錢(qián)煒

克隆羊“多莉”的誕生，可以說(shuō)是從0到1的歷史性飛躍，而從克隆羊到克隆猴，可看作是從1到1.5的突破。然而，即使不考慮生命倫理上的問(wèn)題，單從技術(shù)上看，要想用現(xiàn)在的方法克隆出人類(lèi)的小寶寶，也仍是很難實(shí)現(xiàn)的

1月25日，兩只分別名叫“中中”和“華華”的大眼萌猴的照片，登上世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志的官網(wǎng)頭條。中國(guó)科學(xué)家在全世界首次成功實(shí)現(xiàn)了用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆出靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的目標(biāo)。2018年2月8日，《細(xì)胞》雜志將以封面文章的形式發(fā)布這一成果。

頂級(jí)期刊、封面文章，又是世界首次，這是一則令很多人“不明覺(jué)厲”的消息。為何一則科學(xué)新聞能刷爆朋友圈？這先要從研究的背景解釋起。

從1997年“多莉羊”克隆成功后，許多哺乳類(lèi)動(dòng)物比如牛、狗、豬的克隆也相繼成功，但與人類(lèi)相近的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的克隆一直是沒(méi)有解決的難題。沒(méi)有克隆猴，就很難建立模擬人類(lèi)疾病的動(dòng)物模型。以中科院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員孫強(qiáng)、博士后劉真為主的團(tuán)隊(duì)，用5年時(shí)間的攻關(guān)，突破了這個(gè)生物學(xué)前沿的難題。

那么問(wèn)題來(lái)了，為什么克隆猴那么難呢？此前，科學(xué)家們嘗試使用標(biāo)準(zhǔn)克隆技術(shù)克隆靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，但一直沒(méi)有成功。這種將供體細(xì)胞的DNA注入一顆已去除其自身遺傳物質(zhì)的卵子內(nèi)的做法，被稱(chēng)為體細(xì)胞核移植技術(shù)（SCNT）。與過(guò)去直接采用成年活體細(xì)胞的做法不同，中國(guó)團(tuán)隊(duì)采用的是猴子胎兒細(xì)胞的DNA與卵子相結(jié)合。

具體而言，在研究中，對(duì)于融合細(xì)胞的細(xì)胞核來(lái)源，研究人員設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，一組利用來(lái)自于流產(chǎn)產(chǎn)生的胎猴的纖維組織母細(xì)胞，在另一組中，是利用成年猴子的卵丘細(xì)胞。結(jié)果在第一組實(shí)驗(yàn)中，21只代孕母猴中的6只成功懷孕，最終生下了2只健康的猴子，它們就是這兩天頻頻亮相、惹人喜愛(ài)的“中中”和“華華”。據(jù)孫強(qiáng)透露，如果順利的話，第三個(gè)體細(xì)胞克隆猴“夢(mèng)夢(mèng)”將在2018年1月底出生。

在另一組研究中，42只代孕母猴中有22只成功懷孕，最后也有兩只猴子出生，可惜的是，它們?cè)诙虝捍婊詈笏劳?。?shí)際上，來(lái)源細(xì)胞的年齡越大，越難進(jìn)行克隆，而且克隆出的胚胎也越容易流產(chǎn)。

為了克服體細(xì)胞重編程過(guò)程中的很多表觀遺傳修飾障礙，需要對(duì)SCNT技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。孫強(qiáng)小組能夠獲得成功，離不開(kāi)科學(xué)家們近年來(lái)對(duì)克隆胚胎重編程機(jī)制的研究。孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)在克隆猴的過(guò)程中利用這些成果，大大優(yōu)化了克隆方法，最終獲得成功。

在SCNT技術(shù)的優(yōu)化過(guò)程中，技術(shù)操作的嫻熟也是取得成功的另一個(gè)重要原因。為快速、精準(zhǔn)地從卵細(xì)胞中取出細(xì)胞核，并促使體細(xì)胞與去核的卵母細(xì)胞融合，論文的第一作者劉真花了3年時(shí)間練習(xí)和優(yōu)化該流程?！癝CNT技術(shù)流程非常關(guān)鍵，操作越快，卵細(xì)胞受損就會(huì)越小，劉博士在這方面做得很出色?！敝锌圃荷窠?jīng)研究所所長(zhǎng)、論文的合作者蒲慕明表示，“劉真可能在10秒之內(nèi)對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞去核操作，在15秒之內(nèi)將體細(xì)胞注入到卵母細(xì)胞當(dāng)中。這需要很長(zhǎng)時(shí)間的練習(xí)，并非每個(gè)人都能精準(zhǔn)且快速地操作去核、細(xì)胞融合，流程的優(yōu)化極大地幫助了我們。”

