日本批准“人兽杂交胚胎”实验 伦理重压下器官移植未来何解？

《Nature》日前对“人兽杂交”胚胎批准实验的报道，引起多方对器官移植的关注。

日本文部科学省发布关于“人兽嵌合胎”操作规范的最新修订版。根据新版修订，将人源细胞注入动物囊胚中制成的“人兽嵌合胎”，允许有条件地放入动物母体中培育，并可以发育成形出生。这意味着，日本从立法层面对“人兽嵌合胎”进行支持，而实验批准是对该规则的一次实践。

简单来说，这就是将人的胚胎干细胞注射到动物（例如“小鼠”或者“猪”）囊胚。由于经过基因编辑，动物的囊胚无法发育成某个器官（例如肝脏或者胰脏等），则嵌合胚胎的器官都由人的胚胎干细胞发育而来。再将嵌合动物的器官取出，用于移植。

但无论在伦理层面还是操作方面，该实验都具备巨大挑战。现阶段临床器官移植集中在心、肝、肺、肾等科室，器官移植供源大都为异体捐赠。由于长期供源紧张以及一些伦理争议，科研领域主流的突破方向并非“人兽杂交”取得移植器官，而是通过3D打印技术解决。但现实的情况是距离临床落地前路漫漫。

从“原罪”到“剑走偏峰”

日本“人兽杂交”实验，目的是培养出器官移植的器官源，解决器官源短缺问题。

而器官移植从诞生之初，似乎就带着“原罪”，极易挑战人性。

“器官捐献领域伦理的争议实际上一直存在，只是当事人同意远远不够，还需要整个社会的认同。此外死囚犯此前一度成为器官源的主要供给方式，但一直在国际社会备受争议。”华南某干细胞研究机构的研究者对21世纪经济报道记者说道。

2015年，中国宣布停止死囚器官使用，公民捐献成为唯一合法来源。但依旧面临器官源缺乏的常态。

为了解决器官源缺乏以及异体器官移植的伦理问题，科学家一直在科研领域作出努力。其中最为主流的研究方向是生物3D打印技术，通过取得人体本身细胞在体外打印而完美规避了伦理问题。但此次日本的“人兽杂交”无论在伦理和可行性方面都引发了不小的争议，剑走偏峰的研究方向是否有意义？

“日本实验的原理是，在动物的胚胎里引入人类IPS细胞，IPS细胞就是一种和胚胎干细胞类似的全能干细胞，然后在动物体内长出来人的某种器官，再移植到人体内，就是用人的原始干细胞长出来的器官，相对于异种器官移植，如果能够成功，它的移植排斥反应肯定很小，但实际难度很大。首先动物体内是否能长出人类的器官，其次长出来的器官是否会存在和动物细胞融合，都将成为实际操作上的挑战。实验的时间并非一两年就能成功，也许二三十年都难以成功，更别提临床运用了。”广东某三甲医院器官移植科医生对21世纪经济报道记者说道，“另外，日本实验提到，目的是通过基因编辑方式将人IPS细胞里面的某些基因敲除，以此来适应其能够在动物体内生长，仅这点就有大概率失败的可能。”

器官移植未来何解？

器官移植中排斥反应成为最大的难题。

因每个人的基因不同，器官移植时是会出现排异反应。而根据干细胞的来源不同可分为自体、同基因和异基因BMT。同基因骨髓移植是指同卵孪生同胞间的移植，由于供、受者在遗传学上相同，故与自体骨髓移植一样，不存在免疫不相容问题。

异基因的骨髓移植(allo-BMT)的供髓细胞在遗传上与受者细胞起源不同，与肾、肝、心等器官移植相比，allo-BMT更易发生排斥反应，而一旦供髓植活后又可发生移植物抗宿主病，故供、受者间要进行严格的组织配型，受者在移植前必须用免疫抑制剂预处理。

生物3D打印技术是目前器官移植的主流攻克科研方向，即通过取得自体完全同基因组织在体外培养用于自身移植的器官，既避免了排斥可能也规避了可能的伦理问题。

目前，利用生物打印技术制造生物组织和器官的方法有两种，分别是制造具有血管的生物组织和器官的体外打印技术，以及用于直接在病变部位进行组织再生的体内打印技术。但体外打印生物组织是非常尖端而又精密复杂的过程，需要对多层细胞进行分级排列，并在组织内生成血管网络系统。

举例来说，从患者体内取出一些脂肪组织，然后将其细胞与非细胞成分分离。这些细胞随后被用来诱导产生多能干细胞，而胶原蛋白和糖蛋白等非细胞成分则用来合成“个体化凝胶”，充当3D打印的“墨水”，生成组织和器官。因所有的材料都来自患者本身，这些细胞产生的组织能有效地避免异体器官移植中的排斥。

但3D打印实际的科研突破也是压力重重，距离临床实现也是万里长征。

“对于分层化的3D打印技术成为未来研究突破的主要方向。但目前还做不到各个分化阶段培养细胞。现在的技术如果能解决按照一个胚胎分化发育的规则，不同时间去培养不同类细胞，是未来研究突破的关键。比如心脏，不同的细胞有微小区别，如果能够把整个发育过程弄清楚，不同阶段和时间点可以打印不同细胞，即可以实现精细化运作。”前述科研人员说道。

而在临床层面，更是困难重重。“尽管从伦理层面目前3D打印技术成为主流，但临床上，仍未得到推广。3D打印的器官是否具有功能、功能能维持多久。虽说是自身细胞，但应该也要加入其他材料来维持血管、胆道等结构，也面临着作为异物在体内易引起感染等问题。”前述器官移植科医生说道。