克隆动物食用肉,距离上市还有距离 |
“多利”革命性技术已不是顶峰,克隆仿佛变得触手可及 |
哈尔滨成体体细胞“克隆猪”第二胎顺利剖腹产 |
克隆动物食品是否能食用引起全球争议
吃还是不吃,是个问题?
“克隆?哦,那些戴眼镜的专家考虑的问题,我不关心。”
几年前,这样想没有问题。可是,有一天,家庭主妇也要去打听克隆是怎么回事,因为超市的货架上,出现了一种据说是克隆牛肉的新产品。
这一天是什么时候?不知道,但一定是越来越近了。
美国FDA再次发布公告,认可了一部分克隆动物食品的安全性。在中国,利用克隆技术的动物繁育研究,也一直在进行中。
不用惊讶于科学研究的速度,当我们拿伦理、拿要克隆人的疯狂科学家和学术造假丑闻议论时,科学家们却在埋头苦干,朝着“美丽新世界”进发。“新世界”美景之一是,在克隆的基础上,所有的奶牛都是高产奶牛,羊奶与人母乳的营养成分相差无几。
转基因农作物刚刚出现时,很多人抵制,但现在,很多国家都能方便地买到转基因大豆油。同样,尽管克隆动物食品遭到了一些抵制,但它的出现,不再是需要讨论的问题,唯一的问题是什么时候出现。
人口在膨胀,就算人口不膨胀,人对更好生活的欲望膨胀得更快,没有人真正愿意回到刀耕火种的时代,但,地球的资源有限。
克隆技术,是解决这个落差的方法之一。到了一定的时候,吃还是不吃,根本就不是我们能够选择的。(黄祺)
FDA:克隆动物可以上餐桌
FDA花了6年时间经过各项指标的化验和比对,他们认定,克隆动物中所含的维生素、脂肪、蛋白质、氨基酸等含量与普通动物制品并无两样。而且,那些经克隆食品喂养长大的实验鼠也没有出现什么不良反应。
撰稿·邵乐韵
还记得当初对待转基因食品,你是什么态度吗?
如果说未来某一天,超市的货架上出现了克隆牛奶、克隆猪排,你又愿不愿意接受、敢不敢买回家食用呢?这不是一个凭空的假设,而是一个现实——一度离我们遥远的克隆产物,如今似乎正走出实验室的“深闺”,准备进入我们的厨房。
FDA:克隆肉制品与普通肉制品一模一样
“克隆牛、猪、山羊及其后代的肉制品和奶制品,与源自传统养殖动物的制品一样,可以安全食用。”美国食品药品管理局(FDA)历经6年研究,终于得出以上结论。今年1月,报告始出,激起千层浪,一如12年前,第一只体细胞克隆动物多利羊诞生时的情形。
“多利”好比一道原始命题,激发了后来者无限的猜想热情。当各国实验室纷纷传出克隆猪、克隆牛、克隆山羊的“捷报”,有关“克隆动物是否应该归入食物供应链”的讨论也日渐升温。对于科学家们来说,这是一道庞大的证明题,步骤要严谨,论据要周详。
FDA花了6年时间来解题。在这6年里,科学家们对600多头克隆动物(如猪、牛等)的肉和奶进行了检测。经过各项指标的化验和比对,他们认定,克隆食品中所含的维生素、脂肪、蛋白质、氨基酸等含量与普通动物制品并无两样。而且,那些经克隆食品喂养长大的实验鼠也没有出现什么不良反应。
其实,FDA在3年前就向公众抛出过信号:未发现克隆动物及其后代的肉、奶存在食用风险或危害,并暗示将来可能准许上市。但暗示毕竟是暗示,在没有掌握足够的数据之前,谁也不敢轻易下这个断论。任何不谨慎的说法,都有可能掀起轩然大波。
好在FDA并不是单干,克隆公司也在积极主动地配合。
Via Gen是位于美国得克萨斯州首府奥斯丁的一家克隆公司,为科研机构提供了不少研究样本。他们用4头克隆公猪和3头普通公猪的精液让89头母猪受孕,得到404只幼崽,其中有242只是克隆猪的后代。这些幼崽在相同的环境中饲养长大后被统一宰杀,并送至FDA委托的一家独立实验室进行化验。研究人员对克隆猪后代的肉进行了蛋白质构成、脂肪酸分析等全方位的检测,项目多达14036项。结果发现,这么多项指标中,只有3项与普通猪肉不同,仅1项超出了农业部规定的正常范畴。
位于宾夕法尼亚的另一家大型克隆企业Cyagra也作了大量的研究。科学家对10只新生克隆幼畜、46只断奶克隆幼畜和18头成年克隆牲畜分别进行了80项血检、尿检测试。结果显示,和普通牲畜指标没有差别。79项肉质检测则表明,克隆肉制品和普通肉制品几乎一模一样。
种种研究结果似乎更加强化了FDA的判断:克隆动物如克隆牛、猪和山羊的肉和奶,可以安全食用,就像我们每天食用的食品一样安全。不过,具有讽刺意味的是,克隆绵羊作为克隆技术的首要成果,却没有足够的资格加入这一行业,依旧在等待更多的论证。
FDA的结论在美国以外的一些国家也得到了共鸣。新西兰和澳大利亚已经公布相关报告说克隆动物的肉和奶制品是安全的。加拿大和阿根廷正在得出相似的回答。就在FDA正式公布风险评估前不久,欧盟食品安全机构(EFSA)也出台了克隆动物肉奶制品的安全草案,在官方网站上写道:“来自克隆动物及其后代的食品和那些传统养殖的动物制品相比,几乎没有什么两样。”“目前来看,克隆动物也没有给环境带来影响。”
