综述:告诉你真实的克隆

【字体: 时间:2003年01月16日 来源:

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什么是克隆呢?这是一个连科学界都存在争议的问题。给一个东西下定义总是困难的,因为你无法掌握定义是否涵盖了100%的内容,而又没有加进任何杂质。古希腊的哲学家曾尝试给人下定义,一个哲学家经过长时间的缜密思索后说,“人是两足无毛动物”,不久就有人扔给他一只拔了毛的鸡,哲学家羞愧得直想往地底钻。这个故事告诉我们,下定义之难,连对司空见惯的人下定义都这么难,更何况是新生科学概念呢?

克隆不仅难以定义,还难以鉴别。无毛之鸡显然不是人,一眼就看出差别。但克隆的绵羊多利跟正常的绵羊似乎没有什么区别。这些都导致了克隆领域也许是最容易造假的科学领域。早在1962年,科学家约翰·戈登就宣称通过成年蛙体细胞成功克隆出蛙,这可是个了不起的成就,但是由于当时人类还没有发现基因编码规律,对DNA也知之甚少,无法对戈登的成果通过基因测定予以确认。于是,到底是不是委屈了戈登现在还不得而知。同样,1979年,科学家卡尔·伊尔曼希的克隆鼠也没有得到科学界的认可。

任何科技一旦涉及到改变人类社会,冲击人类伦理,必将引起每一个人的关注和忧虑。克隆人就是这样的一门技术。克隆人的结果是什么,没有人说得清,正因如此人们才对它格外着迷。意大利医生安蒂诺里和邪教主教布里吉特·布瓦瑟利耶正是利用克隆技术的这些特点浑水摸鱼,趁机赚取知名度。当然他们是否“真英雄”也不好一言断之。但针对克隆人这样敏感的技术,我相信一定是“会者不叫,叫者不会”的。美国五角大楼出于研制基因武器的需要未必不在研究克隆人技术,但它会到处嚷嚷吗?非但不会,他们还一定会把它当作最高机密保守。

无论如何,我们关注克隆技术是对的,但如果骗子太多,我们的关注就会庸俗化,误入歧途。什么是克隆呢?本期专题将本着严肃的态度尽最大的努力予以回答,尽管其中有些观点可能是错的,但相信总比没有要好一些。朱刚

早在2002年初,美国著名的《科学》杂志就把去年称为“克隆年”,我们不得不佩服《科学》杂志的独到眼光,反观去年,克隆的确是科学发展领域的一大热点。首先发起“克隆热”的是意大利医生、胚胎学家安蒂诺里,他声称已经在秘密进行克隆人实验,第一批克隆人将于今年年初出生。安蒂诺里的行为引发了全世界的关注,人们把他称为“科学狂人”。但去年底,邪教雷尔教派的“主教”、法国女科学家布里吉特·布瓦瑟利耶却抢了安蒂诺里的风头,她抢先宣布,由她培育的克隆儿已经诞生,几天以后,她再次宣布第二个克隆儿在荷兰诞生,随后她又声称还有3个克隆儿也即将诞生。一时间,布瓦瑟利耶仿佛站到了克隆技术的巅峰,成为全球关注的焦点,这令此前名声大噪的安蒂诺里郁闷非常,他多次指责布瓦瑟利耶造假,企图以此扩大邪教知名度,吸引更多教徒,骗取更多钱财。安蒂诺里和众多科学家和媒体的怀疑并非没有道理,克隆人技术要求颇高,一个民间组织和二流科学家能否胜任令人怀疑;然而最大的疑点还出在邪教自身,他们拒绝中立机构鉴别所谓“克隆儿”的真伪。

事情发展到这一步,细心的媒体也没有放过安蒂诺里,媒体问他,他的克隆人按照他早先的声明也该出世了吧!此时的安蒂诺里也只好“顾左右而言他”,再也不说大话了。由此可见,安蒂诺里也不过是借克隆热为自己树树名声罢了,既然名声都被抢了还提它做甚?毕竟克隆不是做盘子做碗,练两年泥水的工夫就可以胜任的。安蒂诺里和布瓦瑟利耶的所作所为让克隆充满了一种“时尚”的色彩,也有几分搞笑的意味。其实克隆是一门相当严肃的科学,历史上的科学家们也在孜孜不倦地解决克隆技术上的诸多难关,现在有人想利用克隆技术来为自己赚取知名度对科学发展来说是一种悲哀。

克隆与伪克隆

“克隆”有两个判断标准,第一是生物个体由单一体细胞发育而成,第二是克隆个体要同提供遗传物质的个体(即供体)具有完全相同的遗传信息

什么是克隆呢?作为大众文化的理解和作为科学研究的理解可能相差甚远。克隆是英文“Clone”的译音,美国最权威的韦伯词典对“Clone”的生物学解释有两个,第一是通过无性生殖的办法繁殖个体的技术;第二种是,一个个体从另一个体的单一体细胞发育而成,并同向它提供遗传物质的个体保持完全相同的基因。

