來源：BBC

撰文：David Cox

翻譯：任天

這確實(shí)不是一只普普通通的綿羊，它的出生具有開創(chuàng)性的意義。當(dāng)時(shí)英國(guó)蘇格蘭羅斯林研究所進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，利用另一只綿羊的乳腺細(xì)胞克隆了它，并以歌手多莉·帕頓的名字給它取名“多莉”。

20世紀(jì)50年代，英國(guó)牛津大學(xué)的生物學(xué)家約翰·格登發(fā)現(xiàn)了克隆非洲爪蟾的方法。自此之后，科學(xué)家們一直在進(jìn)行類似的嘗試，試圖復(fù)制出與另一個(gè)生物基因完全相同的生物體。從青蛙、蟾蜍到魚類，研究人員進(jìn)行了許多試驗(yàn)，但在大型哺乳動(dòng)物身上重復(fù)這一壯舉卻是一項(xiàng)十分復(fù)雜，甚至幾乎不可能完成的任務(wù)。

然而，就像許多科學(xué)突破一樣，多莉羊的克隆實(shí)驗(yàn)也有點(diǎn)僥幸。羅斯林研究所的研究人員一直試圖通過核移植的復(fù)雜過程來克隆綿羊。他們將一只母羊的乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核取出，利用電流將其移植到另一只羊的卵細(xì)胞中。于是，這個(gè)卵細(xì)胞就包含了多莉母親的所有DNA，它在實(shí)驗(yàn)室里生長(zhǎng)發(fā)育成一個(gè)胚胎。

不過，科學(xué)家并沒有想到會(huì)發(fā)生這一切。當(dāng)時(shí)，沒有人認(rèn)為成年動(dòng)物細(xì)胞的DNA有可能形成一個(gè)新的胚胎。羅斯林研究所的科學(xué)家原本打算用胚胎細(xì)胞進(jìn)行克隆實(shí)驗(yàn)，用乳腺細(xì)胞只是為了進(jìn)行技術(shù)測(cè)試。

本質(zhì)上來說，重新編程成年細(xì)胞細(xì)胞核中的所有DNA是可能的，這使它開始像胚胎細(xì)胞一樣，長(zhǎng)成了一只新的動(dòng)物。在出人意料地創(chuàng)造出一個(gè)胚胎后，羅斯林研究所的科學(xué)家們將它放入第三只羊體內(nèi)，這只羊最終生下了多莉。克隆羊成功的消息直到1997年2月22日才對(duì)外公布，讓公眾和眾多國(guó)際媒體感到驚訝和困惑。

幾天之內(nèi)，許多人就做出了很不祥的預(yù)測(cè)，主要集中在克隆人可能帶來的可怕后果。有人甚至建議，克隆技術(shù)可以為失去孩子的父母提供一種替代性的方法。《時(shí)代》雜志在迎接多莉的到來時(shí)，則用了一個(gè)帶有挑釁性的封面標(biāo)題：“還會(huì)有另一個(gè)你嗎？”

在世界的另一端，一位日本干細(xì)胞生物學(xué)家正饒有興趣地觀察著蘇格蘭發(fā)生的事件。

再生醫(yī)學(xué)的興起

1996年，山中伸彌覺得自己的事業(yè)前途渺茫。此前他曾擔(dān)任過骨科醫(yī)生，有過一段糟糕的經(jīng)歷：在一次切除良性腫瘤的手術(shù)中，原本熟練的外科醫(yī)生執(zhí)刀只需10分鐘的手術(shù)，他卻花了1小時(shí)才完成。據(jù)報(bào)道，同事們甚至用名字的諧音給他起了個(gè)綽號(hào)“邪魔中”，意思是礙手礙腳。

1996年至1999年，山中伸彌發(fā)現(xiàn)自己在大阪市立大學(xué)醫(yī)學(xué)院做著一份乏味的工作，大部分時(shí)間都在實(shí)驗(yàn)室照顧小白鼠，無法進(jìn)行研究工作。在這段時(shí)間，他讀到了科學(xué)家成功克隆多莉羊的消息。

