首例人类克隆胚胎_互动科普

使用社交账号登录

购买价格:
付款方式:

互动科普

主页 > 科普纵览 > 生物 • 医学

首例人类克隆胚胎

admin  发表于 2017年09月18日


克隆早期人类胚胎——仅仅由卵细胞获得人类胚胎,这个过程称为单性生殖——使治疗性克隆触手可及。

这些小圆点包含着巨大的希望——经过几个月的尝试,2001年10月13日,在美国马萨诸塞州高级细胞技术公司实验室的显微镜下,我们终于看到了一直努力探求的肉眼几乎看不见的分裂细胞小球。这些看似不起眼的斑点非常珍贵,因为据我们所知这是首例应用细胞核移植技术获得的人类胚胎,也就是人们所说的克隆。

怀着一点侥幸心理,我们希望能够诱导早期胚胎分裂成大约100个细胞的称之为胚泡的中空球体,试图从胚泡中分离出用做替代神经、肌肉和其他组织的初始原料的干细胞,并有朝一日用于治疗患有各种疾病的病人。不幸的是,只有一个胚胎进入了六细胞期,并在这个时期停止了分裂。不过,在类似的实验中,我们成功地诱导了人类的卵细胞(仅仅是卵细胞,没有精子使其受精)通过孤雌生殖形成胚泡。l1月25日,在线杂志《电子生物学:再生医药杂志》详细报道了这些成就,它们拉开了医药新时代的序幕,表明治疗性克隆的目标是可以实现的。

治疗性克隆与生殖性克隆有显著的区别。治疗性克隆是寻求利用患者自身细胞的遗传物质产生胰岛治疗糖尿病或者生成神经细胞修复受损的脊髓,而生殖性克隆的目的是在一个妇女的子宫内植入克隆胚胎,生出一个克隆胎儿。我们认为生殖性克隆对于产妇和胎儿都有潜在的危险,因此目前政府不批准生殖性克隆。在安全问题和伦理问题解决之前,我们坚决支持对于以生殖为目的克隆的限制。

令人不安的是,生殖性克隆的支持者试图攫取“治疗性克隆”这个术语,宣称使用克隆技术是为无法治愈不孕症的夫妇生育婴儿。我们反对这种提法,这只会使“治疗”这一概念产生混淆。

我们做了什么?

在2001年初,我们试图克隆人类胚胎。起初,我们向本公司伦理顾问委员会咨询,他们是我们在1999年聘请的一批指导公司基础研究的独立的伦理学家、律师、人口生育专家和法律顾问,达特茅斯大学伦理学研究所主任Ronald M.Green任该委员会的主席。该委员会在考虑了五个关键性的问题后支持我们继续进行研究(详见后文《治疗性克隆的伦理学思考》)。

我们下一步的工作是招募愿意提供用于克隆的卵细胞的妇女和征集由捐赠者提供的等待克隆的体细胞。克隆过程看似简单,但其成功依赖于许多细微的因素,有些因素至今尚不清楚。利用基本的细胞核转移技术,使用极纤细的针从成熟的卵细胞中吸出遗传物质。然后,把供体细胞的核(有时是整个细胞)注入去核的卵细胞中并在特殊的条件下孵育,促使它分裂和生长(见本页和下页插图)。

首例人类克隆胚胎 1.png

我们在美国波斯顿地区的报刊上发布广告,寻找愿意以匿名方式捐献卵细胞用于试验研究的妇女。我们只接受年龄在24到32岁至少有一个孩子的妇女。有趣的是我们的实验吸引了那些原本打算把卵细胞捐献给不孕夫妇用于体外受精的各类妇女。许多妇女在见到我们的广告后表示有意提供卵细胞用于克隆研究,但她们中有许多人对把卵细胞用于产生一个从未见过面的婴儿不感兴趣。(马萨诸塞州一家生物医药公司的Ann A.Kiessling Cooper领导的小组负责募集捐赠者和收集卵细胞,他还参与卵细胞捐赠者相关的伦理学问题的讨论。)

