美国蒙大拿州立大学研究副主管蕾妮·雷霍·派拉(Renee Reijo Pera)认为,像这样的投机性炒作具有误导性,是十分有害的。她说:“但我不认为像体外配子是恐怖的事情,相反我看到的是因无法生育后代而陷入困境的人群,这项技术或将带给他们福音。”
派拉表示自己对实验室制造出一个孩子,就能让不孕不育者走出悲伤困境而感到置疑。她说:“我认为这样会使那些不孕不育的人感到悲伤,因为正常人们所做的就是通过自然方式生育后代。也许是我思考得太过简单,但是我认为获得健康孩子的方式还是应当让两个异性结合在一起,有葡萄酒和美味晚餐。”
重编程细胞
作为20世纪90年代的一名博士后研究员,派拉帮助研究了导致男性精子完全丧失功能的关键基因。这种被称为DAZ的无精子基因非常有趣,因为它们仅存在于灵长类动物体内,这意味着除了我们的双手和智慧之外,在生殖后代方面人类具有独特的细节特征。
科学家所面临的问题是,许多这些细节都是隐藏在视线之外的。科学家用于研究目的的胚胎仅能在实验室里存活14天,而之后则进入一个关键时期,大约有40个细胞开始“神秘旅程”,它们朝向生殖腺嵴发育,也就是未来的卵巢或者睾丸组织。在这段旅程中,配子获得了形成新生命的能力,但是科学家对该阶段仍不是完全了解。
派拉有一个兴趣爱好,就是重建这一过程是如何运行的,在她的职业生涯早期,她被诊断出患有卵巢癌,这是一种被称为“颗粒细胞肿瘤”的罕见疾病,该疾病导致她无法生育子女。就在派拉开始关注不育症的相关医疗保健问题时,一些人对她说:“哦,没有什么关系,领养一个孩子很容易,这很容易做到,那样也不会影响生活。”最终她和丈夫决定从危地马拉收养一个孩子。2006年,她开始学习西班牙语,在接受《新闻周刊》记者采访时,她表示自己即将成为一名母亲,当时她被评选为“美国最有影响力的20名女性之一”。然而随后危地马拉停止允许外国人收养当地儿童,那时派拉已49岁。
派拉说:“因此我开始了这样一种生活,我和丈夫,还有一条叫做Boo的宠物狗,这就是我所能做的。”
尽管放弃成为一位母亲,但是派拉并未放弃科学研究,相反,她发现了治疗不育症的最终答案。2006年,一位名叫山中伸弥(Shinya Yamanaka)的日本科学家在研究报告中指出,他已找到治疗不育症的方法,将包括皮肤和细胞在内的任何成年人细胞转化为所谓的“诱导多能干细胞(简称为iPS)”,它们经历了一种分子遗忘过程,就像在新形成的人类胚胎中发现细胞一样,它们没有固定的身份,但能够形成骨骼、脂肪或者身体其它部位。这项技术被证实是非常简单的,一些人甚至将其比作是生物研究领域的“柏林墙倒塌”。
6年之后,山中伸弥获得了诺贝尔奖,随着诱导多能干细胞研究的进一步提升发展,他解决长期以来的伦理争议问题。他找到一种方法来探索人类发展的早期阶段,而不是使用试管受精胚胎。此外,诱导多能干细胞来自于特殊群体,这意味着所得到的细胞可以和患者完全匹配,目前,科学家开始讨论为移植手术提供“个人化”神经元或者心脏细胞供应。
派拉和很多科学家一样,知道基因相同干细胞在生殖系统中的重要性,如何从皮肤细胞中获得与生物学相关的婴儿呢?
即使山中伸弥的“反绕”细胞技术能够很快应用,解决这一问题仍存在巨大挑战性。科学家还不知道什么因素促使细胞发育成一个神经元,而不会成为脚趾甲的一部分。计算这样一个生物化学配方,促进细胞发育、精确成分和步骤已成为生物学领域最令人畏惧的难题之一。
今年6月份,3900名发展生物学家、生物技术主管和医师齐聚波士顿会展中心,参加第15届国际干细胞研究协会年会。日本电视台记者对山中伸弥进行了重点采访,出席此次会议的科学家多数是致力于研究创造特定细胞类型。美国哈佛大学科学家道格拉斯·麦尔登(Douglas Melton)表示,他花了十几年时间决定如何将干细胞转化为胰腺细胞,这是一种响应胰岛素的细胞组织,最终于2014年实现。据悉,麦尔登有两个患有糖尿病的孩子,他希望通过细胞移植治愈他们的疾病。他告诉记者说:“我们希望完全控制和掌握细胞的命运。”
生命秘方
在会议期间,我采访了两位日本科学家齐藤通纪(Mitinori Saitou)和Katsuhiko Hayashi,他们在2016年11月份发表的研究报告中称,他们将老鼠尾部细胞变成了诱导多能干细胞,之后发育成了卵子。这是人类历史上第一次在体内创造出人造卵子。用这些合成的卵子,他们培育了8只幼鼠。这些老鼠不仅身体健康,而且还能继续繁殖。这项发现花了5年时间才完成,并在《自然》杂志上发表了长达17页的研究报告,山中伸弥称齐藤通纪是一位“天才”。
这两位科学家目前的目标是使用相同的方法培育人类生殖细胞,齐藤通纪表示,山中伸弥曾亲自指导他如何制造人类配子。他说:“山中伸弥亲自过问这件事情,他认为我们应该这样做,因为这在科学上是非常有趣的,我对此十分着迷,尤其是为什么这些细胞能够形成一个新的个体,这是控制细胞命运的终极方式。”
山中伸弥领导的研究团队证明了诱导多能干细胞具有实际应用,把诺贝尔奖的重要发现转化为治疗手段,已成为国家的首要任务。2014年,日本研究人员首次对诱导多能干细胞进行了测试,用于治疗失明。但是齐藤通纪指出,人造配子当前还未列入议程之中,它甚至不能与替代细胞治疗相提并论。我认为使用体外生殖细胞来制造人类个体是很困难的,但这不是不可能的。
这不仅是技术上的难题,齐藤通纪对于该进程产生的伦理影响心存顾虑。他收到了大量不育夫妇的来信,然而在日本,原则上禁止科学家使用这样的细胞来培育人类胚胎,政府正在衡量是否需要放宽相关的限制规定。
技术方面的障碍可能会在法律问题之前解决,尽管齐藤通纪对于伦理问题十分担忧,但现在已有一个关于完善人类卵子的竞赛实验紧锣密鼓地进行。齐藤通纪承认,现在自己与来自剑桥大学的导师阿兹姆·苏拉尼(Azim Surani)进行了一场“不太愉快”的比赛,看谁能成为第一个解决问题的人。目前在日本九州大学任教的Katsuhiko Hayashi曾经是苏拉尼的学生,Katsuhiko Hayashi也在暗自努力,如果其中的任何一个人能够做得更好,其他研究人员可能在试管受精手术中就不会犹豫不决了。
当我问及Katsuhiko Hayashi花费多长时间才能制造出人类配子时,他说:“10年或者20年,这是最难回答的问题,因为我在做实验,而且这些实验并不容易,我不想当一个说谎者,说只有5年即可实现,那么5年之后会有人会责怪我。”