的?!?div style="height:15px;">
盡管放棄成為一位母親,但是派拉并未放棄科學(xué)研究,相反,她發(fā)現(xiàn)了治療不育癥的最終答案。2006年,一位名叫山中伸彌(Shinya Yamanaka)的日本科學(xué)家在研究報(bào)告中指出,他已找到治療不育癥的方法,將包括皮膚和細(xì)胞在內(nèi)的任何成年人細(xì)胞轉(zhuǎn)化為所謂的“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(簡稱為iPS)”,它們經(jīng)歷了一種分子遺忘過程,就像在新形成的人類胚胎中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞一樣,它們沒有固定的身份,但能夠形成骨骼、脂肪或者身體其它部位。這項(xiàng)技術(shù)被證實(shí)是非常簡單的,一些人甚至將其比作是生物研究領(lǐng)域的“柏林墻倒塌”。
6年之后,山中伸彌獲得了諾貝爾獎(jiǎng),隨著誘導(dǎo)多能干細(xì)胞研究的進(jìn)一步提升發(fā)展,他解決長期以來的倫理爭(zhēng)議問題。他找到一種方法來探索人類發(fā)展的早期階段,而不是使用試管受精胚胎。此外,誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來自于特殊群體,這意味著所得到的細(xì)胞可以和患者完全匹配,目前,科學(xué)家開始討論為移植手術(shù)提供“個(gè)人化”神經(jīng)元或者心臟細(xì)胞供應(yīng)。
派拉和很多科學(xué)家一樣,知道基因相同干細(xì)胞在生殖系統(tǒng)中的重要性,如何從皮膚細(xì)胞中獲得與生物學(xué)相關(guān)的嬰兒呢?
即使山中伸彌的“反繞”細(xì)胞技術(shù)能夠很快應(yīng)用,解決這一問題仍存在巨大挑戰(zhàn)性??茖W(xué)家還不知道什么因素促使細(xì)胞發(fā)育成一個(gè)神經(jīng)元,而不會(huì)成為腳趾甲的一部分。計(jì)算這樣一個(gè)生物化學(xué)配方,促進(jìn)細(xì)胞發(fā)育、精確成分和步驟已成為生物學(xué)領(lǐng)域最令人畏懼的難題之一。
今年6月份,3900名發(fā)展生物學(xué)家、生物技術(shù)主管和醫(yī)師齊聚波士頓會(huì)展中心,參加第15屆國際干細(xì)胞研究協(xié)會(huì)年會(huì)。日本電視臺(tái)記者對(duì)山中伸彌進(jìn)行了重點(diǎn)采訪,出席此次會(huì)議的科學(xué)家多數(shù)是致力于研究創(chuàng)造特定細(xì)胞類型。美國哈佛大學(xué)科學(xué)家道格拉斯·麥爾登(Douglas Melton)表示,他花了十幾年時(shí)間決定如何將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為胰腺細(xì)胞,這是一種響應(yīng)胰島素的細(xì)胞組織,最終于2014年實(shí)現(xiàn)。據(jù)悉,麥爾登有兩個(gè)患有糖尿病的孩子,他希望通過細(xì)胞移植治愈他們的疾病。他告訴記者說:“我們希望完全控制和掌握細(xì)胞的命運(yùn)?!?div style="height:15px;">生命秘方
在會(huì)議期間,我采訪了兩位日本科學(xué)家齊藤通紀(jì)(Mitinori Saitou)和Katsuhiko Hayashi,他們?cè)?016年11月份發(fā)表的研究報(bào)告中稱,他們將老鼠尾部細(xì)胞變成了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,之后發(fā)育成了卵子。這是人類歷史上第一次在體內(nèi)創(chuàng)造出人造卵子。用這些合成的卵子,他們培育了8只幼鼠。這些老鼠不僅身體健康,而且還能繼續(xù)繁殖。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)花了5年時(shí)間才完成,并在《自然》雜志上發(fā)表了長達(dá)17頁的研究報(bào)告,山中伸彌稱齊藤通紀(jì)是一位“天才”。