这似乎意味着克隆动物的奶肉制品离超市货架又近了一步。
欧盟:最好再作进一步研究
然而,有人对EFSA和FDA的报告不买账。
这边厢,EFSA刚说“行”,那边厢,欧盟的下属咨询机构“科学与新技术伦理欧洲小组”(EGE)就发出长达55页的意见书,称“还没有令人信服的论据证实克隆动物食品的安全性”,并指出,在克隆食品进入欧盟市场前,必须充分考虑其对人类健康的影响、保证动物福利达到世界动物健康组织标准、强化食品来源可追溯性等方面的立法。另外,EGE还建议,除了EFSA所调查的克隆猪和克隆牛品种外,最好再对其他克隆物种作进一步的研究。
面对两种截然不同的意见,欧盟委员会表示,两份报告都很重要,他们的态度将不偏不倚。欧盟健康委员会发言人马库斯·基普里安诺说:“我们对食品安全问题很慎重,所以在得出任何结论之前,我们必须收集所有意见,然后根据在27个成员国内开展的调查结果来判断。”这项调查刚刚于上月25日结束,而欧委会的最终意见预计会在5月出炉。在此之前,未经全面安全评估的克隆动物肉制品投放至人类食品市场属于违法行为。
在美国,“忧思科学家联盟”成员玛格丽特·梅隆读完了678页的FDA风险评估草案后也提出质疑:“文中有大段的假定,数据却很少,尤其是直接跟食品消费安全相关的数据。”她还指出,绝大部分克隆动物在出生前后不久就死亡了,那些存活下来的也未必正常。FDA应该推迟批准上市,至少要先有一个监控计划,对克隆食品进行跟踪观察,以便了解它们对人体健康所带来的影响。
据FDA发言人称,风险评估草案出台后,他们已经收到了许多民众的反馈,约有30500条之多。虽然她并没有说明评论的内容是好是坏,但可想而知,大部分都是反对者。
美国国会曾建议推迟公布准许政策,等待进一步的科研结果。参、众两院还试图在农业法案中用更有约束力的措辞来阻止FDA对克隆食品的放行。结果,FDA还是先人一步,作出了让两院吃惊的决定。
克隆动物的健康一直是令人担忧的问题,因为比起传统养殖的动物,前者更容易早衰、多病。美国消费者联合会负责食品政策的卡洛尔·弗曼觉得,FDA无视了研究中出现的负面结果,比如克隆试验中存在更多的死亡案例和畸变情况。有统计显示,大约有20%的克隆牛在出生后不能熬过24小时,另外有15%在断奶前就死亡了。尽管多利羊生下来没有出现畸形,但是它只活了6年就因肺部出现问题而死,寿命仅正常绵羊的一半。
对此,FDA也承认,“目前,还不可能对克隆种畜的寿命或长期的健康问题作任何结论”,但FDA正在与其他国际科学家进行合作,准备在今后推出一些指导方针,看如何提高克隆技术以减少动物的风险。
民众:还是感到不放心
有人呼吁,即便克隆食品真的要上市,也最好贴上标签,以便顾客将它们同普通食品区分开来。美国食品安全中心的安德鲁·金柏利说:“大部分美国人不愿意食用克隆动物的肉制品或奶制品。”让克隆食品上市,就好比“在餐桌上掀起一场卡特里娜风暴”。英国主流媒体更是毫不留情地把克隆动物称作“农场坟墓的怪胎”,把克隆食品视为“怪物食品”。
去年9月,皮尤食物和生物技术项目组织作了一次民意调查,结果显示,有64%的美国人对克隆食品感到不太放心。FDA也曾召开过一次听证会,当时有三分之一的消费者表示永远不会食用克隆食品。再加上去年美国国内频频发生食品危机事件,致使消费者对食品安全缺乏信心,更不用说是接受新型食物了。
但是FDA的科学家却坚称,克隆动物长到6—18个月以后,基本就和传统养殖的动物没什么区别了。所以,没有必要给克隆食品贴上特殊标签,这样反而会误导消费者,向他们传递一种“区别对待”的暗示信息。
目前,美国的克隆生产商一直采取“自愿约束”的方式,不让克隆牲畜的产品进入市场。虽然FDA已经放开政策,农业部仍希望克隆食品产业能够推迟产品上市的时间,至少先经过几个月的过渡期再说。
对此,美国两家最大的克隆公司,Via Gen和Trans Ova Genetics宣布他们会自发地给克隆动物进行登记,将它们同普通的肉类加工制品区别开来。这两家公司已经为美国的饲养者们培育了600多头克隆动物,其中包括优质奶牛和公牛的“复制品”。他们表示接受农业部的延长监管决定,但是强调这只适用于种畜本身,用传统手段培育出来的它们的后代则可以直接上市,不受限制。
公司:销售将缓步上升
随着克隆技术的推广与应用,一场科技与伦理的博弈也在展开。
从支持者角度看,克隆技术的应用可以解决许多农场的“老大难”问题。许多优良品种的牲畜往往在去势、驯化后才被发掘它们的好。现在,有了克隆技术,即使没有种畜的精液,也照样能复制出优秀后代。再比如,农场主可以同时“拷贝”多头优质奶牛,以提高产奶量。而如果依靠传统繁殖,奶牛每年只能生育一次,有一半的概率还是公牛,生产效率就大不如前者了。
