·有些人認(rèn)為胚胎從精卵結(jié)合之時(shí)起就具有完全道德地位，而有些人則認(rèn)為胚胎僅是在發(fā)育過程中道德地位不斷提高。
·目前構(gòu)建的胚胎模型還不是“真正”胚胎，而只是模擬胚胎發(fā)育的某些方面。只要不將人類胚胎模型植入子宮進(jìn)行孕育，就不必?fù)?dān)憂克隆問題。這些研究能夠增進(jìn)對(duì)人類發(fā)展和發(fā)育障礙的理解，有利于科技發(fā)展和人類生命健康。
科幻小說或電影中不乏這樣的場(chǎng)景，未來的某一天，人類孕育后代不再需要精子、卵細(xì)胞甚至子宮，而是直接利用細(xì)胞組裝而生產(chǎn)。對(duì)未來人與自然天馬行空的想象，即為科幻文學(xué)的魅力何在。然而，從古至今我們所熟知的是，哺乳動(dòng)物孕育生命皆需要通過精子和卵細(xì)胞結(jié)合，并由精卵結(jié)合形成的受精卵在子宮中生長(zhǎng)發(fā)育。
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令人驚奇的是，國(guó)際頂尖科技雜志《細(xì)胞》和《自然》近期先后發(fā)表重要研究成果，兩個(gè)獨(dú)立研究組可以在不需要通過精卵結(jié)合，只需在適當(dāng)?shù)臈l件下利用干細(xì)胞自我組裝便能合成小鼠胚胎，且胚胎生長(zhǎng)到了類似小鼠胚胎體內(nèi)發(fā)育的受精后8.5天，合成胚胎中發(fā)育出腸管、神經(jīng)褶\神經(jīng)管、原始生殖細(xì)胞、初具血島的卵黃囊等結(jié)構(gòu)和器官，甚至出現(xiàn)了跳動(dòng)的心臟。
具體而言，2022年8月2日，以色列魏茨曼研究所的雅各布·漢納（Jacob Hanna）研究團(tuán)隊(duì)通過干細(xì)胞構(gòu)建了世界上第一個(gè)小鼠胚胎模型（發(fā)表于《細(xì)胞》雜志）。與此同時(shí)，來自英國(guó)劍橋大學(xué)和美國(guó)加州理工學(xué)院的馬格達(dá)萊納·澤尼卡·戈茨（Magdalena Zernicka-Goetz）幾乎做出同樣的創(chuàng)舉，在實(shí)驗(yàn)室里裝配了干細(xì)胞來源的小鼠胚胎模型，發(fā)表在預(yù)印本bioRxiv上（該工作于2022年8月25日在《自然》雜志在線）。這兩項(xiàng)工作可以說是“合成胚胎”領(lǐng)域的重大突破。
由于這些胚胎是在沒有受精卵的情況下產(chǎn)生的，因而又被稱為“合成胚胎”、“人工胚胎”或“基于干細(xì)胞的胚胎模型”。這些極為復(fù)雜的胚胎模型為研究小鼠胚胎早期發(fā)育過程，尤其是植入后到原腸運(yùn)動(dòng)的階段提供了極為重要的研究模型。人類很多懷孕都是在這關(guān)鍵階段失敗的，然而我們對(duì)其原因卻知之甚少。因此，這些胚胎模型將有助于深入理解人類胚胎發(fā)育的機(jī)制，了解胚胎發(fā)育的早期階段器官和組織是如何形成的，并且為功能基因組學(xué)研究致病機(jī)制、確定治療靶點(diǎn)和精確醫(yī)學(xué)的先進(jìn)治療方法的臨床前建模提供重要途徑。此外，這還可能為人類細(xì)胞、組織的移植帶來新的路徑。
當(dāng)前，科學(xué)家們利用小鼠干細(xì)胞創(chuàng)造胚胎模型逐漸成熟，同時(shí)人類胚胎模型在實(shí)驗(yàn)室中的構(gòu)建也如火如荼。在過去五年中，世界各地的研究小組利用干細(xì)胞創(chuàng)造出相當(dāng)多的人類胚胎模型。