我们对卵细胞捐赠者进行心理和身体测试,包括传染病筛查,确保她们身体健康并且捐献卵细胞不会对她们有负面影响。最后,我们选定l2名妇女捐献卵细胞,同时我们从几个其他的匿名者的身体中撷取皮肤活体组织,分离出纤维母细胞用于克隆。纤维母细胞的捐赠者包括不同年龄的人,既包括健康者也包括想通过治疗性克隆获益的患者(如糖尿病或脊髓损伤病人)。

去年7月我们进行了首次克隆尝试。每次尝试的时间取决于捐赠卵细胞女性的月经周期;要给捐赠者注射几天激素,这样她们一次可排卵10个左右,而不是正常情况的一两个。在第二轮尝试时,我们看到了成功的曙光,被注射纤维母细胞的细胞核开始分裂,但没有裂开形成两个截然分开的细胞。所以在下一轮我们决定采用若山照彦及其同事的方案,他们在l998年首次克隆了小鼠(当时若山在夏威夷大学,现在在高级细胞技术公司工作。)虽然我们按惯例从皮肤纤维母细胞中取出细胞核注入到些卵细胞中,同时还注入称为积云细胞的卵巢细胞,这些细胞在卵巢中供给卵细胞营养,在排卵后仍可看见粘附于卵细胞之上。积云细胞很小,可以整个注入。最后,在我们首次克隆早期胚胎前,从七个自愿者中共获得了71个卵细胞。在我们注入积云细胞的八个卵细胞中,有两个分裂形成了四细胞的早期胚胎,在生长停止前,有一个至少生成了六个细胞。

单性生殖

我们还探索了人类卵细胞没有精子受精或去核后注入供体细胞是否可以诱导它分裂成早期胚胎的问题。虽然成熟的卵细胞和精子正常情况下仅有典型体细胞一半的遗传物质,为了阻止受精后胚胎有两套基因,卵细胞在成熟晚期把它们的遗传物质一分为二。如果在遗传物质等分前活化卵细胞,它们仍将保留有一套完整的基因。

首例人类克隆胚胎 2.png

从这种单性生殖活化细胞分离得到的干细胞,因为它们与病人自身的细胞很相似,并且不会产生人体免疫系统所不熟悉的分子,所以不太可能在移植后受到排斥。(因为在卵细胞和精子形成的过程中通常会发生基因重组,所以它们不会与个体的细胞完全相同。)这种细胞与从早期胚胎分离得到的干细胞相比,几乎不存在某些人所认为的道德方面的问题。

例如,科学家在实验室收集一个患心脏病女性的卵细胞并活化使其产生胚泡,然后用生长因子诱生,使从胚泡分离到的干细胞成为心肌细胞,再把这些细胞植回病人体内,修补心肌的病变区。还有一种类似但更复杂的技术称为“孤雄发育”,是从男性产生干细胞的方法,它包括将从男性精子中得到的两个细胞核植入到一个去除细胞核的卵细胞中。

以前有研究人员报道说,将小鼠和家兔的卵细胞暴露于不同的化学或物理刺激(如电休克),就可以分化成胚胎。早在1983年,现工作于哈佛大学的Elizabeth J.Robertson证明,从单性生殖的鼠胚胎分离得到的干细胞能够形成神经、肌肉等各种组织。

我们在单性生殖实验中,将22个卵细胞暴露于化学物质,改变细胞内部的荷电原子(离子)的浓度。在培养皿中培养5天后.有6个卵细胞发育成胚泡,但没有一个含有可以产生干细胞的所谓内细胞团。

我们为什么要这样做?

我们渴望有一天能够利用单性生殖为病人提供治疗性克隆或细胞治疗。现在我们主要研究神经和心血管系统疾病、糖尿病、自身免疫病和与血液和骨髓相关的疾病。

首例人类克隆胚胎 3.png

我们一旦能够从克隆的胚胎中分离出神经细胞,不仅可以使受损的脊髓复原,而且可以治疗大脑的病症如帕金森氏症,这种疾病使能够产生多巴胺的脑细胞死亡,致使病人产生无法控制的震颤和麻痹。这种方法还有望治疗阿尔茨海默病、中风和癫痫。克隆胚胎得到的干细胞除了可以变为产生胰岛素的胰腺细胞治疗糖尿病外,还可以变为心肌细胞治疗充血性心力衰竭、心律失常和心脏梗塞引起的心肌组织癍痕。