山中伸彌對(duì)成體細(xì)胞能夠以這種方式重新編碼的事實(shí)很感興趣，并開始思考加入轉(zhuǎn)錄因子——與DNA結(jié)合以打開或關(guān)閉某些基因的蛋白質(zhì)——是否可以將任何成體細(xì)胞重新編碼回胚胎狀態(tài)。

經(jīng)過10年的研究，山中伸彌實(shí)現(xiàn)了他的目標(biāo)，首先是在小鼠身上，然后是在人類細(xì)胞上。他的技術(shù)通過添加4種轉(zhuǎn)錄因子的混合物，使皮膚或血細(xì)胞可以被重新編程為多能狀態(tài)，也就是說，它們可以變成人體中的任何一種細(xì)胞類型。這是一個(gè)巨大的突破，山中伸彌后來被授予2012年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

山中伸彌的突破之所以能引起如此大的關(guān)注，是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)使科學(xué)家能夠從病人身上提取血液樣本，并在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造出類器官（organoid）。這是器官的微型版本，如豌豆大小，具有與病人體細(xì)胞相同的行為。類器官可以用來測(cè)試新藥和疫苗，或是讓我們更簡(jiǎn)單地理解人類發(fā)育的一些基本過程。

科學(xué)家們也對(duì)該技術(shù)在遺傳疾病患者身上的潛在醫(yī)學(xué)應(yīng)用感到興奮。理論上，這可以讓你從病人身上提取細(xì)胞，糾正其基因缺陷，然后用這些細(xì)胞來修復(fù)病人受損的組織，因此，這無疑是一個(gè)非常重要的發(fā)現(xiàn)。

與克隆相關(guān)的技術(shù)也有一些直接的醫(yī)療應(yīng)用，利用克隆多莉羊過程中的一些步驟，可以幫助患有罕見線粒體疾病的女性避免將這種疾病傳給她們的孩子。通過將母親卵子的細(xì)胞核移植到另一名女性的健康卵細(xì)胞中，就可以去掉大部分或全部受損的線粒體。這種技術(shù)后來被稱為“三親嬰兒”技術(shù)。

克隆寵物

對(duì)于創(chuàng)造多莉羊的科學(xué)家來說，這項(xiàng)成就最直接的遺產(chǎn)就是讓他們的研究中心得以繼續(xù)存在。1996年，羅斯林研究所的財(cái)政狀況岌岌可危，研究資金面臨著政府的削減。

多莉羊成了救命稻草。隨后科學(xué)界和媒體的騷動(dòng)引起了美國(guó)生物科技公司ViaGen的關(guān)注。這家總部位于美國(guó)德克薩斯州的公司的于1998年購(gòu)買了克隆技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為羅斯林研究所提供了維持運(yùn)行的充足資金，直到他們能夠找到新的研究資金來源。

最初，ViaGen公司的主要目標(biāo)是利用克隆技術(shù)提高牲畜的繁殖能力，特別是對(duì)公牛等高價(jià)值的牲畜。時(shí)至今日，這方面的研究仍在進(jìn)行。克隆技術(shù)還被用來繞過正常繁殖過程中的隨機(jī)基因組合，將實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的理想基因改變一代代地傳遞下去。一些研究人員還在考慮將克隆技術(shù)與基因組編輯相結(jié)合，培育出對(duì)細(xì)菌感染、結(jié)核病和沙門氏菌病等一些常見疾病具有抵抗力的動(dòng)物。

然而，在過去6年里出現(xiàn)的卻是一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)——寵物克隆。2015年，ViaGen公司開始為想要克隆心愛貓狗的寵物主人提供服務(wù)。盡管價(jià)格昂貴——克隆一只貓的費(fèi)用是3.5萬美元，克隆一只狗的費(fèi)用是5萬美元——但還是存在市場(chǎng)需求。ViaGen公司并沒有透露目前克隆寵物的確切數(shù)量，但據(jù)該公司客戶服務(wù)經(jīng)理的說法，他們克隆出來的寵物已經(jīng)有數(shù)百只，每周都有小貓小狗出生，他們并不會(huì)做很多廣告，大部分都是通過口口相傳。