例如，2018年5月，美國(guó)洛克菲勒大學(xué)阿里·布里瓦盧（Ali Brivanlou）團(tuán)隊(duì)將人胚干細(xì)胞移植到雞胚中，誘導(dǎo)出了類似人類胚胎的結(jié)構(gòu)。2019年9月，密西根大學(xué)傅劍平教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出一種人類多能干細(xì)胞（hPSCs）體外微流控培養(yǎng)系統(tǒng)，在這個(gè)體系中培養(yǎng)的干細(xì)胞形成的三維中空結(jié)構(gòu)能模擬上胚層和羊膜外胚層部分的發(fā)育。2020年6月，英國(guó)劍橋大學(xué)阿方索·馬丁內(nèi)斯·阿里亞斯（Alfonso Martinez Arias）團(tuán)隊(duì)首次利用人胚干細(xì)胞構(gòu)建出“類原腸胚”（gastruloid）三維結(jié)構(gòu)，部分模擬人類胚胎受精后20至21天原腸胚生物學(xué)特征。
2021年3月，澳大利亞莫納什大學(xué)何塞·波羅（Jose Polo）團(tuán)隊(duì)和美國(guó)德克薩斯西南醫(yī)學(xué)中心分子生物學(xué)吳軍團(tuán)隊(duì)各自獨(dú)立利用人體的皮膚細(xì)胞重編程以及人多能干細(xì)胞構(gòu)建了全球首例完整人類胚胎模型，模擬人類囊胚器胚胎的整體構(gòu)造及發(fā)育過程。同年9月，我國(guó)科學(xué)家北京大學(xué)第三醫(yī)院于洋團(tuán)隊(duì)利用擴(kuò)展多能干細(xì)胞（extended pluripotent stem cells, EPS）構(gòu)建了與人類胚胎發(fā)育至受精后8至10天的類胚胎。同年12月，奧地利科學(xué)院分子生物技術(shù)研究所尼古拉斯·里夫?。∟icolas Rivron）團(tuán)隊(duì)獨(dú)立開發(fā)出高成功效率的人類類囊胚模型。這些研究為解析人類早期發(fā)育之謎提供了全新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
隨著人類胚胎模型構(gòu)建與研究的迅速發(fā)展，相關(guān)倫理、社會(huì)問題也逐漸引起學(xué)術(shù)界和媒體的廣泛關(guān)注。例如，利用人類干細(xì)胞構(gòu)建的胚胎模型到底是不是人類胚胎，如何判斷它們?yōu)槿祟惻咛?，這些胚胎模型的倫理、法律地位如何，是否應(yīng)當(dāng)?shù)玫脚c“真正”人類胚胎類似的道德尊重和法律保護(hù)，相關(guān)研究是否應(yīng)當(dāng)被納入當(dāng)前各國(guó)胚胎研究的法律監(jiān)管框架中，是否需要遵循胚胎體外培養(yǎng)的“14天準(zhǔn)則”等。
這些分歧在很大程度上是源于胚胎的道德地位的爭(zhēng)議。比如，有些人認(rèn)為胚胎從精卵結(jié)合之時(shí)起就具有完全道德地位；而有些人則認(rèn)為胚胎僅是在發(fā)育過程中道德地位不斷提高。與此同時(shí)，由于歷史、文化、宗教及科技發(fā)展等因素，不同國(guó)家對(duì)于胚胎的定義也各有不同。在科技發(fā)展不確定，以及胚胎的倫理、法律地位爭(zhēng)議不斷等背景之下，人類胚胎模型的倫理、法律及監(jiān)管等相關(guān)問題的爭(zhēng)論層出不窮，且愈演愈烈。
我們需要充分理解的是，目前構(gòu)建的胚胎模型還不是“真正”胚胎，而只是模擬胚胎發(fā)育的某些方面。這些相對(duì)成熟的小鼠胚胎模型還不具備發(fā)育成活體動(dòng)物的潛力?；蛘哒f，至少目前尚沒有任何報(bào)道表明，小鼠胚胎模型被移植入雌性小鼠的子宮中可以發(fā)育直到出生。那么，目前科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中能夠構(gòu)建的人類胚胎模型與真正的胚胎還存在一定差異，只具有人類胚胎的部分結(jié)構(gòu)和功能，僅能模擬人類胚胎發(fā)育的某個(gè)階段，并且發(fā)育潛能仍然十分有限?？梢哉f，這些人類胚胎模型遠(yuǎn)非胚胎，沒有發(fā)育成活體的潛力，因而應(yīng)當(dāng)被視為一團(tuán)聚集的細(xì)胞或類器官。