這兩位科學(xué)家目前的目標(biāo)是使用相同的方法培育人類生殖細(xì)胞,齊藤通紀(jì)表示,山中伸彌曾親自指導(dǎo)他如何制造人類配子。他說:“山中伸彌親自過問這件事情,他認(rèn)為我們應(yīng)該這樣做,因?yàn)檫@在科學(xué)上是非常有趣的,我對(duì)此十分著迷,尤其是為什么這些細(xì)胞能夠形成一個(gè)新的個(gè)體,這是控制細(xì)胞命運(yùn)的終極方式?!?div style="height:15px;">山中伸彌領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)證明了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞具有實(shí)際應(yīng)用,把諾貝爾獎(jiǎng)的重要發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為治療手段,已成為國家的首要任務(wù)。2014年,日本研究人員首次對(duì)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞進(jìn)行了測(cè)試,用于治療失明。但是齊藤通紀(jì)指出,人造配子當(dāng)前還未列入議程之中,它甚至不能與替代細(xì)胞治療相提并論。我認(rèn)為使用體外生殖細(xì)胞來制造人類個(gè)體是很困難的,但這不是不可能的。
這不僅是技術(shù)上的難題,齊藤通紀(jì)對(duì)于該進(jìn)程產(chǎn)生的倫理影響心存顧慮。他收到了大量不育夫婦的來信,然而在日本,原則上禁止科學(xué)家使用這樣的細(xì)胞來培育人類胚胎,政府正在衡量是否需要放寬相關(guān)的限制規(guī)定。
技術(shù)方面的障礙可能會(huì)在法律問題之前解決,盡管齊藤通紀(jì)對(duì)于倫理問題十分擔(dān)憂,但現(xiàn)在已有一個(gè)關(guān)于完善人類卵子的競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)緊鑼密鼓地進(jìn)行。齊藤通紀(jì)承認(rèn),現(xiàn)在自己與來自劍橋大學(xué)的導(dǎo)師阿茲姆·蘇拉尼(Azim Surani)進(jìn)行了一場(chǎng)“不太愉快”的比賽,看誰能成為第一個(gè)解決問題的人。目前在日本九州大學(xué)任教的Katsuhiko Hayashi曾經(jīng)是蘇拉尼的學(xué)生,Katsuhiko Hayashi也在暗自努力,如果其中的任何一個(gè)人能夠做得更好,其他研究人員可能在試管受精手術(shù)中就不會(huì)猶豫不決了。
當(dāng)我問及Katsuhiko Hayashi花費(fèi)多長時(shí)間才能制造出人類配子時(shí),他說:“10年或者20年,這是最難回答的問題,因?yàn)槲以谧鰧?shí)驗(yàn),而且這些實(shí)驗(yàn)并不容易,我不想當(dāng)一個(gè)說謊者,說只有5年即可實(shí)現(xiàn),那么5年之后會(huì)有人會(huì)責(zé)怪我?!?div style="height:15px;">科學(xué)家現(xiàn)能將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樵忌臣?xì)胞,但是如何將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能性精子或者卵子的問題尚未解決。在人類的自然發(fā)育過程中,這個(gè)轉(zhuǎn)化直到青春期才完成。使用這些細(xì)胞,齊藤通紀(jì)和同事利用它們培育出小老鼠,通過將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞置于模擬卵巢中可以制造誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,這種模擬卵巢使用從老鼠胚胎提取的組織進(jìn)行構(gòu)建。但是從人類胚胎細(xì)胞中培育這樣的培養(yǎng)皿是不現(xiàn)實(shí)的,因?yàn)樗鼈兒茈y獲得。相反,齊藤通紀(jì)認(rèn)為,他需要從誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中模擬孵化器,這個(gè)額外的挑戰(zhàn)可能延遲實(shí)驗(yàn)的成功時(shí)間。
如果他們的確制造出卵子或者精子,科學(xué)家仍然會(huì)遇到另一個(gè)障礙,因?yàn)樽C明這些細(xì)胞有效性的唯一方法就是創(chuàng)造一個(gè)人類后代。目前,這是日本科學(xué)家不愿或者準(zhǔn)備考慮的。