克隆的干细胞还有一个更具潜在价值的应用是可能分化成血液和骨髓细胞。骨髓中出现的免疫系统白细胞攻击人体的自身组织时,会导致自身免疫病如多发性硬化症和类风湿性关节炎。初步的研究表明,癌症病人在接受大剂量的化疗药物时,其自身的骨髓细胞也会被杀死,而骨髓移植能使并发自身免疫病的癌症病人的自身免疫病症状减轻。给自身免疫病病人注入形成血液或造血的克隆干细胞可能会重新启动他们的免疫系统。

通过单性生殖产生的克隆细胞是否正常呢?只有通过临床检测才能最终证明这些细胞的常规应用对病人是否安全。至少我们对动物的克隆研究表明克隆是健康的。在2001年11月30日的美国《Science》杂志上,我们报道了有关成功克隆牛的情况。30头克隆牛中有6头出生不久即死亡,其他的身体检查结果正常,免疫系统检查表明与常规出生的牛没有差别,其中有两头已生育了健康的小牛。

克隆过程看来还重新设定了克隆细胞的“年龄时钟”,克隆的细胞在某些方面显得比被克隆的细胞要年轻一些。染色体的端粒位于染色体末端的帽部,随着机体的衰老逐渐缩短或损坏2000年,我们报道了克隆牛的端粒与对照牛的端粒一样长。治疗性克隆可以为衰老群体提供“年轻”细胞。

2001年7月,马萨诸塞州剑桥生物医学研究院的Rudolf Jaenisch及其同事发表了令人瞩目的报道,他们在克隆小鼠的体内发现了所谓的“印迹缺陷”。“印迹”是位于哺乳动物许多基因上的一种标记,基因的打开或关闭取决于基因遗传自母亲还是父亲。胚胎发育过程中通常会“重新设定”印迹片段。

虽然在小鼠实验中印迹显然起着重要作用,然而还不知道它对人类的影响。此外Jaenisch及其同事没有研究由成年体细胞如纤维母细胞或积云细胞克隆的小鼠,只研究了由可能更具有可变性的胚胎细胞克隆的小鼠。但有研究表明,由成年细胞克隆的小鼠的印迹是正常的,这项研究目前正在形成论文,将在未来几个月内在科学文献上发表。

同时,我们正在继续进行治疗性克隆试验,旨在生产克隆的或单性生殖的人类胚胎以获取干细胞。科学家对这一重要资源的探索方兴未艾。

 

他们中的某些人可能仍然会接受从体外受精(IVF)的胚胎中分离人类干细胞的研究。他们的理由是:且不论是与非,反正这些胚胎注定要破破坏,还不如顺便利用它们一下。但他们却全然不接受治疗性克隆,因为他们认为这是蓄意先创造出人类然后再杀死它。

许多人认为不能赋予治疗性克隆以伦理学地位,因而不同意上述观点。与我们顾问委员会的成员一样,他们认为这项研究的利益和潜在疗效远远大于应该给予活化卵细胞的权利。值得注意的是,某些持这种伦理学观点的人仍然在概念上反对这项研究,他们坚持认为,创造任何形式的人类生命来专供人为破坏都是不恰当的。他们担心这可能会将社会道德推向未经本人同意即从成年人身上摘取器官的深渊。

这类“概念说”和“道德深渊说”通常具有很强的情感色彩,很难作出具体评价。利用活化卵细胞来挽救生命是否真的会导致这些意想中的堕落?反之,如果说医学可以保障人类的健康长寿,这项研究难道不是促进了对人类生命的尊重吗?最近顾问组成员注意到,英国自90年代初期即立法容许这种人为制造和破坏人类胚胎研究(见后文《克隆与法律》),而且并未在英国社会造成显著的不良影响。最终,“概念说”和“道德深渊说”没有说服顾问委员会成员制止治疗性克隆的研究。

为科学研究获取人类卵细胞是否有悖道德?