2006年年末,英国一家农场迎来首只克隆牛后代“邓迪·帕拉蒂斯”。它的母亲是由美国一头黑白花大奶牛的耳部细胞克隆而成,父亲则是传统养殖的获奖公牛。自然而然地,邓迪继承了优秀传统——每天能够产出33升牛奶,比传统养殖的奶牛多出30%—40%,这就意味着多产出5万英镑的利润。
所以,在许多农场主眼中,克隆技术无疑是继人工授精和试管授精技术之后的又一个福音,让他们能够更好地控制牲畜的繁殖品种。
早在2003年10月,FDA首次提到克隆动物及其后代可以安全食用,就促使几家克隆企业马上扩大了运作规模。养殖克隆牲畜的农场主和公司预计,这是一个有利可图的市场,通过对良种牲畜进行克隆,就可以为消费者们源源不断地供应高品质的食物,比如高级的五花牛肉、美味的瘦型猪肉等,而这种优势是传统养殖手段无可比拟的。克隆公司相信,克隆动物的销售情况在未来几年将会缓步上升。
至于公众对克隆食品的安全顾虑,Via Gen的总裁马克·沃尔顿显得很自信:“成千上万的数据和研究报告以及美国国家研究院的两次评估结果都是一致的。没有什么可重审的了。”Trans Ova的总裁大卫·法贝则说,公众应该明白,克隆动物只是另一种养殖方式,就好像农场里广泛运用的人工授精技术一样。这只是纯粹的复制,并没有改变动物本身的基因组合。事实上,FDA对转基因食物的控制反而要更加严格,不亚于对药品监管的程度。
供应商:目前不会接受
沃尔顿还强调说,由于现在培育克隆动物的成本很高——饲养一头普通食用牛的平均成本是1000美元,而一头克隆奶牛的成本则要达到1万—2万美元——所以主要是将它们作为种畜,被推向市场的应该是它们的后代。而科学家们也已基本达成一致,认为尽管一些克隆动物身上还存在不确定的基因特质,但是它们正常交配所产下的后代是健康的。
但是,反对者中除了担心食品安全,还有的是考虑到动物权益和宗教伦理问题。
在一项调查中,近六成的美国人表示克隆食品会让他们觉得反胃,一想到那些动物生来就是残疾、经受痛苦,就觉得不忍心。美国人道协会指责说,畸形或易病的克隆动物都证明这项技术是极其糟糕的,FDA在克隆动物和它们代孕母亲的福利问题上没有予以足够的认识。公共利益科学中心的生物工艺部门主任格雷戈·杰弗则更加直言不讳地说:“即使这项技术是安全的,也不意味着社会就要接受它。”
消费者的态度无疑是食品供应商作决定的标杆。基于广大美国消费者仍然难以接受克隆食品,食品公司的回应都极为谨慎。几家主要的食品公司,比如泰森食品(Tyson Foods),很快就发表声明说他们不会和克隆畜业签约,至少目前不会。一些大型奶制品生产商如迪安食品(Dean Foods)、史密斯菲尔德(Smithfield Foods)等都不打算引进克隆食品,甚至准备联合起来予以抵制,因为他们觉得公众肯定不愿意食用“多利羊排”,也不会接受咖啡杯里的克隆奶油。像达能、雀巢这样的国际巨头更是高举红牌、连连反对。至于欧洲市场,大多数奶制品生产商也不敢妄动,因为显然消费者还没有做好这样的心理准备。
接受也好,争议也罢,有一点是不可否认的:以克隆、转基因等技术为代表的生物工艺业将成为今后全球农业中一个重要的组成部分。-
中国:吃不吃还不是一个问题
目前中国克隆动物产品距离产业化还有“漫长的道路”,原因并不在于缺乏安全性审查的标准,真正的距离在于技术。
撰稿·黄 祺(记者)
1996年,世界上第一只体细胞克隆羊“多利”在英国诞生,1997年科学家把这一科研成果公之于世后,给生物学界造成了巨大的震动,从此以后,除了“公羊”“母羊”,羊这种动物多了一个分类——克隆羊,或者干脆就把它们统称为“多利”。
中国动物克隆技术在稳步推进
在当时,“多利”带来的革命性改变,只有少数科学家能够真正理解,但现在,“多利”不再是世界唯一的技术顶峰,克隆仿佛变得触手可及。最近,一名墨西哥人准备找公司克隆一头勇猛的斗牛,让它的优良基因得以延续。各国很多科学家都掌握了克隆技术,更有许多科学家雄心勃勃,朝着克隆动物产品产业化的目标进发。
在中国,已经有数家科研机构有能力克隆动物,并让不少的克隆动物存活下来。中国科学院动物所首席研究员陈大元、2007年12月刚当选为中国工程院院士的中国农业大学李宁教授等,都已经成功培养出克隆牛,中国工程院院士、上海医学遗传研究所所长曾溢滔也在克隆牛和羊的工作上稳步前进。
药物也好,牛排也好,克隆技术最终的目标,都是制造产品送进人的身体里,所以,“克隆离餐桌有多远”这个问题,永远吸引人们的关心。美国FDA认可了部分克隆动物食品的安全性以后,中国大众也开始讨论克隆食品是否能吃。