為了證實(shí)這一最后實(shí)驗(yàn)步驟,齊藤通紀(jì)和同事使用猴子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他們指出,對(duì)人類密切相關(guān)的動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是一個(gè)非常好的模型,這將證實(shí)他們的技術(shù)是否對(duì)于“靈長目動(dòng)物是安全的”。我們需要證明的是,我們可以培育出高質(zhì)量的卵細(xì)胞,為此我們需要制造出后代。
胚胎種植
科學(xué)家的努力研究結(jié)果不可避免地產(chǎn)生商業(yè)利益,在我與Katsuhiko Hayashi談話時(shí),日本一家生物技術(shù)公司首席執(zhí)行官Hardy Kagimoto被我們的談話內(nèi)容吸引,他希望能夠與Katsuhiko Hayashi建立合作關(guān)系,共同探索實(shí)驗(yàn)室制造人類配子。他表示,一群試管受精醫(yī)師也對(duì)此頗感興趣,他們經(jīng)營著一家全球性臨床網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療團(tuán)隊(duì)。一件大事正在發(fā)生,而大多數(shù)人卻沒有意味到這一點(diǎn),當(dāng)然,大家不要誤會(huì)我,如果我們要做,也會(huì)按照整個(gè)社會(huì)的共識(shí)來做。
雖然Katsuhiko Hayashi已獲得了發(fā)明專利,但是他目前還不愿意加入任何公司。2016年11月,日本風(fēng)險(xiǎn)資本家希望與他一起開發(fā)培育人類卵細(xì)胞。Katsuhiko Hayashi說:“當(dāng)時(shí)我拒絕了,因?yàn)槲椰F(xiàn)在還做不到,技術(shù)實(shí)現(xiàn)還有一定距離。此外,這項(xiàng)技術(shù)也不足以對(duì)社會(huì)做出巨大貢獻(xiàn)?!痹谌毡具M(jìn)行的調(diào)查報(bào)告顯示,大約30%的受調(diào)者接受實(shí)驗(yàn)室制造配子的想法,對(duì)于那些嘗試過試管受精技術(shù)并且失敗的夫婦而言,其支持率最高。
一些投資者看到了更多的可能性,如果卵子可以通過人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞制造出來,那么這種無限供應(yīng)或?qū)?dǎo)致所謂的“胚胎種植(embryo farming)”。Hardy Kagimoto提到了Katsuhiko Hayashi發(fā)表論文中的一幅圖像,這張照片是在顯微鏡下拍攝的,呈現(xiàn)培養(yǎng)液中由幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)室培育的老鼠卵子細(xì)胞。
在這種情況下,基因測(cè)序技術(shù)可用于檢查每個(gè)胚胎,允許人們選擇“最好的”——具有理想基因或者沒有不良基因的那些胚胎,例如:與精神分裂癥相關(guān)的。這是法律學(xué)者格里利所預(yù)測(cè)到的,他指出,如果父母家長有足夠的收入,他們就會(huì)選擇人工繁衍后代。
美好新世界
在波士頓細(xì)胞會(huì)議期間,學(xué)生們?cè)陂T口緊張地聆聽著新生殖技術(shù)引發(fā)倫理問題的演講,發(fā)言人美國哈佛大學(xué)科學(xué)院院長、干細(xì)胞生物學(xué)家喬治·戴利(George Daley)引用了阿爾多斯·赫克斯利(Aldous Huxley)于1932年出版《美麗新世界》一書的內(nèi)容,這本書描述了一個(gè)控制繁殖和在集中設(shè)施中培育孩子的社會(huì),該情景是反烏托邦色彩的,但也具有“先見之明”,它能夠預(yù)測(cè)試管嬰兒技術(shù)。
戴利認(rèn)為,科學(xué)進(jìn)步將使赫克斯利所描述的情景成為現(xiàn)實(shí),除了日本科學(xué)家努力創(chuàng)造配子之外,一些科學(xué)家還創(chuàng)造出了“原腸胚(gastruloids)”,這是一種自組裝細(xì)胞團(tuán),它的外觀和行為頗似人類胚胎。與此同時(shí),研究人員正從另一個(gè)方向改變大自然,今年2月份,美國費(fèi)城醫(yī)生從母羊體內(nèi)取出羔羊胚胎,將將它們放在一個(gè)充滿培養(yǎng)液的人造子宮中繼續(xù)生長發(fā)育。這些技術(shù)綜合表明,在整個(gè)繁殖過程中,從受孕到出生,都可以在實(shí)驗(yàn)室中完成。戴利說:“我們只能推測(cè)我們要在體外完全復(fù)制個(gè)體還需要多久,那么問題就變成:你可以確定嗎?”
