克隆猴“中中”和“華華”。圖片|國(guó)際在線

自1997年“多莉羊”體細(xì)胞克隆成功后，已有超過(guò)20種哺乳動(dòng)物的克隆相繼實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，真正讓世界頂尖科研團(tuán)隊(duì)緊緊盯住的目標(biāo)始終只有一個(gè)——猴。由于靈長(zhǎng)類的進(jìn)化與人類非常接近，克隆猴對(duì)認(rèn)識(shí)人類的大腦、腦認(rèn)知功能和腦疾病有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

21世紀(jì)初，美國(guó)匹茲堡大學(xué)的科研人員在《科學(xué)》上發(fā)文稱，用體細(xì)胞克隆非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的理想是不可能實(shí)現(xiàn)的。俄勒岡大學(xué)教授米塔利波夫立馬撰文反駁道，科學(xué)家更應(yīng)該從人跡罕至的科學(xué)道路上發(fā)現(xiàn)不尋常的風(fēng)景。但在嘗試了15000枚猴卵細(xì)胞后，他制備的克隆猴最終在懷孕81天后流產(chǎn)，而這已是當(dāng)時(shí)該領(lǐng)域取得的最好成績(jī)。

然而，看似不可能的克隆猴任務(wù)最終被中國(guó)團(tuán)隊(duì)完成了。中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）孫強(qiáng)研究員率領(lǐng)以劉真為主的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)5年的不懈努力，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的體細(xì)胞克隆。

2017年11月27日，首只體細(xì)胞克隆猴“中中”在神經(jīng)科學(xué)研究所的非人靈長(zhǎng)類平臺(tái)誕生;12月5日，第二只克隆猴“華華”誕生。該成果標(biāo)志著中國(guó)率先開(kāi)啟了以體細(xì)胞克隆猴作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的新時(shí)代，并實(shí)現(xiàn)了在非人靈長(zhǎng)類研究領(lǐng)域由國(guó)際“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。那么，這個(gè)里程碑式的轉(zhuǎn)變背后有什么故事？

孤島建猴場(chǎng)，條件艱苦

早在2001年，國(guó)外就擁有了轉(zhuǎn)基因猴，而當(dāng)時(shí)中國(guó)不僅沒(méi)有轉(zhuǎn)基因猴，連試管猴也未見(jiàn)報(bào)道。

為了完成轉(zhuǎn)基因猴項(xiàng)目，孫強(qiáng)在博士畢業(yè)后，沒(méi)有選擇去國(guó)外做博士后，而是在2004年去往西雙版納的山上養(yǎng)殖場(chǎng)，開(kāi)展猴生殖生理和轉(zhuǎn)基因猴構(gòu)建的研究。當(dāng)時(shí)，他的妻子、孩子都在揚(yáng)州，而他兩個(gè)月才能回一次家，這樣的日子維持了將近4年。

經(jīng)過(guò)近4年的努力，試管猴項(xiàng)目成功，但轉(zhuǎn)基因猴項(xiàng)目依舊前景黯淡，孫強(qiáng)礙于現(xiàn)實(shí)困境不得不考慮轉(zhuǎn)變研究方向。恰逢2008年，中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)蒲慕明提出：要開(kāi)展以非人靈長(zhǎng)類為主要模式動(dòng)物的研究，并著手籌建非人靈長(zhǎng)類研究平臺(tái)。更幸運(yùn)的是，蒲慕明感受到了孫強(qiáng)內(nèi)心從事非人靈長(zhǎng)類研究的強(qiáng)烈科研欲望，決定把建設(shè)研究平臺(tái)的重任交給他。

蒲慕明的決定意味著，我國(guó)要準(zhǔn)備攻克克隆猴技術(shù)這道領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的難題。當(dāng)時(shí)，中國(guó)的神經(jīng)科學(xué)研究剛走出一窮二白的局面，花大量經(jīng)費(fèi)攻堅(jiān)克隆猴技術(shù)被認(rèn)為是拿科研經(jīng)費(fèi)開(kāi)玩笑。不過(guò)，蒲慕明自有想法。他相信中國(guó)的神經(jīng)科學(xué)研究能領(lǐng)跑世界，而非人靈長(zhǎng)類研究就是實(shí)現(xiàn)彎道超車的關(guān)鍵所在。