关于克隆食品的安全性,中国农业大学李宁教授介绍说,目前国内还没有相关的标准出台,有关部门领导碰面时会提及标准问题,但距离正式的探讨还有距离。“中国与美国的情况不同,美国的产业部门会向FDA提出制定克隆动物食品标准的要求。”李宁教授说,产业部门的呼吁已有五六年之久,FDA关于安全性的标准和认可姗姗来迟,为此,产业部门极为不满,他在国外参加学术会议时,常常听到国外专家的抱怨。但在国内,动物产品生产的各个环节分属不同部门管理,很难有部门主动“应战”。
但李宁教授认为,目前中国克隆动物产品距离产业化还有“漫长的道路”,原因并不在于缺乏安全性审查的标准,因为安全性标准完全可以参照国外既有的标准。他认为,真正的距离在于技术。“个别的科研团体能够克隆,是不可能实现产业化的。”
陈大元教授同样不够“乐观”。他自己带领的克隆牛研究,就还没有达到理想的“效率”。2002年陈大元的团队培养出第一批克隆牛,14头成功克隆的牛最后只存活下5头牛犊,第一头克隆牛在出生不久以后夭折。2003年在新疆成功的31头克隆牛,也只有12头存活。不久前,中科院一个研究小组培育的克隆牛,全部存活,这几乎是克隆实验中的“奇迹”,陈大元介绍说,这次“例外”的原因,科研人员正在研究当中。
距产业化还有距离
尽管有“例外”发生,克隆动物存活率低的问题,仍然是目前克隆技术产业化的瓶颈,如果没有新的方法解决,对产业化的期待,也许还为时尚早。不过,陈大元认为,最近日本和美国实现了“诱导多能干细胞”技术,如果尽快把这一技术应用到克隆中,那么产业化也许可以早点到来。“只要是健康存活下来的克隆动物,作为食物就跟传统动物没有两样,是安全的,问题在于我们的技术还没有能力批量地生产克隆动物产品。”陈大元说。
“现在中国的克隆技术与其他国家相比,基本在同一个平台上。”陈大元教授说。这位已经年过古稀的科学家,依然活跃在研究领域,见证了克隆技术在中国40年的发展历史。作为童第周先生的学生,陈大元清楚地记得,1963年,鱼类“核移植”研究成功,当时还没有克隆这个名词,但基本的技术与克隆相同。因为童第周先生的这一成就,当时国际上很多人把“核移植”鱼叫做“童鱼”。
在克隆技术起步的时代,中国人的研究,曾经引领国际。“到了1980年代初,外国哺乳动物克隆研究走得很快,中国科学界直到1990年代才追上克隆技术的步伐。”陈大元说。不过,上世纪90年代以后,中国克隆技术的进步,立即进入加速度,兔、鼠、猪、牛、羊等等动物的克隆,都被中国的科学家实现。陈大元把这个时期形容为“登峰造极”。
2000年以后,随着克隆技术的成熟,世界各地的科学家开始探索克隆产业化,中国的科研工作者也加入了实现产业化的努力当中。和世界其他国家一样,生物技术正在成为中国最热门的行业,在很多国外研究者看来,中国人的智慧和勇气,常常能制造轰动性的成果,在克隆动物产品产业化的领域,中国的表现也值得期待。-
探秘上海南汇“克隆园”
这些遗传物质完全相同的克隆羊,看上去却并不一样,跟平常的想象完全不同,每只羊身上黑白的花斑,形状各异。在生物界,动物DNA序列不发生变化,但基因表达却能够发生改变,生命的这种秘密,还有待更多的了解。
撰稿·黄 祺(记者)
探访克隆羊
它们不是“多利”,但跟“多利”一样,是一群体细胞克隆羊。
上海市郊南汇区毗邻野生动物园的地方,有一片牧场,里面喂养着近800只羊,它们既不像野生动物园里的动物一样用于让人参观,更不会变成人们餐桌上的肉食,它们是一群“宝贝”,有着特殊的身世。
“宝贝”自有“宝贝”的架子,养殖区域之外,是大片的草地,这些由人工精心栽培的嫩草,从不施化肥,工作人员说,只有自己种植的“绿色”青草供养给“宝贝”,才更放心。
这里是上海杰隆生物工程股份有限公司/上海转基因研究中心的实验牧场,这近800只羊中,100多只是体细胞克隆羊。牧场看上去并不特别,四排平房,每一间的门口都外带“小院”,羊儿们在铁栅栏里转悠。跟许多养殖动物的地方一样,空气中有散不去的羊味,事实上,克隆羊们的生活环境,与普通牧场相差无几,这也是实验牧场的实验之一:看看在“普通”的环境里,这些特殊羊是否能正常成长。
不过,实验牧场还是有些“特别”。看上去,每个小院里的羊都不是同一个品种,有的高、有的矮、有的纯白、有的黑白花,每一种都是不同实验中诞生的“同胞”,每只羊的耳朵上都戴着黄色的“身份证”。
实验牧场场长徐旭俊指着一个围栏里一群花斑波尔羊告诉记者,这些羊都是来自于同一头花斑波尔羊体细胞的克隆羊。简单地说,科研人员从一只花斑波尔羊耳朵上剪下指甲大小的组织,培养成细胞,再从母羊体内获得卵子,把公羊细胞的遗传物质提取出来注入去核的卵子,培养成胚胎,放进“代孕母亲”的体内,就生下了眼前这些花斑羊。这就是克隆羊全部的制备过程,2006年经过DNA司法鉴定,这些花斑羊与获取耳朵体细胞的那头花斑羊,遗传物质完全相同,被认定为克隆羊。
