关于克隆动物

严绍颐研究员是前中国科学院发育生物学研究所所长，国际生物联合会中国全国委员会主席。多年一直从事实验胚胎学、发育生物学、生物工程和克隆鱼的研究，是继童第周教授之后中国杂种克隆鱼研究的主要继承者和组织者之一。3月9日讲座时严绍颐研究员阐述了他已发表的文章的观点，在此，我们摘录了文章的相关部分。

一、多莉羊的有关问题

1997年2月，我正在美国费城访问Allegbeny大学医院，与该院生物化学系的Marie A. Diberardino教授讨论有关动物克隆方面的问题。当时她的专著《分化细胞的遗传潜能》（英文版）正准备在美国出版，而由我所著并请她校订的另一本专著《鱼类的克隆--核质杂种鱼》（英文版）也即将面世。在过去的文献和我们的著作中，原来引证的结论是：经过半个世纪的研究，在多细胞动物中，尚未证明已分化的成年动物的体细胞核，经过移植至去核卵后能恢复其发育的"全能性"，并获得达到性成熟的个体。当时我们获悉英国Roslin研究所Wilmut小组在英国《自然》杂志上发布用成年绵羊的乳腺上皮细胞（体细胞）核移植，获得了一头"多莉"克隆羊的消息后，感到十分震惊，这显然是他们在克隆动物研究中一项非常重要的突破。在即将出版的专著中，理应修改原有的结论。但我们很快就发现，仅仅根据它还难于改变过去的结论，必须等待作者们的进一步下论证。
    我们认为作者报道其结果时是经过周密考虑的。首先他们选用的题目是"从胎儿和成年哺乳动物细胞获得的能存活的后代"，以说明所取细胞的来源、范围很广，无可争议。其次他们选择发表的时间是在获得多莉羊6个月之后，估计是想观察多莉羊能否发育到性成熟。因为绵羊的性成熟一般为5个月左右，如果确认其达到性成熟后再宣布，则更能圆满地说明产生多莉羊的那个细胞核恢复了发育的"全能性"。果然，现在多莉羊已产生了第二代羊羔，似乎证明这一结果确信无疑。不过最关键的问题是多莉羊究竟来自哪种细胞？因为多莉羊二次产仔与论证多莉羊的来历并无关系。
    随后的两年里并未见到作者们对多莉羊的来历有进一步的验证报道。因此自1998年初又不断出现了种种质疑。事实上，他们要重复该试验的条件本已齐备，理应重复论证。不料，当美、意科学家首次公开对多莉羊的来历提出质疑后，英国资助此次研究的PPL公司负责人却立刻向公众表示，不再重复多莉羊的试验。作者最近也承认多莉羊的试验有出错的可能，尽管其机率很小。最近美国《时代》杂志又报道麻州大学的科学家们用牛蹄细胞克隆后获得几十个胚胎，但它们的妊娠期均不超过60天。文中写道：看来用成年动物的体细胞克隆动物并非能很快取得成功。
    Diberardino 教授在她的专著中专门做了补遗，她写道："多莉羊"的作者在文中提到，他们所培养的细胞中不能排除有一小部分相对未分化的干细胞，它们能在妊娠期供乳腺再生所用，这一争议当然也适用于混合培养的胎儿细胞（指作者们的另一部分实验），所以至少就某些已分化的体细胞而言，好像是获得了"全能性"，但并未得到证实。这可能代表了很多同行们所持的看法。
    "成果"能否成为"悬案"--多莉羊需要再证实。
    在克隆动物和转基因动物研究中，不能被证实的"突破性"报道已屡有发生。例如1981年，瑞士的Karl Illmensee 小组在国际著名的《细胞》杂志上发表论文说，利用胚胎细胞核移植技术，他们已在不同品系的小鼠中获得了克隆小鼠，这曾被认为是哺乳动物中克隆成功的首创工作，但至今从未被再证实过。1984年意大利的Marialupsa Laritrano 小组也在《细胞》杂志上发表论文，报道小鼠的精子可作为载体将外源基因在受精时带入卵内，这对于研制转基因动物的科学家来说，又是一个新的实破，这样便找到了一种最简单而有效的转基因方法，遗憾的是它又未被证实。1992年8月12日在美国纽约出版的《世界日报》上登载了题为“无性繁殖牛大羊壮”的报道，文章说“一些英、美生物学家尝试以无性繁殖科技，复制出品系优良的牛羊，不料竟然造出一批巨兽，震惊了科学界。”科学家指出“这项意外‘硕果'是生物界几十年来最重大的发现。另外，科研人员在母羊身上施行无性繁殖，也产下了不少巨羊。所谓无性繁殖，是利用显微外科技术，将一个体细胞核移植到一个去核的卵细胞中，再植入母体子宫，便可不经授精而发育。此技术可稳定动物的优良品系，并可大量制造生物。”这篇报道说的显然是与多莉羊类似的方法，结果很具体，而且数目之多令人吃惊。为此，我们曾多方设法追踪其来源，但毫无结果，因此这些"成果"便成了悬案。
    科学家们在自己的发现中有时会出现判断上的误差是可以理解的。但现在他们面临着争取经费资助的剧烈竞争，再加上商业活动的介入，成果报道有时会不由自主，其中不准确、失实，甚至夸大其词的例子并不罕见。另外，由于学科分支愈来愈细，特别是对高技术的具体应用一般人知之甚少，因此，对于非从事同类研究的科学家来说，有时也难于对某些实验结果作出准确的判断。1986年4月在《细胞》杂志上发表的，由诺贝尔奖获得者共同署名的转基因动物的研究论文，如果不是实验合作者之一发现问题，揭发其主要作者伪造数据，也会成为一个"突破性"的成果。所以在肯定某一成果之前认真听取同行间的讨论、争议和评论是很重要的。
    当然，对某些科学问题提出质疑并不等于完全加否定，因为要允许科学家们听取意见后去设法澄清事实，准确地论证它们的真实性，尤其是对这些举世瞩目的发现更应反复论证，求其完善是非常必要的。大家当然希望多莉羊是头真品。但如果多莉羊的作者及其资助者们不能重新用更有说服力的试验来论证它的来历，那么这一"突破性"的记录恐怕又将成为克隆动物研究史中的中一个"悬案"。在科学上，不能反复论证的发现是很难被公认的，不管作者是谁，不论在什么杂志上发表。