2009年，中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所順利建立了非人靈長(zhǎng)類研究平臺(tái)，孫強(qiáng)擔(dān)任負(fù)責(zé)人?？紤]到從頭建設(shè)非人靈長(zhǎng)類設(shè)施需要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間，孫強(qiáng)又一次選擇了一個(gè)遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)的地方——位于江蘇蘇州太湖中一個(gè)小島上的猴場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)盡快起步。在島上最初的交通工具是自行車和電瓶車，若要出島，研究人員必須乘坐公交經(jīng)過(guò)60站，耗費(fèi)大約2小時(shí)車程，才能抵達(dá)火車站。

早期島上沒(méi)有食堂，吃飯也是需要解決的問(wèn)題，研究所給每個(gè)宿舍都配備了廚房，大家輪流買菜做飯，到了節(jié)假日還組織一些集體聚餐，這樣既解決了生活上的問(wèn)題，又增進(jìn)了同事之間的感情。在工作中，實(shí)驗(yàn)室就是全體團(tuán)隊(duì)成員的家。由于比較潮濕，實(shí)驗(yàn)室一樓的墻壁發(fā)黃甚至發(fā)霉，團(tuán)隊(duì)便自發(fā)組織，利用空閑時(shí)間粉刷墻壁和天花板，美化家園。

2010年國(guó)慶假期的一個(gè)雨夜，在從基地返回宿舍沒(méi)有路燈的路上騎行時(shí)，孫強(qiáng)摔斷了鎖骨。但當(dāng)時(shí)正是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，孫強(qiáng)只好懸著胳膊繼續(xù)干了一個(gè)星期。等他實(shí)驗(yàn)做完再去醫(yī)治的時(shí)候，醫(yī)生發(fā)現(xiàn)摔斷的鎖骨已錯(cuò)位，不得不重新切斷后再接上。

也正是這一年，22歲的劉真成為平臺(tái)招收的首名碩士研究生，師從孫強(qiáng)?！皝?lái)到研究所后，我才開(kāi)始接觸非人靈長(zhǎng)類研究，并在非人靈長(zhǎng)類研究平臺(tái)逐步加深對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的了解?！眲⒄嬲f(shuō)。年輕的他不問(wèn)世事，在這個(gè)偏僻的小島上一待就是8年多。

孫強(qiáng)認(rèn)為，他們是團(tuán)隊(duì)中“最美”的人。從上島開(kāi)始，獸醫(yī)們平均每月治療36只病猴;每年總共觀察母猴月經(jīng)58400次，并給每只猴子建立月經(jīng)檔案;給母猴注射超排藥物5848次……

這樣的付出是值得的，2011年，孫強(qiáng)率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)成功得到了世界上首批攜帶人類自閉癥基因的猴模型;隨后，又成功開(kāi)發(fā)了實(shí)驗(yàn)猴成熟加速技術(shù)，將食蟹猴的繁殖周期從5年以上縮短到2.5年;他們還建立了基于分子核酸酶的基因編輯猴模型構(gòu)建技術(shù)。這些工作對(duì)整個(gè)中國(guó)的非人靈長(zhǎng)類研究起到了推動(dòng)作用。

但是，上述方法構(gòu)建的模型猴仍然存在首建動(dòng)物嵌合、脫靶和遺傳背景不均一等問(wèn)題。2012年，孫強(qiáng)毅然接下了攻克非人靈長(zhǎng)類體細(xì)胞克隆技術(shù)的重任，試圖解決上述問(wèn)題。自此，體細(xì)胞克隆猴任務(wù)正式拉開(kāi)序幕。