问题是,这些遗传物质完全相同的克隆羊,看上去却并不一样,跟平常的想象完全不同,每只羊身上黑白的花斑,形状各异。“花斑的确都不一样,但都是中间白斑、头和臀部是黑斑,只是三块斑的大小不一样。”徐旭俊说。至于克隆羊们遗传物质相同,样子却长得不像的问题,徐旭俊介绍说,科学家也正在研究。一个被叫做“表观遗传”的学科与此有关,在生物界,动物DNA序列不发生变化,但基因表达却能够发生改变,生命的这种秘密,还有待更多的了解。
在实验牧场里,最早克隆的一只克隆羊,已经7岁多了,这在正常羊中,也算到了中老年。世界上第一只体细胞克隆羊只活到6岁多,算是“英年早逝”,在当时,克隆动物过早衰老是克隆技术遇到的一个大问题,10多年后的今天,克隆动物的寿命已经比当时有了很大的提高。
克隆产品,还在路上
在提到克隆动物产品的时候,大多数的外行都只能想象到一块来自克隆牛的牛排,或者一瓶来自克隆羊的羊奶。真正从事克隆动物产品研究的专家们,却完全不会这样简单地思考,克隆动物产品最早出现在药物中,而不是超市的货架上。
几只身材健美的白色母羊,悠闲地踱步,它们比刚才的花斑克隆羊更特殊。在出生之前,它们已经接受过特殊的“手术”。克隆时,研究人员已经把人乳铁蛋白基因转入细胞,现在,这些白色母羊产出的羊奶,含有人乳铁蛋白,简单地说,这种羊奶的成分,更加接近人乳。
“用这种羊奶将来可以制成抗肿瘤药物或者食品添加剂。”上海杰隆生物工程股份有限公司董事长成国祥博士介绍说。这样的技术被叫做“转基因动物乳腺生物反应器”,打个比方:克隆羊就是一台“机器”,在它们的细胞里“添加”各种人类需要的生产蛋白质的基因,这样就能够生产出各种特殊的产品。携带人乳铁蛋白基因的羊,通过传统的方式繁育后代,后代依然携带有它们的母亲身上的特殊基因,生产出来大量人们需求的人乳铁蛋白。
为了证明这一点,科研人员让转基因克隆的母羊与普通公羊交配,诞生下两只小羊,经过检测,小羊也携带着与它们母亲同样的人乳铁蛋白基因。白色的羊羔刚刚出生2周,正追着妈妈找奶吃。等它们长大,它们提供的羊乳,将被同样用于提取药用蛋白。
单纯的克隆,从产业化的角度看来并不是克隆技术最大的价值,而与转基因技术结合的克隆动物,是将来克隆产业化最热门的方向。美国的GTC公司是这个领域的“先锋”,从上世纪90年代开始用克隆转基因技术从羊奶中研制药用蛋白。GTC的发展并不顺利,直到2006年8月2日才实现第一批产品上市,但它给其他朝着动物克隆产业化努力的企业树立了榜样。从GTC的经验看,传统用仓鼠细胞生产蛋白质药物,购买生产设备所需的资金大约是4亿~5亿美元,而用转基因山羊来生产同样的药物,所需成本只有0.5亿美元。巨大的商业价值,是克隆动物产业化研究掀起热潮的最主要原因。
成国祥博士介绍,转基因动物产品的生产,除了需要得到国家医药管理局SDAD的审批外还需要农业管理部门的审批。只有完成规定的转基因产品实验程序,并获得相关批准证书以后,才可以进入生产阶段。而杰隆的人乳化产品,还在处于实验阶段。
克隆动物的另一个目的,是让动物食品更加安全。成国祥介绍了目前生物界的一个研究热点——抗疯牛病的育种。“疯牛病的原因,是牛自身一种朊蛋白发生了空间结构改变,通过基因技术可以把这个编码蛋白的基因敲除。这种敲除了朊蛋白基因的细胞再利用克隆技术生产成胚胎,胚胎发育成牛以后,就不会再感染疯牛病。”每一次疯牛病爆发都会给一个国家造成数十亿的经济损失,疯牛病是目前影响最严重的动物疾病。科学家们相信,一旦抗疯牛病的克隆技术成熟,将彻底改变疯牛病的风险。杰隆实验牧场里,一个围栏中几只刚刚2岁的山羊群,就是敲除了朊蛋白基因的克隆羊。山羊同样会患上“疯羊病”,这里的实验为抗疯牛病或者疯羊病的动物育种,做了大量的基础研究。
在中国,已经有数家科研机构具备克隆研究的实力,并培育出一定数量的克隆动物,克隆动物产品的产业化,在中国也不仅是纸上谈兵的故事。-
克隆之路怎么走
在美国FDA为克隆肉制品放行后,《新民周刊》连线了包括多利羊之父维尔穆特在内的全球顶级科学家,他们对此发表了各自的意见。
撰稿·金 姬(记者)
当民众在对克隆食品提出哈姆雷特式的问题时,学术界和政府部门也是如此。
多利羊之父、现任英国爱丁堡大学再生医学中心主任的伊恩·维尔穆特(Ian Wilmut)教授对《新民周刊》表示:“我会吃克隆食品,因为看不出有任何危险。”而负责人兽胚胎研究的英国伦敦国王学院干细胞生物实验室主任斯蒂芬·明格(Stephen ger)教授则对《新民周刊》说:“这不是食物安全与否的问题,克隆食品本身并没有意义?”
