合成人类胚胎取得突破性进展，或引发伦理与法律挑战

　　

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　　这一突破有助于遗传疾病的研究，但也引发了严重的伦理和法律问题。

　　

　　用于培育合成小鼠胚胎的滚筒培养箱。照片来源：Ahmad Gharabli/AFP/Getty Images。

　　揭开胚胎发育黑匣子

　　科学家利用干细胞制造出合成人类胚胎，这是一项突破性进展，避免了对卵子或精子的需求。

　　这些模型胚胎与人类最早期发育阶段的胚胎相似，可以为研究遗传疾病的影响和反复流产的生物学原因提供一个重要窗口。

　　然而，这项工作也引发了严重的伦理和法律问题，因为实验室培育的实体不属于英国和大多数其他国家的现行立法范围。

　　这些合成人类胚胎结构没有跳动的心脏或大脑的雏形，但包括通常会形成胎盘、卵黄囊和胚胎本身的细胞。

　　

　　天然胚胎和干细胞培养胚胎的自组织和形态转变示意图。红色：天然胚胎的上胚层和体外培养胚胎的胚胎干细胞（ES）。蓝色：天然胚胎中的滋养外胚层和体外培养胚胎中的滋养层干细胞（TS）。绿色：自然胚胎中的原始内胚层和内脏内胚层，以及体外培养胚胎中的胚外内胚层细胞（XEN）。紫色：中胚层。ExE，胚外外胚层。

　　在波士顿举行的国际干细胞研究学会年会上，剑桥大学和加利福尼亚理工学院的Magdalena ?ernicka-Goetz教授在全体会议上介绍了这项工作。她在会上说：“通过对胚胎干细胞进行重编程，我们可以创造出类似人类胚胎的模型。”

　　

　　合成胚胎近期不会用于临床，将它们植入病人子宫是非法的，而且目前还不清楚这些结构是否有潜力在发育的最初阶段之后继续成熟。

　　这项工作的动机是让科学家们了解胚胎发育的“黑匣子”时期。之所以称之为“黑匣子”，是因为科学家们只能在实验室中培养胚胎至法定的14天。然后，他们通过观察妊娠扫描和用于研究的胚胎来了解更长久的发育过程。

　　伦敦弗朗西斯-克里克研究所（Francis Crick Institute）干细胞生物学和发育遗传学负责人Robin Lovell-Badge说：“如果利用干细胞真正模拟正常人类胚胎发育，就可以获得大量信息，了解我们如何开始发育，会出什么问题，而不必使用早期胚胎进行研究。”

　　在此之前，?ernicka-Goetz的团队和以色列魏兹曼研究所（Weizmann Institute）的一个竞争小组已经证明，可以鼓励小鼠干细胞自我组装成具有肠道、大脑雏形和心脏跳动的早期胚胎样结构。从那时起，一场将这项工作转化为人类模型的竞赛就开始了，几个小组已经能够复制最早期的发育阶段。

　　

　　八天后的合成小鼠胚胎。

　　照片：以色列魏兹曼研究所

　　仍需克服多重困难

　　剑桥-加州理工学院实验室最新研究成果的全部细节尚未在期刊论文中发表。不过，?ernicka-Goetz在会议上介绍说，胚胎培养到的阶段刚刚超过自然胚胎14天的发育期。

　　每个模型结构都由单个胚胎干细胞培育而成，它们已经达到了发育里程碑的起点，即胚胎从连续的片状细胞转变为形成不同的细胞系并建立身体的基本轴线。

　　在这一阶段，胚胎还没有跳动的心脏、肠道或大脑的雏形，但模型显示存在胚性细胞（primordial cells），即卵子和精子的前体细胞。

　　?ernicka-Goetz在对《卫报》说：“我们的人体模型是第一个三系人类胚胎模型，明确含有羊膜和生殖细胞，即卵子和精子的前体细胞。” 它非常漂亮，完全由胚胎干细胞制造而成。

　　这一进展凸显了这一领域的科学发展速度已经超过了法律规定的速度，英国和其他国家的科学家已经开始着手制定自愿性指南，以规范合成胚胎的工作。

　　Lovell-Badge 说：“如果这些模型的整体意图与正常胚胎非常相似，那么在某种程度上，它们应该受到同样的对待。目前在立法中，它们并没有被同等对待。人们对此忧心忡忡。”

　　此外，胚胎干细胞形成的这些结构在理论上是否有可能长成生物，也是一个重大的未解之谜。据报道，用小鼠细胞培育出的合成胚胎看起来与天然胚胎几乎一样。但是，当它们被植入雌性小鼠的子宫时，并没有发育成活的动物。

　　今年4月，中国的研究人员用猴子细胞制造出合成胚胎，并将其植入成年猴子的子宫，其中几只猴子出现了怀孕的初步迹象，但没有一只猴子在几天后继续发育。

　　（https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.03.009）

　　科学家们说，目前还不清楚更高级发育的障碍仅仅是技术上的，还是有更根本的生物学原因。Lovell-Badge说：“这很难回答。很难说它们是否有内在问题，还是只是技术问题，这种未知的可能性使得加强立法的必要性变得十分迫切。”

　　译者/月月鸟

　　监制/莫十二

　　编辑/麦旋风