然而，島上惡劣的自然環(huán)境依舊是個(gè)大問(wèn)題，它險(xiǎn)些讓全體人員的努力付諸東流。由于平臺(tái)的猴子平時(shí)在室溫下培養(yǎng)，每每低溫或酷暑之時(shí)，大家都提心吊膽，對(duì)猴子異常關(guān)注。2016年的一個(gè)周末，洪水泛濫，下午兩點(diǎn)，水位已經(jīng)十分危險(xiǎn)，基地只能出人不能進(jìn)人。神經(jīng)所每個(gè)小時(shí)都與島上的研究人員聯(lián)系，領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)心人員安全，對(duì)團(tuán)隊(duì)下令：“儀器、猴子不用管了，你們趕快撤?！?/p>

對(duì)于領(lǐng)導(dǎo)懇切的命令，孫強(qiáng)沒(méi)有執(zhí)行。他讓女性成員全部撤離，男性成員原地待命，看顧實(shí)驗(yàn)猴。幸運(yùn)的是，實(shí)驗(yàn)人員、儀器和猴子最終都沒(méi)有遭受實(shí)質(zhì)性損傷。正是這種國(guó)家利益大于個(gè)人利益的精神，使團(tuán)隊(duì)最終取得了重大突破。

試錯(cuò)5年，協(xié)同作戰(zhàn)

20多年來(lái)，體細(xì)胞克隆猴曾讓國(guó)際上多個(gè)頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室鎩羽而歸，連世界公認(rèn)的克隆專家米塔利波夫都以失敗告終。國(guó)際上一度悲觀地認(rèn)為體細(xì)胞克隆猴不可能成功。盡管如此，孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)還是冒著很可能失敗或很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有成果的風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)始了體細(xì)胞克隆技術(shù)的攻關(guān)。體細(xì)胞克隆猴實(shí)驗(yàn)做了5年，他的團(tuán)隊(duì)也失敗了5年。孫強(qiáng)在不斷鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)的同時(shí)，也不忘深刻反思攻關(guān)方式。

在體細(xì)胞克隆猴技術(shù)具體操作上，主要有兩大難點(diǎn)。第一是拿掉細(xì)胞核的時(shí)候不能抽掉周圍太多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，否則細(xì)胞就會(huì)停止發(fā)育。為最大限度減少對(duì)體細(xì)胞核及卵母細(xì)胞的損害，卵母細(xì)胞的去核以及將體細(xì)胞核注入卵母細(xì)胞的過(guò)程必須既快又好。但當(dāng)時(shí)的操作技術(shù)還很不完善。第二，移植到卵細(xì)胞中的是成熟的、只表達(dá)某些特定基因的體細(xì)胞細(xì)胞核，研究人員需要想辦法讓它重新變成一個(gè)未分化的全能胚胎細(xì)胞。

由于猴子細(xì)胞不透明，在顯微鏡下看不到細(xì)胞核，只有通過(guò)偏振光才能使細(xì)胞核顯示。這也意味著，研究人員必須注視著顯微鏡，在一閃一閃的偏振光下，操縱直徑10微米左右的極細(xì)針頭在細(xì)胞里吸取、注射，并盡可能減小對(duì)細(xì)胞的損傷，其難度遠(yuǎn)大于操縱繡花針。

為了更好地對(duì)猴的卵細(xì)胞進(jìn)行去核操作，劉真首先使用小鼠的卵母細(xì)胞進(jìn)行常規(guī)的去核練習(xí)。當(dāng)熟練掌握去核操作后，劉真再使用廢棄的猴卵細(xì)胞進(jìn)行練習(xí)，最后才用優(yōu)質(zhì)的猴卵細(xì)胞進(jìn)行去核練習(xí)。而熟練掌握猴的卵母細(xì)胞核移植操作，一般需要約兩年時(shí)間。大量訓(xùn)練后，劉真最終實(shí)現(xiàn)了在10秒內(nèi)完成一次全套精準(zhǔn)操作。操作速度的提升為研究團(tuán)隊(duì)打通了體細(xì)胞克隆猴實(shí)驗(yàn)中的重要一關(guān)?！叭绻麤](méi)有劉真的巧手，克隆猴可能成功不了?！边@是孫強(qiáng)對(duì)劉真的肯定。