今年1月,欧盟食品安全局EFSA和欧洲科学技术伦理小组EGE对于克隆食品的评估报告(草案)也存在很大分歧。对此,EFSA的媒体助理官埃娃·蒙库尔(Ewa Moncure)向《新民周刊》解释道:“EFSA从科学角度认可了克隆食品的安全性,EGE则主要从伦理、道德等社会角度建议欧盟决策层不要轻易效仿美国。两者只是对克隆食品进行风险评估,最终还要由欧盟委员会、欧洲议会和欧盟27个成员国自行决定。”
克隆食品在今年国际社会激起的层层涟漪,正是克隆这一生物技术自诞生之日起就备受争议的最新例证。
从花园到实验室
很多人并不了解,“克隆”这个出自希腊语的词汇,原意“嫩枝”,它并没有特殊复杂的生物学含义,而是作为园艺界一种古老、简单的繁殖植物的方法。
既然植物可以通过人工方式无性生殖,“克隆”动物的想法也应运而生。1938年,德国动物学家及生理学家汉斯·施佩曼(因发现胚胎发育中的组织者效应而于1935年获得诺贝尔奖)提出“奇异的实验”:建议从发育到后期的胚胎中取出细胞核,将其移植到一个卵子中。
1952年,蝌蚪改写了生物技术发展史,成为世界上第一种被克隆的动物。美国科学家罗伯特·布里格斯和托玛斯·金用一只蝌蚪的细胞创造了与原版完全一样的复制品。在当时,并没有引发后来像多利羊那样的争议,这不仅是因为后者是哺乳类动物。
如果多利羊诞生在1957年而不是1997年,外界反应会有很大不同。神学家和哲学家们当然会对克隆成年哺乳类的意义和克隆人类的前景表示异议,但不会出现像1997年大辩论的伦理道德运动,各国政府也不会郑重考虑是否要通过禁止克隆人类的法律。因为,生物伦理学在上世纪60年代末才出现。
对于克隆的辩论始于布里格斯和托玛斯·金以及牛津大学的约翰·格登的两栖类实验。这几位科学家都能把蝌蚪的细胞移植到去掉细胞核的蛙卵中,并能使其长成蛙。这让英国生物学家霍尔丹在1963年提出克隆人类的想法。3年后,诺贝尔奖得主约书亚·莱德伯格撰文推测,克隆人类的技术困难将被克服。和当时的总趋势一样,这位美国遗传学家是以欢快的心情来看待克隆的,对前景毫不担心。
上世纪60年代末70年代初,一些丑闻和不道德事件的爆发,如在疾病研究中不告诉研究对象病情以便得到更好观察效果,或是故意给弱智儿童感染乙肝病毒来研究疫苗效果,让人们开始关注医学领域的伦理道德问题。而后,一些医生、律师和神学家联合起来,重点关注生物伦理学问题。为了一鸣惊人,他们开始炮轰“克隆”。但由于克隆技术在当时是否成功还缺乏科学依据,人们也普遍信任医学界,因此对于克隆的争论并不成气候。
1978年,一本名为“按照他的面貌:克隆一个人”的书风靡一时,作者戴维·勒尔维克是一位受人尊敬的资深科普作家。与此同时,英国诞生了世界上第一个试管婴儿。两件事加在一起,就造成了新一轮有关遗传学家操作基因的可怕力量和生物学家塑造胚胎力量的两大辩论。而后,科学界也开始向克隆哺乳动物进发。
1981年,卡尔·伊尔门泽和彼得·霍佩用鼠胚胎细胞培育出发育正常的小鼠。3年后,施特恩·维拉德森用取自羊的未成熟胚胎细胞克隆出一只活产羊,其他人后来利用牛、猪、山羊、兔和猕猴等各种动物对他采用的实验方法进行了重复实验。1989年,维拉德森获得连续移核二代的克隆牛。
1993年,斯皮尔伯格的《侏罗纪公园》让全世界都见识了克隆的力量,虽然片中没有提到“克隆”这个词。2年后,在主要哺乳动物的克隆研究中,胚胎细胞核移植都获得成功,包括冷冻和体外生产的胚胎;对胚胎干细胞或成体干细胞的核移植实验,也都做了尝试。但各方对于克隆的争议声音并不大,直到多利羊诞生才触发了全世界对克隆的关注和热烈讨论。
伦理之争
如今,无论是培养动物完整个体的生殖性克隆,还是仅培养器官移植所需的细胞、组织或器官的治疗性克隆,都存在一定的伦理问题。对于生殖性克隆,大家主要担心一旦可以克隆人类,就会产生身份认同问题,联合国早已表示这是对人类尊严的一种侵犯;对于治疗性克隆,由于其中涉及到胚胎干细胞研究,就更加复杂。
干细胞是未分化的原始细胞,通常分为三类,即全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。其中,全能干细胞主要是胚胎干细胞,可以分化成人体200多种细胞类型,形成机体的任何细胞、组织和器官。倘能掌握其分化发育的规律,在人工条件下定向分化为所需的细胞、组织乃至器官,就可以用来治疗目前还难以或无法治愈的帕金森氏病、早老性痴呆、白血病、糖尿病等顽症,并且解决十分紧缺的组织和器官移植的来源问题。此外,运用体细胞核转移技术来得到胚胎干细胞,还能解决细胞治疗以及组织和器官移植的免疫排异难题。
一般情况下,研究用的胚胎干细胞主要有三个来源:(自然和人工)流产的胚胎;辅助生殖剩余的胚胎;通过体细胞核转移术得到的胚胎。不管哪一个来源,提取胚胎干细胞必定会损毁胚胎。于是,胚胎是不是生命,是不是人,研究胚胎干细胞是不是“毁灭生命”就成了争论焦点。