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二、关于克隆鱼的研究

前已提到涉及克隆动物的研究，就不应忽略30多年来，中国科学家们所作出的努力和贡献。这方面的情况，我在《鱼类的克隆--核质杂种鱼》一书中已作了详细叙述和讨论，此处仅作简要说明：
    半个世纪以来，国际上主要集中于对三类动物的克隆研究，其中两栖类始于50年代，鱼类始于60年代，而哺乳类则始于80年代。60年代中国正处于封闭状态，并无什么国际交流，甚至国外的文献也很难看到，所以对鱼的克隆研究完全是由中国科学家们自己开拓的研究领域。它不论在取材、研究思路、技术方法及成果应用等方面均具有中国的特色和传统。至今中国的科学家们仍然在此领域的研究中独领风骚。
    鱼类的克隆研究，过去叫做鱼类的细胞核移植研究。它首先是由已故中国实验胚胎学家、前中国科学院海洋研究所所长童第周教授于50年代末提出的。童第周等对文昌鱼、金鱼等多种动物卵子发育过程中细胞质的功能有一系列独特的研究，他们40年代便已证明，鱼类卵子的细胞质中含有某类物质，它们可决定发育过程能否正常进行。而德国著名胚胎学家Hans Spemann 在30年代提出的细胞核移植设想，直到50年代才由美国费城的两位胚胎学家Robert Briggs 和 Thomas J.King 在两栖类中开始研究，并证明不同时期的胚胎细胞核在相同的卵细胞质中表现出不同的发育能力。60年代开始美国和瑞士的科学家 K.J.Du Praw 和Karl Illmensee等在蜜峰和果蝇等昆虫中用细胞核移植法研究细胞核和细胞质在发育中的作用。与此同时，童第周等在脊椎动物海鞘中用细胞核移植法证明了细胞质对发育中细胞核的影响。这些实验用相同的方法、不同的材料，研究发育和遗传两方面的问题。
    童第周等的学术思想则偏重于用此法研究细胞质的功能方面，并同时研究细胞核和细胞质对发育和遗传两方面的作用。他据此提出了"核质关系"这一重要的理论课题。这实际上反映了胚胎学家对当时一些遗传学家过分强调细胞核和基因决定论的一种质疑，是一种很重要的理论探讨。而要找到能兼顾这两方面的研究材料并不容易。两栖类的细胞核移植研究虽然开始较早，但至今仍属于胚胎发育理论研究的范畴。后来首先在鱼类，继而在哺乳类中，才逐渐发展为有应用目的的克隆动物研究。迄今为止，只有鱼类克隆才可能兼顾到这两方面的研究。童第周等于1963年第一次在《科学通报》上以中、英文发表的鱼类细胞核研究一文，已由美国科学家Robert Grilwere Mckinnell 在1978年出版的《克隆--两栖类的细胞核移植》一书中加以引证，并指出这一开拓性的研究始于中国。一些美、英和日本研究两栖类克隆的权威科学家均在童第周生前及以后慕名来访。
    众所周知，在中国进行基础理论研究一直存在许多问题，特别是在"文革"期间，此类工作便成了批判对象而难以进行。但童第周等因为注意到在鱼类中进行细胞核移植，不仅有其重要的理论价值，而且如果应用于有经济价值的鱼类则或许可找出一条改良品种的新路子，这在两栖类中便显得无能为力。所以，当我们原来所用的实验材料金鱼等被砸烂后，童第周等所提出的对经济鱼类克隆的研究，仍得到了农业部门和一些地方的水产研究机构的支持，这样才在极艰难的条件下，把此项研究坚持下来。我们在培训人员、寻找实验基地、选择研究材料、申请研究经费和组织研究队伍等方面做了许多艰苦的努力，从而组成了以中科院动物所、农业部沙市长江水产研究所、中科院武汉水生生物研究所、广西南宁自治区水产研究所中部分青年研究人员为主的一支精干的协作队伍开展工作。从1972年开始的几年里，便获得了一批在遗传表型上与供体核鱼有变异而且在生产上有优点，并能繁殖后代的核质杂种克隆鱼。
    遗憾的是童第周教授未能看到其理想的实现。不过由他主要执笔的获得第一批细胞核移植鱼成体的论文“鲤鱼细胞核和鲫鱼细胞质配合而成的核质杂种鱼”已于1980年在《中国科学》杂志上用中、英文发表，这便第一次在世界上记载了克隆鱼（又称试管鱼）在中国培育成功。此项工作在第六、第七个五年计划期间获得了农业部、国家科委的重点项目、863项目、中科院主持的生物工程攻关项目以及四川省科委等的大力支持，同时获得了美国洛氏其金会长达10年的资助。我们经过反复试验论证，一方面将具有优良性的核质杂种克隆鱼在全国一些省市、地区推广应用于水产养殖，获得好评。另一方面在国际上报道我们的理论研究结果，撰写专著，组织参加国际学术研讨会、培训班等，为继续发展鱼类克隆的研究作出种种努力，1990年我们的实验室还被国际生物学联合会组织的国际科研合作项目列为远东地区唯一的鱼类克隆培训中心。但遗憾的是，正当国际同行注意到我们的发展计划并拟与我们开展合作研究之时，由于种种原因，我们的工作被划上了句号。