在核基因組啟動(dòng)前，體細(xì)胞核要經(jīng)歷一個(gè)回復(fù)到早期胚胎核狀態(tài)的過(guò)程，也就是“重編程”。只有將這個(gè)過(guò)程控制好，才能提高體細(xì)胞胚胎的發(fā)育率。在嘗試各種調(diào)控方法效果均不理想后，2014年，研究團(tuán)隊(duì)終于從一篇報(bào)道中找到一種新的酶處理方法，并用它將囊胚率提升到45%，優(yōu)質(zhì)胚胎率提高到29%。最終，他們用127枚卵母細(xì)胞，做出了109個(gè)重構(gòu)胚胎，對(duì)21只猴子受體進(jìn)行移植，獲得6只懷孕受體。2017年，其中兩只順利出生。

為便于論文發(fā)表，蒲慕明給這兩只寶貴的克隆猴起名“中中”“華華”，意為“中華”，并迅速得到了研究團(tuán)隊(duì)的一致認(rèn)可。雖然起名只有幾分鐘，但中華復(fù)興夢(mèng)在大家心里已經(jīng)藏了很久。最終，相關(guān)研究論文發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上，劉真是第一作者。

孫強(qiáng)在回憶這5年的艱辛歷程時(shí)感慨道，世界前沿難題的突破需要精干高效的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)?！啊就篮鲜亲屛覀兡茉谝黄鹌床年P(guān)鍵。作為‘隊(duì)長(zhǎng)的我，必須與團(tuán)隊(duì)同甘共苦，而不是發(fā)號(hào)施令的‘老板，我和大家一起生活在基地，同吃同住。對(duì)新手，我會(huì)手把手地從零開(kāi)始教，讓他們快速成長(zhǎng)?！贝蠖鄨F(tuán)隊(duì)成員經(jīng)過(guò)這次大膽的探索之旅后，都成為了“身懷絕技”的頂尖人才，比如劉真，現(xiàn)在已經(jīng)是神經(jīng)科學(xué)研究所的博士生導(dǎo)師。

團(tuán)隊(duì)成員共21人，大多數(shù)人并沒(méi)有光鮮奪目的背景，甚至有12人是只有大專學(xué)歷的獸醫(yī)。但孫強(qiáng)認(rèn)為，他們是團(tuán)隊(duì)中“最美”的人。從上島開(kāi)始，獸醫(yī)們平均每月治療36只病猴;每年總共觀察母猴月經(jīng)58400次，并給每只猴子建立月經(jīng)檔案;給母猴注射超排藥物5848次;由于80%孕猴分娩在晚上，他們必須輪流值夜班;由于剖腹產(chǎn)母猴不愿帶小猴，他們還得每隔兩三小時(shí)給小猴喂奶……“中中”“華華”就是由獸醫(yī)王燕接生的，她的名字也出現(xiàn)在了這篇世界馳名的論文的第三作者位置上。

其實(shí)，在團(tuán)隊(duì)中，哪怕是一個(gè)電焊工，所起的作用也不可小覷。孫強(qiáng)說(shuō)，猴子生性好動(dòng)，喜歡扒籠子，猴籠經(jīng)常被損壞，但廠家維修往往要拖延個(gè)幾天，沒(méi)有電焊工及時(shí)修理，經(jīng)常會(huì)有實(shí)驗(yàn)猴逃脫到野外?！坝辛穗姾腹?，我們就不用三天兩頭滿山抓猴子了！”

正是由于大家的“協(xié)同作戰(zhàn)”，團(tuán)隊(duì)在日復(fù)一日地嘗試、突破、遇挫中一點(diǎn)點(diǎn)前進(jìn)，最終撥云見(jiàn)日，走向成功。

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