2002年1月,美国明尼苏达大学的一个研究小组声称在成年人体内发现了分化能力与胚胎干细胞一样强大的干细胞。当时舆论认为这将带来一场医学革命,治疗性克隆也许就没必要再搞了,伦理问题自然消失,医学专家和“前生命”论者(他们认为刚刚开始发育的早期胚胎也是一个人,毁掉它等于杀人)都可以皆大欢喜。但是,这个研究小组的成果后来并没有在权威学术杂志上发表,当《新民周刊》试图联系小组负责人凯瑟琳·维尔法伊(Catherine Verfaillie)时,对方也拒绝接受采访。
去年11月20日,美国威斯康星大学詹姆斯·汤姆森的研究小组在《科学》杂志发表体细胞转变成“诱导性多能干细胞”(iPS细胞)的成果,而日本京都大学教授山中伸弥领导的研究小组也于同日在《细胞》杂志发表类似的研究结果。这一次,两个研究小组的成果似乎可以避免复制或摧毁胚胎的道德争议,同时可能达到与胚胎干细胞相同的医疗效力。
在山中伸弥的秘书西川女士向《新民周刊》提供的研究材料来看,山中教授的团队用一名36岁妇女的脸部细胞来做基因直接重组,他用病毒携带四个基因进入皮肤细胞,这四个基因已知可使其他的基因发生作用或不发生作用,产生出模拟胚胎干细胞的iPS细胞。
但是,iPS细胞诱导技术还有很多问题,比如将基因注入皮肤细胞时需用到的病毒可能引发癌症,因此研究工作目前远没有进展到临床阶段。与此同时,这项新技术还必须破坏皮肤细胞的DNA,因此造成罹患癌症的可能性,所以将不能像胚胎干细胞一样,被用来发展人体组织,进行移植以治疗糖尿病、帕金森综合征、脊椎受伤等。不过专家表示,破坏DNA只是此技术的副产品,他们相信是可以避免的。
“多利羊之父”维尔穆特似乎很看好山中等人的研究成果。他对《新民周刊》表示:“他们的方法今后会改进,但这已经比体细胞核移植即克隆简单方便许多。一旦这一技术达到成熟,克隆也将走向终结。”如今,维尔穆特已经开始用山中等人的“重组”思路来研究肌萎缩性脊髓侧索硬化症(由控制肌肉运动的中枢神经系统神经细胞逐渐退化引起的一种慢性疾病,通常会导致死亡)。目前,他还没有完全放弃克隆研究。
对话人兽胚胎专家
英国伦敦国王学院干细胞生物实验室主任斯蒂芬·明格教授并没有像维尔穆特那样对iPS保持乐观态度。他领导的小组刚在今年1月17日获得英国人工授精与胚胎学管理局(HFEA)培育用于研究的人兽混合胚胎。“iPS细胞的研究激动人心,但它本身存在很多问题。”明格教授对《新民周刊》说,“科学研究不是单行道,应该多管齐下。”
明格的研究小组和纽卡斯尔大学的一个研究小组分别通过将近2年时间的申请,才说服英国政府,给他们为期一年的研究许可,由HFEA负责监督管理这两个研究小组的人兽混合胚胎培育工作。培育人兽混合胚胎的主要过程是,将人体细胞植入动物卵子中,进而克隆出人类胚胎。这种胚胎99%以上的遗传物质属于人类,可用于提取研究用胚胎干细胞。
明格说,之所以要进行这样的研究,因为这是目前唯一的方法。“我们正在进行因遗传因素导致的疾病如老年痴呆症、脊椎肌萎缩、帕金森氏症等多种疑难疾病的病理研究。之前在动物身上取得的研究成果都未能在人体上取得同样理想效果。而且,在自然条件下要找到合适的含有带病基因的人类细胞并不容易,人兽混合胚胎最合适。”
“那您如何界定这一人兽混合胚胎的身份呢?”对于《新民周刊》的疑问,明格说此前媒体上所谓“99.9%是人、0.1%是兽”的数字划分毫无意义。“对我而言,一个物种的意义是DNA+细胞。如果研究中的细胞被去除DNA后就不再是原来的那种生物了,只是一堆蛋白质。我们研究的人兽混合胚胎,细胞核内的DNA来自人类,蛋白质来自牛,这样的胚胎经过培养将发展成完全是人类的蛋白质。”为此,明格特地举了上海科学家盛慧珍的例子。盛慧珍2003年将人类皮肤细胞融合到新西兰兔的去核卵细胞中,成功提取出人类胚胎干细胞。“在盛教授的研究中,兔子和人混合胚胎最后发展成完全是人的胚胎。”明格说。
对于克隆的前景,明格表示,克隆研究应着眼于治疗人类疾病或是拯救濒危物种,如干细胞研究已经对骨髓移植、断肢移植,皮肤再造、白内障等很有帮助。“克隆食品是发达国家的产物,那里根本不缺食物。”至于克隆人,“这完全是少数科学家的疯狂念头。”明格提到美国肯塔基州有一家名为Zovas的公司,曾尝试帮有钱人克隆家中夭折的孩子,但尚未成功。
此外,明格认为克隆虽然有产业化的潜力,但这种商机目前尚不明显。“美国曾有一家公司帮有钱人克隆死去的宠物。公司的第一位客户要求克隆死去的一只宠物猫。他们克隆出的第一只猫虽然具备相同DNA,但长得一点都根本不像;第二只猫稍微像一些,客户为此告上法院;他们克隆出第三只猫后白送给客户后,公司也倒闭了。”明格指出,今年11月美国大选后,白宫对于干细胞研究的态度会发生转变,这可能意味着美国在干细胞研究上将迎来一个春天。
作为英国政府任命的关注中国生学医学的英国科学家,明格认为中国的中医药对于干细胞研究将起到积极作用。“我本来并不相信,但是实验表明,中药有助于干细胞分化。”-
中国克隆大熊猫之争
在讲起克隆大熊猫的时候,陈大元连连说:“我心不死。”这个曾经深陷舆论漩涡的科学家,固执地要将克隆大熊猫进行到底。
撰稿·黄 祺(记者)
“我从没说过用克隆代替其他办法”
陈大元的办公室里有几样重要的陈设:童第周先生的头像、因各种科技成果获得的奖牌、“异种克隆大熊猫进展”的展板。这几样东西,总结了陈大元一生的经历:他是童第周先生的学生,是国内最早跨入克隆领域的专家之一,因主持克隆大熊猫而成为“争议人物”。
