在美國,，超過11.4萬名男性,、女性和兒童正在等待器官移植。每天都有22個人在等待中死去,。為了解決器官短缺問題,，研究人員正努力利用病人自身的細胞按需培養(yǎng)器官，以消除尋找完美匹配供體的需求,。

但是,，在實驗室中培育出符合人體尺寸的替代器官仍然需要幾十年時間。因此,，有些科學家正在試驗尋找自然和生命本身的界限,，即用其他哺乳動物來培育人類細胞。今年早些時候,，當科學家宣布他們培育出含有人類細胞的綿羊胚胎時,，這項研究向前邁出了一大步。

圖：這只羔羊正接受醫(yī)護人員的注射

加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)副教授巴勃羅·羅斯博士(Pablo Ross)和他的同事,，在綿羊胚胎發(fā)育的早期階段就將人類干細胞引入胚胎中，并發(fā)現(xiàn)胚胎中每10000個細胞中就有1個是人類干細胞,。與之前的實驗相比,，這是個巨大的進步。此前,，他們使用豬胚胎進行培育,，發(fā)現(xiàn)豬體內的人類干細胞為十萬分之一。

由此產生的嵌合體(早期胚胎的別稱)只被允許發(fā)育28天,。以報道生命科學重大突破為中心的在線雜志《Leapsmag》撰稿人卡倫·切斯勒(Caren Chesler)最近采訪了羅斯,，并探討了他的最新研究。以下為采訪摘要：

切斯勒：你的目標是將來在動物身上培育出人體器官,，用于器官移植,。你的研究需要涉及哪些方面,？

羅斯：我們正把人的干細胞移植到動物胚胎中,，大約在胚胎發(fā)育的第三到第五天移植。這個概念已經被證明在小鼠和大鼠之間有效,。你可以在老鼠體內培養(yǎng)小鼠的胰腺,，或者在小鼠體內培養(yǎng)老鼠的胰腺。為了使這種方法適用于人類，下一步是將這些細胞移植到更大的動物身上,，使其產生適合人類大小的器官,。

這就是我們選擇用豬和羊開始這項初步工作的理由，因為成年豬和羊的器官大小與成年人類相似,。豬和羊的生長速度也非?？欤运鼈兛梢栽?到10個月的時間里從受精時的單個細胞長到成年大?。s100公斤重）,。這比平均等待器官移植的時間要短得多。

切斯勒：那么如何讓動物長出你想要的器官呢,？

羅斯：首先,，我們需要培育出沒有與人類相似器官的動物。我們可以培育出羊或豬,，它們不會長出自己的胰臟,，這些動物可以充當培育人類胰腺的宿主。為了實現(xiàn)這個目標,，我們需要將人類干細胞整合到胚胎中,，以便培育出人類需要的器官。我們在豬身上所做的,，以及最近在綿羊身上進行的試驗,，正在測試不同類型的干細胞，并將它們植入發(fā)育3到5天的早期胚胎中,。

接著,，我們把胚胎移植到代孕母豬或母羊體內，最后在胚胎發(fā)育到第28天時采集胚胎,，那時大多數器官都已經預先形成,。人體細胞對每個器官都很重要。但是在這樣做的過程中,，它們會與宿主生物競爭,。因為這個過程發(fā)生在豬的胚胎里，豬的細胞將贏得每個器官的競爭,。

切斯勒：因為你沒有注入足夠的人體細胞嗎,？

羅斯：并非如此，因為這是豬占主導的環(huán)境,。作為宿主,，豬基本上在發(fā)揮控制作用。這在老鼠和小鼠實驗中也能看到,，宿主總是贏得最終勝利,。但是我們需要處于早期發(fā)育階段的人類細胞,，以便形成需要的器官，比如胰腺(在第25天左右發(fā)育),，豬細胞不會對此產生回應,，但如果在這個位置上有人類細胞，這些人類細胞就可以幫助形成胰腺,。但如果這樣的細胞不存在,，它們就不會對形成器官產生作用。我們瞄準特定器官的方法是,，排除有關該器官的競爭,。

切斯勒：如果你想讓它長出胰腺，你就會用不會自己長出胰腺的胚胎,。但是你不能控制其他細胞的去向,。例如，你不希望它們進入動物的大腦或者性腺中,，對吧?

羅斯：你不會希望這些細胞賦予動物以任何人類特征的,。但即使細胞進入大腦，也不會賦予動物人類的特征,。有些人類細胞,，即使存在于動物大腦中，也不能幫助其形成人類大腦,。太多的細胞也可能是個問題,，因為我們不知道閾值是多少。

我們現(xiàn)在研究的目標是觀察發(fā)育28天的胚胎,，并評估發(fā)生了什么：人類細胞在那里嗎,？有多少？它們會進入大腦嗎,？如果會進入動物大腦,，有多少會進入？這是不是個嚴重問題,？如果我們發(fā)現(xiàn)太多的人類細胞進入大腦,，那可能意味著我們不會繼續(xù)這種方法。此時,，我們無法控制它,，但我們會分析它。