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三、"克隆人"的试验将会怎样？

关于克隆人的设想及其可能导致严重后果的报道也已屡见不鲜，因此美国和欧洲各国政府均制定了限制措施或初步立法来禁止克隆人的试验。主要原因：第一，认为多莉羊的结果已被肯定，并可以此为模式应用于人类；第二，认为这样做为人类社会的正常生活和伦理道德所不容。那么从科学的实践来看，克隆人的可行性到底如何呢？
    （1）一种观点认为，克隆技术可以使人不经过常规的有性生殖过程，把身体上的任何体细胞随心所欲地复制成与其本人一模一样的个体。这样，任何人便可因此而被复制出来，得到"永生"。
    大家知道，生物科学已从多方面证明生物的形态、结构等特征是由存在于细胞核内的基本遗传物质（DNA或基因）所决定，这叫做生物个体的"遗传型"（又称基因型）。有了这种遗传机制的保证，才使世界上现有的生物物种保持相对稳定，并代代相传，组成一个互不混淆、万紫千红的多样化生物世界。但生物界又处于多变的环境之中，面临着宇宙和地球上许多复杂因素的作用和影响，它们必须使自己适应环境的变迁才能生存和绵延，所以生物的生理、行为等特征便是它们在自下而上的环境中，综合本身的遗传因素和环境因素间的相互作用而表现出来的一些综合特征。这样，同一群体甚至同一些综合特征。这样，同一群体甚至同一对亲体所产生的孪生个体之间，都会表现出不同程度的差异，这叫做生物个体的"表型"（或称表现型）。这些差异由渐变而积累为质变，便会导致物种的遗传因子发生变化，引起生物的变异，适者生存，这便是生物进化论的基础。所以生物个体的"遗传型"和"表型"是有所不同的。人类是生物进化的最高阶段，所处的环境更为复杂，又有思维等高级神经活动，一部人类发展的文明史，充分说明一个人自诞生后便受到客观环境中，包括自然、社会、家庭和学校等种种因素的影响。所以一个人在智慧、才能、性格和行为方面的表现，许多是后天形成的。这就说明，为什么即使是"同卵双生"或"同卵联体人"，他们除了在形态上极其相似外，在诸多方面均不一致。所以，要设想把人身上的体细胞克隆成不仅在形态上，而且在所有方面都一模一样的复制品，其可能性是可想而知的。当然也就谈不上"永生"了。
    （2）另一种观点认为，克隆人可为不能生育的家庭孕育子女提供更佳方法。
    我们知道，除一些特殊的病理原因外，已知人类不育包括下列几种情况：
    第一，一对夫妇中男、女双方的性腺都发育不好，不能产生精子和卵子，故不能生育；
    第二，男、女双方中，有一方不育；
    第三，男女双方或一方因性腺以外的其他生殖器官有缺陷异常而不能生育。
    对于后二种不育的问题，由于医学技术的进步，现在已能用人工体外授精（即"试管婴儿"法）、借腹怀胎和其他外科手术等方法来解决。全世界的"试管婴儿"现已达到数万名之多。但严格地说，由于此法采用了第三者的精子或卵子，故所得婴儿并非这一对夫妇的"结晶"，而是产自其中的一个"单亲"。不过这些夫妇都普遍地享受着一个圆满家庭的情趣。而克隆法只能产生"单性个体"，并不能改进这一结果。值得指出的是，在因男性性腺发育不够健全，产精量不足或产生异常精子所引起的不育症方面，现在也有了更佳的解决办法，那就是由比利时科学家于1992年首创的单个精子注入法。医生可在实验室中，从此类有缺陷的男性体内集到精子，选择其中一个质量好的注射到其妻子的卵内，然后按"试管婴儿"法孕育子女，这样所诞生的婴儿便真正是一对夫妇的双亲"结晶"了。这种方法对原有的试管婴儿来说便是绵上添花，很受欢迎。据1996年统计，全世界用此法已诞生了400多个婴儿。在中国也有不少取得成功的报道。