“我从来没有说过,克隆是保护大熊猫唯一方法,这些都是别人强加给我的。”75岁的陈大元教授,每天坚持到中国科学院动物研究所的办公室工作半天,与他同时代的同行们,大多已经在家安享晚年,只有他,还活跃在克隆研究的第一线。2000年,因为主持克隆大熊猫项目,陈大元成为最受争议的克隆专家。如今谈起这些,陈大元一点也不躲闪,把一口江南口音的普通话也说得铿锵有力。
“2000年,科技部组织专家论证会。我走到门口,一位领导拉住我问:你知道今天都有哪些人来?我说:不知道。他说:都是反对克隆大熊猫的人。如果他们反对得有道理,我就不让你做,如果没有道理,我还是要你做。”陈大元清楚地记得8年前发生的这一幕,从项目提出申请,克隆大熊猫的设想就迎来了反对之声。“讨论了一个上午,反对的理由都没有根据。”
虽然克隆大熊猫的项目得以立项开展,但反对的声音从来没有停歇。声讨者中不少人对陈大元克隆大熊猫的动机表示怀疑。“有人问:你是不是挂羊头卖狗肉。”陈大元自己也很清楚,一些人认为,国家对大熊猫保护非常重视,克隆大熊猫项目能够借大熊猫之名,获得国家的科研投入。但他觉得,这些说法都歪曲了真实的情况,他选择大熊猫作为动物异种克隆的研究对象,是客观条件下必然的选择。
异种动物克隆是陈大元教授在克隆领域中选择的研究方向,异种动物克隆,就是把一种动物的遗传物质,与另一种动物的去核卵细胞结合,培养成胚胎,把胚胎植入“代孕母亲”体内繁殖动物的方法。这种办法被人们寄望于用在濒危动物的保护上,如果濒危动物的体细胞可以通过异种动物克隆繁殖后代,就能够为濒危动物保护带来新的希望。但是,异种动物克隆比同种动物克隆更加困难,目前世界上也鲜有成功的实验,各国科学家都还在探索如何突破异种克隆的技术难题。
“在研究异种克隆时,当然首先考虑大熊猫。”陈大元说,在开展克隆大熊猫的研究之前,他已经与四川大熊猫繁育基地开展了16年的科研合作,并获得了超排卵技术等人工繁殖的技术进步。“我对大熊猫的生殖规律比较了解,既然有16年的经验,为什么不选择大熊猫?”
就算克隆大熊猫是水到渠成的选择,还是有人认为,用克隆的方法保护大熊猫,是科学家的“一厢情愿”,国家的科研经费应该用于人工繁殖、改善大熊猫的栖息环境,而不是海市蜃楼一般的异种克隆技术。对此,陈大元觉得持这样看法的人,根本就不了解他的研究。“人工繁殖目前不能完全解决问题,但我并不是说克隆可以替代人工繁殖,我从来没有说过替代,是别人强加给我的。”他坚持着自己的解释:“异种克隆,可以增加一种保护濒危动物的方式。”
“我心不死”
2005年,国家资助的大熊猫克隆研究项目到期,陈大元的团队却没有培育出一只克隆大熊猫。与此同时,陈大元主持的克隆牛的新闻却层出不穷,舆论再次集中在他身上,一种说法是:陈大元克隆大熊猫做不下去了,转去做克隆牛。
“我现在不做大熊猫,不等于是大熊猫做不下去了。”明亮的办公室里,最显眼的“摆设”,就是一块“异种克隆大熊猫进展”的展板,图片已经有些褪色,但陈大元还是很乐于指着展板,介绍当年的研究。按照他的说法,克隆大熊猫离成功只差一步,无奈科研课题到期,没有经费,实验无法进展下去。”
陈教授介绍,克隆大熊猫实验最初的设计是:把大熊猫体细胞核,移植进去核的兔子卵细胞,把“杂交”的胚胎植入猫的子宫。为了防止排异反应,同时还要把猫自己的受精胚胎也放进子宫,使其同种诱导异种去“迷惑”猫的免疫系统,让“杂交”胚胎顺利发育。
实验进行得很不顺利,8只受孕的母猫中,7只因为感染肺炎死去,剩下一只母猫,最终也没能诞生下活的后代。经过DNA检验,有2个胎儿的遗传物质来自熊猫,但陈大元说,没有诞生存活的动物,就不能算成功。上面的成果,在2002年写成论文发表在Biology of Reproduction专业杂志上。
“当时李岚清副总理来视察工作,他建议说能不能试试用黑熊做代孕动物,我们就开始尝试对黑熊的研究。”陈大元说。人类对黑熊生殖规律的研究很有限,“我们查阅了国内外的论文,没有研究说明黑熊的排卵规律是怎样的。”经过3年从零开始的努力,熊猫体细胞核与黑熊卵细胞结合的胚胎,被植入黑熊的子宫。
让人失望的是,胚胎在黑熊子宫里发育到早期胎儿,就不再生长。“这是头,这是躯体。胎儿正在被黑熊的子宫吸收。”陈大元用手指指着一张胎儿的图片介绍。作为外行,记者几乎辨认不出那是一只动物的雏形。
面对再次失败,陈大元表示很遗憾,遗憾的不是没能获得成功,而是由于科研项目到期,实验无法继续,直到现在,他还坚定地相信,只要实验能够继续,克隆大熊猫的成功只是时间问题。他准备使用“内细胞团交换”的办法来避免异种免疫排斥。“这种方法已经在小鼠实验上取得成功”。
当初舆论的压力,似乎没有给陈大元带来任何顾虑,现在,他再次着手申请完成克隆大熊猫的研究,这一次,他将尝试他认为胜算更大的这个新方法。
在陈大元看来,看待科学研究应该用更长远的眼光,除了保护濒危动物,异种动物克隆的研究,还可能为人体器官移植的免疫排斥,找到原因和解决的办法。“我心不死。”陈大元频频强调。-
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