对于治疗性克隆研究,要求获取人类的卵细胞是最敏感的伦理学问题之一。女性每月的月经通常只能产生一到两个成熟的卵细胞。为了使卵细胞的数量达到研究要求,必须给予该女性刺激性药物,如同生育性体外受精时所用的一样。在某些罕见的情况下,这些药物会引起肝脏损伤,肾脏衰竭或中风等所谓的过度刺激综合症。一些研究表明,刺激排卵药物还增加了患卵巢癌的危险。同时,外科获取卵细胞时的全身麻醉和出血也带来了风险。为了研究让女性冒这些风险是否合乎伦理呢?如果冒这些风险是有偿的,那是否意味着这些生殖材料可以看作商品?我们不容许买卖人类器官和婴儿,这些卵细胞又有何不同呢?

为了回应这些相关问题,顾问组成员注意到了两个事实。首先以生育为目的的卵细胞市场事实上已经存在,提供卵细胞帮助单身妇女或夫妇生育孩子的年轻女性可获得丰厚的报酬。如果女性们愿意为这样的目的去冒风险,那么我们要问,她们为什么不能为拯救生命的未来医学研究冒同样的风险呢?如果她们为生育性目的捐献卵细跑而付出的时间和身体风险能够获得报酬,那么为什么以研究为目的的排卵诱导就不能获得合理的报酬呢?

其次,我们要强调,医学研究的自愿者为了推动医学的发展通常愿意冒相当大的风险。如果一个人为了有助于疾病治疗而同意承担疟疾疫苗试验的风险,那为什么要阻止她捐献卵细胞用于同样是挽救生命的医学研究呢?

首例人类克隆胚胎 4.png

最后.我们认为禁止妇女捐献卵细胞用于这项研究是过份的家长作风。同时,我们建立了严格的“告知-同意”程序,使卵细胞捐献者能够充分了解到可能的风险。我们坚持将刺激排卵药物控制在安全剂量范围内,并且向参与者支付适度的报酬:4000美元(约合每小时40美元),这一数额大致相当于新英格育兰目的捐赠卵细胞的平均报酬水平。我们还打算为可能导致妇女失明的不良身体反应预付保证金。

有关被克隆对象又存在什么样的伦理学问题呢?

在治疗性克隆研究中,与去核卵细胞相融合的体细胞(通常是皮肤纤维母细胞)的提供者,除了在皮肤活组织检查现场的极其罕见的感染外,不会有其他风险。但是,克隆是一个有争议的问题,所有的研究参与者都面临着各种意料到的风险。例如,一旦克隆细胞的提供者被认定他们要克隆自己,他们将成为媒体报道的中心。为了防止这类事情,顾问委员会坚持贯彻为卵细胞和体细胞的捐献者严格保密的规程(除非他们自愿公开身份)。

一个经常被问到的问题是:儿童是否可以为这项研究捐献细胞?我们的结论是,一般而论,儿童捐献是不可取的,因为儿童在成人后可能会为此受到精神上的伤害。然而,患有致命的遗传性疾病的婴儿可以例外,因为儿童DNA的干细胞系是研究和治疗该疾病的一个强有力工具。尽管婴儿可能无法活到从这项研究受益的那一天,但我们认为其父母有权代表孩子做决定。目前尚没有儿童细胞被用于克隆实验。

治疗性克隆将推动生殖性克隆生出克隆婴儿吗?

这项研究带来的一个关键问题是,它是否会促进人类的生殖性克隆?这种担心的前提是生殖性克隆在伦理学上是错误的。许多持这种观点的人引证说:克隆动物的死亡率和出生缺陷率很高。另外还有人担心许多潜在的危险。他们指出家庭关系对克隆儿童可能的心理危害,因为从遗传学角度讲,他的父亲或母亲与他是孪生关系。他们害怕克隆儿童可能面对不切实际的期望,要实现他们被克隆先辈的成就。并且他们担心如果某个团体大量复制受限的目标基因组用于军事或其他目的可能造成的社会危害。另有一些人反对这些观点,为克隆的前景欢呼。他们把它看作为某些不育夫妇提供生物学相关后代的新方法,或是减少某些遗传学疾病的工具。

