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人兽嵌合体:为器官移植患者定制器官的探索与伦理挑战

尽管美国最高卫生机构出台了资助禁令,但一些研究中心仍在推进人兽嵌合体研究,试图在猪和绵羊体内培育人体组织,目标是制造可用于移植的心脏、肝脏或其他器官。这项技术涉及将人体干细胞注入动物胚胎,从而在动物体内生成人类器官,为等待移植的患者提供定制化解决方案。

人兽嵌合体的核心原理:嵌合体(chimera)源自希腊神话中的喷火怪物,在生物学中指由不同物种细胞构成的生物体。通过将诱导性多能干细胞(iPS细胞)注入猪或绵羊的早期胚胎,科学家利用基因编辑技术使动物胚胎无法形成特定器官(如心脏),随后人体干细胞会填补这一空缺,发育成功能性人类器官。iPS细胞可通过皮肤或血液细胞重编程获得,避免了胚胎干细胞的伦理争议。

去年9月,美国国家卫生研究院(NIH)暂停了对涉及“人与非人动物嵌合体”研究的资助,理由是担心动物获得人类脑细胞后可能改变其“认知状态”。然而,部分研究团队依靠其他资金来源(如加利福尼亚再生医学研究所)继续实验。据《麻省理工科技评论》报道,过去12个月内,美国研究机构共培育了约20只怀有猪-人或绵羊-人嵌合体的母畜,但尚无科学论文发表,且动物均未生产。

关键研究进展:索尔克研究所的胡安·卡洛斯·伊斯皮苏亚·贝尔蒙特团队展示了含人体细胞的猪胚胎数据,明尼苏达大学的丹尼尔·加里团队则培育出基因编辑后无法形成心脏的猪胚胎,并通过注入人体细胞使其正常发育。加里表示,已成功制造出两头嵌合体猪,并获得美国军方140万美元资助。斯坦福大学的中内启光团队从2014年开始尝试培育人-绵羊嵌合体,使用自己的iPS细胞注入动物胚胎,以避免繁琐的志愿者许可程序。

伦理与安全考量:主要担忧包括动物可能获得人类生殖细胞、毛发或更高智力。但研究人员指出,动物大脑结构与人类差异巨大,且目前人体细胞在嵌合体中的比例极低(约0.5%),产生“人化”动物的可能性微乎其微。作为预防措施,所有含人体细胞的胚胎均在发育早期(如猪胚胎28天)被终止,未允许出生。中内启光表示,若未来人体细胞比例提高到40%,则需要重新评估风险。

临床应用前景:如果技术成熟,患者可预定嵌合体,在一年内获得与自身免疫匹配的定制器官,解决移植器官短缺问题。然而,目前仍需证明人体细胞能在猪等远缘物种中高效增殖并形成功能性器官。加州大学戴维斯分校的帕布洛·罗斯团队正在优化嵌合体培育条件,但将发育时间限制在28天内,以避免伦理争议。

参考文献:相关研究发表于《自然》等期刊,NIH伦理研讨会记录可查阅其官网。

(责任编辑:泉水)