考慮到價(jià)格因素，ViaGen公司90%的客戶都只選擇保存寵物的細(xì)胞——這只需要1600美元——以備日后有財(cái)力時(shí)再進(jìn)行克隆。克隆寵物的高成本源于克隆過程的復(fù)雜性——克隆狗需要8個(gè)月的時(shí)間，而克隆貓需要一年的時(shí)間。

為什么這么貴？因?yàn)檎麄€(gè)過程涉及很多復(fù)雜的步驟，對(duì)于想要克隆寵物的客戶而言，這絕對(duì)有情感上的原因，他們希望能延續(xù)與寵物之間強(qiáng)烈的情感紐帶。

在ViaGen公司推出克隆寵物業(yè)務(wù)之后，這個(gè)行業(yè)逐漸在全球其他地方發(fā)展起來。韓國(guó)秀巖生物科技公司（Sooam）也開始提供狗克隆服務(wù)。

不過，許多科學(xué)家仍然對(duì)寵物克隆的整個(gè)前提感到不安，他們認(rèn)為克隆寵物“并沒有正當(dāng)?shù)睦碛伞薄１M管克隆出來的動(dòng)物在基因上與供體是完全相同的，但它們的行為特征和性格卻不盡相同。換言之，所有生物都是基因和環(huán)境共同作用的產(chǎn)物，人們真正想要的是認(rèn)得自己，并知道某些特殊技巧的寵物，從這個(gè)意義上說，寵物克隆在某種程度上利用了人們的悲傷。

恢復(fù)已經(jīng)滅絕的物種

在多莉克隆出來之后的幾年里，人們關(guān)注的核心問題是，科學(xué)家是否會(huì)將這項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)展到人類，以及由此引發(fā)的諸多道德和倫理問題。

不過，盡管人類胚胎在2013年被成功克隆，但還從未有人嘗試過克隆完整的人類，因?yàn)檫@可能會(huì)引起公眾的強(qiáng)烈抗議。2018年1月，中國(guó)科學(xué)家克隆了第一批靈長(zhǎng)目動(dòng)物——食蟹獼猴“中中”和“華華”。但沒有任何跡象表明，這項(xiàng)工作被用于進(jìn)一步克隆其他靈長(zhǎng)類物種。

事實(shí)上，克隆研究的大部分資金都被用于利用克隆技術(shù)拯救瀕臨滅絕的動(dòng)物。科學(xué)家正在努力進(jìn)行大熊貓和北白犀的克隆。北白犀是白犀的一個(gè)亞種，地球上僅存兩只個(gè)體，而且全為雌性，因此已宣告功能性滅絕。在過去兩年中，ViaGen公司已經(jīng)克隆了兩個(gè)瀕危物種：黑足鼬和普氏野馬。

目前，有科學(xué)家正在領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃，試圖“復(fù)活”真猛犸象。這是一種已經(jīng)滅絕的猛犸象，生活在大約4000年前。丘奇的初創(chuàng)公司Colossal已經(jīng)籌集了1450萬美元的資金，希望通過提取亞洲象的皮膚細(xì)胞，并使用克隆技術(shù)將其與猛犸象的DNA重新編程，來創(chuàng)造一個(gè)“亞洲象—猛犸象”雜交物種。

研究人員將這種“重生”的象科物種更多地描述成一種“北極象”，它可以在遙遠(yuǎn)的北方苔原地區(qū)發(fā)揮重要的生態(tài)作用，幫助恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的活力。一個(gè)很好的理由可以用來解釋為什么要?jiǎng)?chuàng)造一頭“北極象”：它具有現(xiàn)代大象和猛犸象的一些最優(yōu)良的特征，這些特征將與氣候變化和恢復(fù)北極苔原有關(guān)。

