世界现在已经了解到一项令人惊讶的科学进步:所谓的“合成胚胎”。它们的出现有望揭示医学领域先前隐藏的关于早期妊娠问题的线索。尽管引发了关于胚胎研究的旧有道德担忧,但这些新的实验室制造的创造物在本质上与真正的人类胚胎截然不同。
在六月举行的国际干细胞会议上公布的“合成”可能对于这些完全由真正的人类干细胞制成的生物模型来说用词过于强烈。当在培养皿中将它们放在一起,并给予一些化学诱导以启动它们时,干细胞可以自我组织成微小的动态结构,这些结构在不同程度上类似于自然人类胚胎在最早发育阶段的状态,而且非常了不起的是,这一切都无需精子或卵子。
这听起来意义重大,足以重燃对人类克隆或在胚胎上进行不道德实验的担忧。但现在是时候深吸一口气,评估现实情况了。对政策和生物学的最新理解将帮助我们摆脱这些令人焦虑的情景。
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虽然“人工”在某种意义上是指它们是生物工程起源的,但干细胞生成的胚胎模型可以揭示关于辅助和非辅助生殖、妊娠失败以及许多发育障碍的原因的重要真实世界真相。它们为研究人员提供了一个新的模型系统,以探索人类发育的奥秘,对应于胚胎嵌入子宫的时间。从受精后六天到二十八天的这段短暂时间被称为人类发育的“黑匣子”。科学家和医生对胚胎植入子宫后从细胞团块变为初始细长形状的这个关键时期发生的事情知之甚少。这正是许多妊娠失败和许多发育障碍被认为发生的时间。解锁这个黑匣子可能会带来更好的不孕症治疗方法,并了解某些出生缺陷是如何产生的。
在为医生和患者提供解锁人类发育黑匣子的钥匙的同时,人类胚胎模型是否会为人类打开潘多拉魔盒?政治家和研究资助机构可能会担心,实验室中的胚胎模型最终可能会非常接近真实事物,以至于对它们进行实验在道德上等同于对天然人类胚胎进行实验,相当一部分公众反对。其他人可能担心人类胚胎模型可能被用于生殖目的,这在道德上会使我们离目前的实践太远。如果没有精子和卵子(以及因此产生的生物学父母),通过胚胎建模带到世上的孩子将成为原始干细胞系遗传来源的后生克隆人。随着胚胎建模科学的发展,这些争议是否不可避免?
不。首先,让我们看看政策。基于生物伦理学家和科学领袖的建议,国际干细胞研究学会 (ISSCR) 在 2021 年发布了专业指南,禁止将人类胚胎模型转移到人类或非人类子宫中(即,没有旨在生殖用途的胚胎建模活动)。为了遵守这些指南,实验必须首先经过伦理监督委员会的审查和批准,然后团队才能开始任何工作。并且根据规定,试图使用人类胚胎模型进行妊娠是禁区。
同样,并且可能更重要的是考虑到其监管权威,美国食品和药物管理局 (FDA) 及其在国外的对等机构将不允许将胚胎模型转移到女性体内,因为这些实验室构建物将被归类为高度操纵的生物制品,需要 FDA 批准、安全性和监督所需的所有步骤。
但是,如果有人想违反规则怎么办?有什么可以阻止某人在执法薄弱的司法管辖区尝试将胚胎模型变成婴儿?或者,如果 FDA 最终确实允许一些大胆的研究团队尝试使用胚胎模型进行生殖,一旦所有法律障碍都已清除,又会如何?
这就是生物学发挥作用以提供现实检验的地方。如上所述,干细胞生成的胚胎模型可以在早期发育时间点的范围内模仿天然人类胚胎。但是,没有一个能在生物学上产生婴儿。
模仿植入后阶段的胚胎模型在发育序列中已经走了太远,无法成功转移到子宫中以建立妊娠。那时根本不会有胚胎外组织来欢迎和滋养植入后阶段的胚胎模型。在正常的生殖过程中,处于该阶段的胚胎早已深深地埋藏在子宫内膜内,周围环绕着它一直在其母体环境中构建的支持组织。
那么,模仿天然胚胎囊胚阶段的人类胚胎植入前模型呢?也就是说,医生将生育诊所的胚胎转移到患者子宫中的阶段?答案在于干细胞专家小圈子之外的人们不知道的一个事实,这些专家会生成囊胚模型。为了构建这些植入前胚胎模型,科学家必须从经过特殊修饰的“幼稚状态”人类干细胞开始,这些干细胞已从其 DNA 中去除所有亲本印记。未经过这种基因组印记清除的干细胞将根本不会生成植入前胚胎模型。关键是:亲本 DNA 印记对于胚胎能够发育成可存活的胎儿是必需的。因此,生成植入前胚胎模型的方法同时剥夺了它们的全部发育潜力。
简而言之,胚胎模型与真正的人类胚胎并不等同。它们缺乏确切的形状,以及许多 специализация 细胞。
尽管如此,它们将来可能提供的另一个关键功能是充当药物安全筛选平台,以支持更健康的妊娠。女性在怀孕期间开出的几乎所有药物都没有关于其对发育中胚胎的影响的数据。可以在受控的遗传和化学条件下,以统计学上显着的数量生产各个发育阶段的胚胎模型,并针对每种药物进行筛选。由于胚胎模型将来可以用作如此重要的工具,因此至关重要的是,不要将它们设计得比必要时更接近真实事物。由于人类胚胎模型可能会产生如此多具有社会价值的知识,因此至关重要的是,我们不要让毫无根据的恐惧来抑制这个重要的新领域。毕竟,正如玛丽·居里在一句广为流传的名言中所观察到的那样,“生活中没有什么可怕的,只有需要理解的。”“现在是时候更多地理解,以便我们可以减少恐惧。”
这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表大众科学的观点。