首例人类克隆胚胎 5.png

无论人们如何看待生殖性克隆的伦理学问题,禁止治疗性克隆都将对减少生殖性克隆于事无补。尽管治疗性克隆有助于科学家完善生殖性克隆的技术,但它也大大证明了试图用这种方法获得克隆人所存在的风险。已有证据表明:一些克隆动物基因表达出错、印迹断裂、某些特定组织不需要沉默基因的正常模式,等等。这些问题使想用这项技术得到婴儿的父母灰心丧气。因此治疗性克隆研究实际上使克隆用于生殖的可能性减小了。

禁止治疗性克隆也无法阻止不受监督的研究者对他们自己进行生殖性克隆实验。像Raelians这样的宗教狂热团体,或像Richard G.Seed这样离经叛道的科学家(Richard G.Seed是一名从事过胚胎研究的物理学家),他们已宣布准备克隆人类,想必一定会那样去干,而不管治疗性克隆研究被禁止与否。禁止治疗性克隆只禁住了有用的克隆研究,而不负责任的人会去寻找任何法律许可的环境进行生殖性克隆。这样的禁令不仅会中止负责任的人类克隆细胞生物学研究,而且肯定会使首次克隆人类的努力面临科学资料的匮乏。

我们的伦理学委员会还必须应对富有挑战性的新问题,但我们相信我们已经为高级细胞技术公司的治疗性克隆研究计划奠定了坚实的伦理学基础。研究人员从克隆的人类活化卵细胞中分离得到干细胞后,伦理学家需要判断怎样将这种细胞移植回供者体内才是安全的。摆在诸如我们的伦理学委员会这样的组织前面的任务还有很多,我们的回报是获得尖端的医学知识。

 

治疗性克隆是否会因为违法而遭禁止?

立法活动正在威胁人们从治疗性克隆获取的医学利益。2001年7月31日,(美国)众议院投票赞成广泛禁止人类克隆,不仅禁止进行生殖性克隆,而且禁止进行以研究为目的(如分离用于治疗的干细胞)的克隆。克隆人类胚胎将被处以长达10年的监禁和高达100万美元的罚金。众议员David Weldon(弗罗里达州共和党人)和Bart Stupak(密执安州民主党人)共同提出了这项法案,众议员Jim Greenwood(宾夕法尼亚州共和党人)提出了一项修正条款,将允许治疗性克隆逐步终止。(Greenwood自己有一项只规定生殖性克隆为非法的尚未表决的提案。)这些法律将影响全美的所有科学家,而不仅仅影响用政府基金工作的科学家。

现在Weldon.Stupak法案已经提交给了美国参议院,参议院有望在2002年早些时候对其进行表决。参议员Sam Brownback(堪萨斯州共和党人)也提出了一项提案,反对出于任何目的的人类克隆。去年11月他还试图在(美国)卫生部2002年的财政预算法案中添加若干禁止人类克隆的修正条款。但是,这些措施在民主党控制的参议院中面临着激烈的争辩。布什政府支持全面禁止克隆并已经签署了Weldon/Stupak法案。

人类克隆的问题也再次被提到了英国国会上。2000年,英国将1990年的人类受精和胚胎法令更改为允许人类治疗性克隆的专项条款。但是去年11月,反流产的活跃份子成功地将由受精卵发育的胚胎排除在该条款所允许的克隆之外。

在一份有关文件中,去年8月美国总统布什禁止联邦基金用于有关从胚胎中提取干细胞的研究,包括利用克隆获取干细胞。这条禁令只允许联邦基金资助的科学家从事干细胞培养实验或者利用8月公告以前创建的细胞系进行实验。但是许多科学家对这些干细胞的质量和可利用程度提出了批评。还有一些人宣称:没有克隆,干细胞就没有希望,因为它们可能作为外源物质被病人的免疫系统排斥。由于参议员Brownback威胁要提出全面禁止人类干细胞研究的相反提案,参议员Aden Specter(宾夕法尼亚州共和党人)去年11月关于允许科学家利用政府基金制作新的干细胞系的立法企图流产了。

 

【杨奎 郭蕾/译 曾少立/校】


全部评论

你的评论