在克隆技術(shù)領(lǐng)域，克隆羊“多莉”的誕生，可以說(shuō)是從0到1的歷史性飛躍，而從克隆羊到克隆猴，可看作是從1到1.5的突破。一直從事基因敲除克隆豬研究的江蘇省異種移植重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、“千人計(jì)劃”學(xué)者戴一凡在接受《中國(guó)新聞周刊》采訪時(shí)表示，“從由胚胎發(fā)育機(jī)制不同帶來(lái)的技術(shù)難度來(lái)看，克隆牛、克隆馬都與克隆羊類(lèi)似，克隆豬就很不一樣，狗的克隆技術(shù)與之前也有很大不同，而克隆猴除了技術(shù)上很難，本身成本高也成了一個(gè)門(mén)檻?！?/p>

戴一凡解釋說(shuō)，像羊、牛和豬，克隆時(shí)所需的卵細(xì)胞很容易也很便宜就能獲取，“像我們做克隆豬，去屠宰場(chǎng)一天能買(mǎi)到幾百個(gè)剛剛被殺死的豬的卵巢，拿回來(lái)取出卵巢中未成熟的卵細(xì)胞，再進(jìn)行體外培養(yǎng)。這樣下來(lái)，一天實(shí)驗(yàn)室做試驗(yàn)用掉的卵子能高達(dá)七八百個(gè)。而試驗(yàn)猴本身就很貴，一只食蟹猴的價(jià)格要1萬(wàn)多元人民幣，買(mǎi)回來(lái)后還不能“殺猴取卵”，只能通過(guò)與人類(lèi)似的促排卵技術(shù)來(lái)取卵，一次只能取十幾個(gè)，再加上平時(shí)養(yǎng)猴子的成本，這就造成全世界也沒(méi)有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室有這個(gè)實(shí)力在這一領(lǐng)域參與競(jìng)爭(zhēng)?！彼硎?，由于中國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升與中國(guó)政府對(duì)科研事業(yè)的日漸重視，在資金投入方面，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)成為令國(guó)際同行艷羨的群體。

“克隆猴還是很難的，這需要用許多技術(shù)進(jìn)行大量的測(cè)試。當(dāng)有的實(shí)驗(yàn)室一天只能測(cè)試5個(gè)條件，而你的實(shí)驗(yàn)室一天能測(cè)試幾十個(gè)條件的時(shí)候，誰(shuí)能勝出就不言而喻了?！贝饕环仓赋觥?/p>

美國(guó)俄勒岡衛(wèi)生科學(xué)大學(xué)的克隆專(zhuān)家舒凱拉特·米塔利波夫（Shoukhrat Mitalipov）表示，“恭喜中國(guó)科學(xué)家，我明白其中的難度有多大?！睋?jù)估計(jì)，米塔利波夫在21世紀(jì)前10年嘗試克隆時(shí)，使用了15000多個(gè)猴子卵子。當(dāng)時(shí)，雖然他能從人類(lèi)和猴子的克隆胚胎中提取干細(xì)胞系，但是懷孕的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物最終未能誕下活胎。

在研究人類(lèi)疾病時(shí)，相較于使用非克隆動(dòng)物，使用克隆動(dòng)物作為模型具有一些明顯優(yōu)勢(shì)。美國(guó)加州索爾克生物研究所的計(jì)算神經(jīng)生物學(xué)家特里·謝伊諾斯基（Terry Sejnowski）表示，在使用非克隆動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，難以知道測(cè)試組和對(duì)照組之間的差異是由治療引起還是遺傳變異引起。而使用克隆動(dòng)物則可以顯著降低遺傳背景的差異，因而需要的動(dòng)物更少。

中科院神經(jīng)研究所所長(zhǎng)蒲慕明認(rèn)為，能夠克隆猴子或許能振興已經(jīng)在大多數(shù)國(guó)家有所衰落的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究。他說(shuō)，目前的帕金森病實(shí)驗(yàn)一般需要幾百只猴子，如果用克隆猴，可能10只就夠了。借助克隆技術(shù)，可以在供體細(xì)胞注入卵子之前對(duì)其進(jìn)行編輯。蒲慕明期望在一年內(nèi)可以誕生細(xì)胞經(jīng)過(guò)遺傳編輯的克隆猴，并以之為模型，研究晝夜節(jié)律紊亂和帕金森病。鑒于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究的前景，上海市正在規(guī)劃建立國(guó)際靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究中心，預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)正式公布。該中心將為全球科學(xué)家培育克隆動(dòng)物。

米塔利波夫表示，中國(guó)科學(xué)家現(xiàn)在只是成功利用胎猴細(xì)胞的DNA進(jìn)行了克隆，要想利用成年猴的細(xì)胞DNA“制造”出與之完全一樣的后代克隆猴，目前的方法還無(wú)法獲得成功。他認(rèn)為，即使不考慮生命倫理上的問(wèn)題，單從技術(shù)上看，要想用現(xiàn)在的方法克隆出人類(lèi)的小寶寶，也仍是很難實(shí)現(xiàn)的。