切斯勒：還出現(xiàn)了什么其他倫理問題,？

羅斯：將人類特性賦予其他生物,，這是最令人擔憂的問題。我不想參與其中的爭論,，所以這就是我們要評估的,。通過保持我們的研究處于非常早期的發(fā)育階段,，我們并沒有創(chuàng)造出人類,、類人生物或任何介于兩者之間的東西,。

切斯勒：是什么引起了道德上的恐慌？是進化出人類特征的動物嗎,？

羅斯：發(fā)育出人類特征的動物超出了人們所能接受的范圍,。我也有同感。但迄今為止,，我們主要在大鼠和小鼠身上觀察到的是,，宿主動物支配著發(fā)育。當你把小鼠細胞放入老鼠體內時,，即使它們是近親,，有時小鼠細胞甚至占老鼠體內30%的細胞，但結果它仍然老鼠,。它依然保持著老鼠的典型體型,、形狀，器官大小也和老鼠差不多,。即使胰腺完全由小鼠細胞構成,，胰腺也是老鼠大小的，因為它在老鼠體內生長,。

這種情況甚至發(fā)生在許多不共享的器官上,，比如膽囊，小鼠有膽囊器官,，老鼠卻沒有,。如果你把小鼠身上的細胞植入老鼠體內，后者也永遠不會長出膽囊,。但如果你把老鼠細胞放進小鼠體內,，小鼠細胞最終會形成膽囊，即使那些老鼠細胞永遠不會在小鼠體內形成膽囊,。這就意味著,，細胞結構是按照胚胎的方向發(fā)育的，包括它們的形成,。

基于這些觀察,，如果你把人類細胞放進綿羊胚胎中，我們就會得到攜帶人類細胞的綿羊,。而胰腺器官將會是綿羊胰腺的大小和形狀,，但是它將會含有人類細胞，和那些提供用來產生干細胞的病人的細胞完全相同,。但是,，如果通過這樣做,，動物獲得了與人類相關的功能或解剖學特征，我無法接受,。

切斯勒：所以你認為這些擔憂是合理的,？

羅斯：絕對如此，這些問題需要考慮,。但有時提出這些擔憂,，我們就會阻礙技術的發(fā)展。我們需要考慮這些問題,，但必須全面評估它們,，以確定它們是否在科學上是合理的。因為當我們必須考慮做這件事的倫理時,，我們也需要考慮不做這件事的倫理,。在美國，每天都有22人因為沒有可移植的器官而死亡,。這種短缺僅靠捐贈是無法解決的,，這是顯而易見的。當人們因年老而死時,，他們的器官就不再是好的了,。

自從器官移植取得成功以來，需要器官的人數始終在增加,。雖然可用器官的數量也有所增加,，但增長速度要緩慢得多。我們需要找到替代選擇,，我認為在動物體內培育器官就是其中一種可用方案,。

切斯勒：現(xiàn)在，美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）的資金暫停發(fā)放,？

羅斯：是的,。這只是一家機構，但它碰巧是最大的生物醫(yī)學資金來源,。我們有來自加州再生醫(yī)學研究所提供的公共資金支持,，我的同事也有國防部資金扶持?？梢哉f,，如果沒有國家衛(wèi)生研究院的資助，這項研究就不會在這里發(fā)生,。它可能發(fā)生在其他地方,，比如中國。

切斯勒：美國有多少研究是由國家衛(wèi)生研究院資助的,？

羅斯：可能超過75%,。

切斯勒：那么,，解除這一禁令將對那些需要新器官的人產生什么樣的影響？

羅斯：我想會有很大的影響,。禁令不僅阻止人們尋求資金來推進這一領域的研究,，它還影響了其他的資金來源。他們會認為,，如果國家衛(wèi)生研究院都不支持,，我們?yōu)槭裁匆Y助呢,？它阻礙了技術進步,。

切斯勒：那么，有了這項禁令,，我們還要多久才能真正在動物體內培育出人類器官呢,？

羅斯：不管有沒有禁令，我都無法給出準確的估計,。到目前為止,，我們所知道的是人類細胞對動物胚胎的貢獻不大。我們不知道為什么,。對于我們可以測試的東西,，我們有很多好的想法，但我們現(xiàn)在無法前進,，因為我們沒有資金,。或者我們正取得進展,，但非常緩慢,。在開發(fā)這些技術方面，我們剛剛觸及皮毛,。

我們仍然需要在理解不同物種如何相互作用,，以及人類細胞如何參與其他物種發(fā)育方面取得重大飛躍。我無法預測我們什么時候會到達那個點,，但可以肯定地說,，沒有國家衛(wèi)生研究院的資助，這種未來是不會實現(xiàn)的,。它可能在其他地方發(fā)生,，比如中國。我認為很重要的一點是,，這是個非常早期的胚胎發(fā)育階段,，它不應該被展示給那些需要器官的人，因為給絕望的人以虛假的希望更為殘酷,。

切斯勒：所以5到10年的預測是不現(xiàn)實的,。

羅斯：我想需要更長的時間,。如果我們現(xiàn)在有一種可以阻止心臟病發(fā)作的藥物，它可能需要5到10年才能上市,。而在器官移植領域,，你會看到一個更復雜的系統(tǒng)，也許在20-25年才能實現(xiàn),。