    现在剩下的便是男女又方都不育情况。那么假设用体细胞克隆的办法来试验，其结果会如何呢？
    第一，由于所用的体细胞核只能部分恢复其发育的全能性，由此所获得的克隆体会因发育不良而夭折或成长为不能生育的个体。
    第二，即使这种克隆体能存活并能达到性成熟，但它们都只能属于单一性别，即男性的供体细胞核产生男性，女性的供体细胞核产生女性，都是"单亲"产物。而且比上述方法更麻烦，效率更低。谁还会作此选择呢？
    （3）还有一种观点认为，克隆人可用来进行各种医学试验，包括为病人提供移植器官等。
    众所周知，现代医学的进步一般都是在选择各种合适的实验动物模型进行试验的基础上，再逐步对病人进行过渡性的临床试验建立起来的，即使有人愿为医学的发展作出贡献而自愿充当一些防治疾病的试验的对象，也必须充分考虑到其人身安全。另外，假定要用人体来作具有普遍意义的医学试验，那么现有的各种人都可以，为何一定要用克隆人呢？克隆人无非只有对提供克隆细胞核的那个人才有价值，例如在他们之间移植器官可免除异体排斥等免疫障碍。可是在现代文明的社会中，是否有人会想方设法，在十分困难的条件下，克隆出一个与自己一模一样的人，然后像用动物一样把他（她）用来做各种试验（如接种艾滋病毒试验等），或一旦需要，又用他（她）来移植器官，保全自己，杀死替身。更何况"克隆人"也有思想竟识，他能同意这样做吗？这种设想不是有些荒唐可笑吗？（一些专家认为，克隆器官比克隆整个人要难。）
    当然，根据现有动物克隆的知识和经验，利用人的胚胎细胞进行克隆研究是可能的，至少在技术条件上是可行的。不过既然要利用胚胎细胞，那就证明该妇女是能生育的，她完全可按常规方法孕育儿女，有什么理由使她愿意把自己完好的胚胎取出来，造成一定程度的损伤或破坏后再进行克隆繁殖呢？所以，人类不同于一般动物，用对待其它动物的态度来对待人类显然是行不通的。向公众说明了以上这些很浅显的科学道理后，我们相信社会上的绝大多数人不会再对克隆人的设想产生特别的兴趣。然而，想标新立异的人总是有的，因此用立法的办法加以制止，防止它的影响也是必要的。
    总之，"克隆羊"已成了家喻户晓的事，大家期望克隆动物很快得到应用。但在许多基本问题特别是体细胞克隆问题没有弄清之前，科学家们还须继续探讨它的可能性，目前还很难付诸实施。例如克隆濒危动物，克隆能生产药物和提供器官移植的转基因动物，克隆纯种动物和改良动物品种等方面还有待于摸索。因此，对克隆动物的研究最好不要因为一时的舆论哗然而"因噎废食"，也不要"受宠若惊"，更不必因为有了质疑而犹豫。用实事求是和冷静的态度来对待"多莉羊"所引起的"轰动效应"，踏踏实实地工作，这便是目前研究克隆动物的科学家们所持的一种审慎而客观的态度。

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