英國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家均沒有將合成的胚胎模型視為真正的胚胎予以監(jiān)管。然而，澳大利亞的法律卻更為嚴(yán)格，類似于監(jiān)管自然人類胚胎相關(guān)研究，要求涉及人類干細(xì)胞胚胎模型的研究通過政府部門審批之后才能進(jìn)行。因此，應(yīng)更多地考量如何管理該研究領(lǐng)域，在什么條件下才能構(gòu)建人類胚胎模型以及由誰(shuí)構(gòu)建等問題。
當(dāng)考慮到這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和未來應(yīng)用時(shí)，另一重要倫理問題則是涉及干細(xì)胞捐獻(xiàn)者的知情同意問題。也就是說，當(dāng)將人類干細(xì)胞用于這種特殊類型的研究或應(yīng)用時(shí)，是否需要任何特定的知情同意。從尊重捐獻(xiàn)者自主性的角度而言，是否有必要告知干細(xì)胞捐獻(xiàn)者其所捐獻(xiàn)的細(xì)胞可能會(huì)被用于構(gòu)建人類胚胎模型并獲取其同意，將是極為重要的問題，需要充分的思考并給出答案。
亦有人提出，構(gòu)建人類胚胎模型可能涉及生殖性克隆的問題。這或許將人們的擔(dān)憂拉回到21世紀(jì)初關(guān)于治療性克隆和生殖性克隆的全球爭(zhēng)論之中。有必要認(rèn)識(shí)到，以研究為目的構(gòu)建人類胚胎模型和以生殖為目的克隆人有著明顯區(qū)別，只要不將人類胚胎模型植入子宮進(jìn)行孕育，就不必?fù)?dān)憂克隆問題，而且人類胚胎模型研究能夠增進(jìn)對(duì)人類發(fā)展和發(fā)育障礙的理解，這是有利于科技發(fā)展和人類生命健康的。
2021年5月，國(guó)際干細(xì)胞研究學(xué)會(huì)（ISSCR）新修訂的《干細(xì)胞研究與臨床轉(zhuǎn)化指南》就明確建議應(yīng)高度重視人類胚胎模型的倫理、社會(huì)等問題，并要求禁止開展將人類胚胎模型植入人類或動(dòng)物子宮的相關(guān)研究。這實(shí)際上也是為了打消人們對(duì)人類胚胎模型研究的發(fā)展可能滑向人類生殖性克隆的疑慮。
科技是把雙刃劍，一方面可以造福人類，另一方面又可能給人類帶來風(fēng)險(xiǎn)。回顧過去不難看到，生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展史，也是其倫理規(guī)范、法律規(guī)范頻頻調(diào)整的歷史。我們應(yīng)充分發(fā)揮生命科學(xué)有益之用，盡量減小或避免其發(fā)展給倫理和社會(huì)帶來的沖擊與挑戰(zhàn)。毫無(wú)疑問，生命科學(xué)正迅猛發(fā)展、日新月異，哺乳動(dòng)物胚胎模型的構(gòu)建及研究為人類認(rèn)知世界、認(rèn)知自我打開新窗。雖然當(dāng)前胚胎模型研究的重大突破還主要集中在小鼠，但其已經(jīng)勾勒出一幅人類胚胎模型發(fā)展與應(yīng)用的前景。是時(shí)候思考該領(lǐng)域發(fā)展對(duì)人類社會(huì)的潛在影響了，我們尤須考量構(gòu)建相關(guān)倫理、法律框架，更好地推動(dòng)人類胚胎模型研究領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展。目前來看，這些需求越來越明晰而迫切。
（作者彭耀進(jìn)，系中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所、北京干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究院雙聘致一研究員）
標(biāo)簽： 胚胎模型