然而，創(chuàng)造“北極象”也會(huì)面臨一些挑戰(zhàn)。該項(xiàng)目將涉及亞洲象皮膚細(xì)胞的基因編輯，使這些細(xì)胞攜帶猛犸象的基因，再尋找合適的代孕母象來孕育并生產(chǎn)由此培育的胚胎。作為宿主，大象和猛犸象真的很不一樣，它出生后會(huì)發(fā)生什么？母象會(huì)不會(huì)想“我到底生出了什么？”猛犸象寶寶又會(huì)如何與大象互動(dòng)？還有人提出了其他許多問題，比如復(fù)活一種已經(jīng)滅絕的動(dòng)物是否適當(dāng)。在今天的地球上，許多物種都面臨著生存挑戰(zhàn)，而在猛犸象最后存在的時(shí)期，地球的氣候和生態(tài)系統(tǒng)與今天是完全不同的。

創(chuàng)造一個(gè)讓猛犸象可以生存的環(huán)境，并確保它們能滿足適當(dāng)?shù)娘嬍承枨螅赡軙?huì)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。有人會(huì)說，猛犸象再次回歸不是很好嗎？但真的是這樣嗎？這樣對(duì)猛犸象好嗎？

克隆技術(shù)的未來

在未來幾十年里，克隆技術(shù)的應(yīng)用也可能帶來更令人警醒的結(jié)果。2022年1月，美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的外科醫(yī)生將一顆豬的心臟移植到一名患有晚期心臟病的男子體內(nèi)。這顆心臟具有10個(gè)人類基因修飾的特征，研究小組希望它能減少器官排異的幾率。

不幸的是，這位患者只存活了兩個(gè)多月。不過，這次移植引起了世界各地醫(yī)生的注意，他們認(rèn)為這是一種解決世界器官移植短缺問題的潛在方法。

德國(guó)是歐洲器官捐獻(xiàn)率最低的國(guó)家之一。慕尼黑的創(chuàng)新醫(yī)學(xué)模型中心主任埃克哈德·沃爾夫正試圖克隆并培育一系列基因完全相同的豬。他的想法是創(chuàng)造一個(gè)合適的種群，從中獲得的器官可以很方便地進(jìn)行異種器官移植，應(yīng)用到人類身上。根據(jù)器官移植基金會(huì)的數(shù)據(jù)，目前德國(guó)約有8500人被診斷為器官衰竭，除了器官移植之外，他們沒有其他治療選擇。

沃爾夫表示，有必要采取更激進(jìn)的措施。“形勢(shì)非常緊迫，”他說，“例如，在主動(dòng)等待心臟移植的患者中，只有大約一半最終能夠獲得移植。豬作為供體有很多優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兊钠鞴俅笮『凸δ芟鄬?duì)適合人類，而且基因工程在豬身上已經(jīng)很成熟，使用豬比使用非人類靈長(zhǎng)目動(dòng)物在倫理上更容易被接受。”

沃爾夫的目標(biāo)是在實(shí)驗(yàn)室條件下利用克隆技術(shù)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行一些基因編輯，以盡量降低器官排斥和感染的風(fēng)險(xiǎn)，然后再克隆一代豬胚胎。如果一切進(jìn)展順利，他打算在三年內(nèi)開始臨床試驗(yàn)。

不過，并不是所有人都對(duì)克隆用于器官移植目的的動(dòng)物持積極態(tài)度。德國(guó)的動(dòng)物權(quán)利活動(dòng)人士認(rèn)為，這本質(zhì)上是讓豬淪為器官工廠。德國(guó)動(dòng)物福利協(xié)會(huì)則表示，該項(xiàng)目在倫理上存在問題。

克隆羊多莉，這個(gè)讓全世界為之著迷的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)過去了25年。直到今天，克隆技術(shù)依然是一個(gè)與多莉出生時(shí)同樣重要和有爭(zhēng)議的話題。