戴利特別關(guān)注將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為人類卵子和精子的過程,他稱之為“顛覆性技術(shù)”。其中一個(gè)重要原因是他認(rèn)為人造配子很可能與CRISPR基因編輯技術(shù)相結(jié)合,后者是4年前開發(fā)的,該技術(shù)使得活細(xì)胞內(nèi)改變DNA變得更加容易。
這將人造配子的制造陷入嬰兒的巨大爭(zhēng)議之中,也就是所謂的“生殖細(xì)胞系基因修改”。2015年,中國科學(xué)家家研究報(bào)告指出,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿中對(duì)胚胎使用了CRISPR技術(shù),試圖去除導(dǎo)致血液β地中海貧血的相關(guān)基因。這份研究報(bào)告最初引起了科學(xué)界的普遍關(guān)注,部分原因是CRISPR技術(shù)并不是沒有錯(cuò)誤的。實(shí)驗(yàn)表明,胚胎可能會(huì)由于基因編輯而出現(xiàn)缺陷,對(duì)出生的孩子造成未知和難以承受的風(fēng)險(xiǎn)。
盡管一些評(píng)論人士表示,修改基因庫是一條不應(yīng)該跨越的道德底線,但這并不是科學(xué)界的觀點(diǎn)。美國國家科學(xué)家今年發(fā)布的一份報(bào)告總結(jié)指出,如果這項(xiàng)技術(shù)被用于消除嚴(yán)重疾病,例如:亨廷頓舞蹈癥,那么是可以對(duì)人類胚胎基因進(jìn)行編輯的。盡管委員會(huì)反對(duì)使用基因工作改造人類,例如:將眼睛變成藍(lán)色眼睛,或者提高智力,但是報(bào)告并沒有給出可以解釋的疾病定義。
該報(bào)告特別關(guān)注人造配子的原因是,在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中,編輯可能是非常精確的。一旦擁有完美的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,科學(xué)家就可能通過特定的基因改良來誘導(dǎo)創(chuàng)造配子。
在干細(xì)胞中使用CRISPR技術(shù)的想法現(xiàn)已在老鼠身體上得以成功實(shí)施。中國科學(xué)家李進(jìn)松(音譯)編輯了老鼠干細(xì)胞,并消除了與白內(nèi)障相關(guān)的基因。當(dāng)他制造精子和后來的受精卵時(shí),它們表現(xiàn)出“100%有效”的基因編輯效果。這樣的研究報(bào)告成為科學(xué)家反對(duì)種系修改的最佳論據(jù),所謂的絕對(duì)不可能或者安全性不足的說法正在很快消除。這份美國國家科學(xué)院報(bào)告合著作者之一、麻省理工學(xué)院教授理查德·海因斯(Richard Hynes)說:“現(xiàn)在不能說這是不可能的?!?div style="height:15px;">巨大需求
在美國哈佛干細(xì)胞研究所,試管嬰兒科學(xué)家維爾納·努豪瑟(Werner Neuhausser)正在研究如何進(jìn)行基因測(cè)序,干細(xì)胞和基因組編輯的方法,這些都可以改變生育。努豪瑟每周都在波士頓進(jìn)行試管受精,在一個(gè)大型生育中心,他們?cè)谀抢飼?huì)見患者。一周其它4天時(shí)間則用來驗(yàn)證和核實(shí)日本以及世界各地的最新發(fā)現(xiàn)。
作為一名試管受精醫(yī)生,努豪瑟告訴我,他“絕對(duì)”看到對(duì)實(shí)驗(yàn)室制造精子的需求,尤其是實(shí)驗(yàn)室培育卵子。如果可能實(shí)現(xiàn),這將是一筆大買賣。同時(shí),努豪瑟相信,胚胎可能會(huì)被衡量,并且其屬性也會(huì)被量化:我們可以消除那些有心臟病和精神病風(fēng)險(xiǎn)的胚胎,之后你會(huì)如何選擇?
努豪瑟認(rèn)為父母可能沒有必要這樣選擇,相反,父母可以選擇通過基因編輯改良自己的生殖細(xì)胞。你可以對(duì)準(zhǔn)父母的基因組測(cè)序,然后你可以問:“在生育孩子前,你是否需要修正這些變異基因嗎?”這是我們從未想過的事情,它會(huì)有很大的風(fēng)險(xiǎn),而且有許多情況我們并不了解。他說:“短期內(nèi)沒有人愿意使用這種治療方法。”
努豪瑟所在的哈佛大學(xué)實(shí)驗(yàn)室正在探索配子的基因編輯,該研究團(tuán)隊(duì)正在從攜帶導(dǎo)致肌肉萎縮性側(cè)索硬化基因的男性身體上獲得精子,并計(jì)劃利用CRISPR技術(shù)移除這種基因突變。在他的實(shí)驗(yàn)室糾正錯(cuò)誤后,科學(xué)家將對(duì)精子細(xì)胞進(jìn)行基因治療,并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
但是努豪瑟表示,更精確的方法是在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中進(jìn)行基因改造,這些細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室里生長繁殖,一旦它們被編輯,那么就能夠創(chuàng)造出卵子或者精子細(xì)胞。他說:“你可以獲得基因組,并隨意改變基因組,當(dāng)然,這是富有爭(zhēng)議的,但我們一定要研究其是否有效?!?div style="height:15px;">對(duì)于B.D先生而言,這種人造配子技術(shù)并不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。他告訴我,如果使用實(shí)驗(yàn)室精子的治療方案獲批,他希望自己成為第一個(gè)進(jìn)行人造配子實(shí)驗(yàn)的人。但這對(duì)他來講可能來不及,他表示自己和妻子設(shè)定了一個(gè)最近期限——2019年9月,如果超過這個(gè)時(shí)間,他們將放棄生育孩子。
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