很显然,第一种解释就成了我们大众所理解的“克隆”,即无性生殖。但在生物学角度看来,无性生殖是一种非常普遍的现象,春天里,人们剪下植物枝条,扦插到土里,不久就会发芽,长出新的植物,这些植物在遗传物质组成上完全没有改变。马铃薯等植物的块茎可以切成许多小块进行繁殖。所有这些都是植物的无性繁殖,它非常普遍,几乎每个人都曾见过。动物界也有无性繁殖,许多非脊椎动物,如原生动物通过分裂繁殖、尾索类动物的出芽生殖等。但这些无性生殖现象并不是真正意义上的克隆,它们都是自然现象,无须人类的努力。

作为科学研究理解的克隆应该是第二种解释,这样说来,“克隆”就有了两个判断标准,第一是生物个体由单一体细胞发育而成,第二是,克隆个体要同提供遗传物质的个体(即供体)具有完全相同的遗传信息。因此,克隆一定是无性生殖,但无性生殖未必是克隆,因为无性生殖的过程可能会发生遗传信息的改变。克隆是人类在生物科学领域取得的一项重大技术突破,反映了人类细胞核分化技术、细胞培养和控制技术的进步。

曾经在很长时期,人们把通过动物胚胎细胞的移植而产生的个体也称为克隆,早在上个世纪50年代,美国科学家就以两栖类和鱼类为研究对象,进行胚胎细胞移植技术的实验,后来还成功培育出通过胚胎细胞“克隆”出的两栖类和鱼类动物。但很多科学家对此有着不同看法,他们认为动物胚胎毕竟还是没有成熟的个体,它的出现有精子和卵子的参与,因此不是严格意义上的克隆。

世界第一个公认的克隆动物是1997年2月23日英国苏格兰罗斯林研究所的科学家克隆出的绵羊多利。“多利”的特别之处在于它的生命的诞生没有精子的参与。研究人员先将一个绵羊卵细胞中的遗传物质吸出去,使其变成空壳,然后从一只6岁的母羊身上取出一个乳腺细胞,将其中的遗传物质注入卵细胞空壳中。这样就得到了一个含有新的遗传物质但却没有受过精的卵细胞。这颗卵细胞在轻微电击的作用下开始分裂,逐步形成胚胎,再被植入另一只母羊子宫内,随着母羊的成功分娩,“多利”来到了世间。

为什么说“多利”的诞生具有重大突破性意义呢?这是因为以前的所谓克隆动物的遗传基因来自胚胎,且都是用胚胎细胞进行的遗传物质移植,而胚胎细胞本身是通过有性繁殖的,其细胞核中的基因组一半来自父本,一半来自母本。而“多利”的基因组,全都来自单亲,因此这才是真正的克隆,其特点就在于它与为它提供遗传物质的供体———那头6岁母羊具有完全相同的基因,可谓是它母亲的复制品。

从多利羊的诞生过程我们可以发现,克隆技术是非常尖端的一门技术,在进行遗传物质移植的过程中,任何肉眼无法观察到的失误都会导致遗传信息的缺失或增添,任何疏忽都会导致克隆的失败。在克隆过程中,科学家需要通过物理方法培育成百上千个遗传细胞,再将这些带有单一个体遗传物质的细胞植入母体的子宫,其中只有很小比例的母体会成功受孕,即使受孕也经常发生流产,最终能够成功分娩的比例非常低。多利绵羊是科学家经历了400多次的失败后,才获得了一次成功,可见克隆之难。

因此,对克隆个体进行基因测定是辨别克隆真伪的有效途径,科学家不仅要获得克隆个体的基因,还要获得供体的基因以进行比较。雷尔教派所宣称的克隆儿要想获得世界的承认也必须经过这一步。如果他们在这个世界上找不到同他们所谓“克隆儿”基因完全相同的人,那他们的谎言也就不攻自破。

克隆技术是与非

不管人们怀着怎样不信任的态度去看待克隆,克隆技术这个“潘多拉的盒子”已经打开,它在未来将以各种形式来改变人类社会

人们对于未知新事物总是充满着恐惧,对克隆也是如此。克隆羊多利来到世间曾引起世界一片哗然,人们惊呼,人类已经取代上帝,可以创造生命了。克隆人出世的消息更是引发了世界震惊,科学家、伦理学家和宗教学家都在探讨,克隆到底会给人类带来怎样的影响。目前,世界绝大多数国家都禁止把克隆技术应用于人体,这说明人类对克隆的未来还充满着疑惑。到底克隆技术会给现有的社会以怎样的冲击呢?

人类就是这样一种动物,一旦他掌握了某种技术,他就不可能将它忘记,再回到以前。不管人们怀着怎样不信任的态度去看待克隆,克隆技术这个“潘多拉的盒子”已经打开,它在未来将以各种形式来改变人类社会。

克隆技术支持者认为,只要谨慎地运用这一技术,那么克隆带来的好处会完全压倒可能出现的社会问题。克隆技术的应用应该促进整个科学和生活的发展,对遗传学、细胞生物学、产科学等学科的研究有着重大意义。

克隆技术可以加深人们对于受精卵的分裂和怀孕过程的理解。克隆可以使人类对流产有更多的认识,以发现治疗习惯性流产的方法,解除那些不能成为母亲的女性的痛苦。在体外受精手术中,医生常常需要将多个受精卵植入子宫,以从中筛选一个进入妊娠阶段。但许多女性只能提供一个卵子用于受精。通过克隆可以很好地解决这一问题。这个卵细胞可以克隆成为数个用于受精,从而大大提高妊娠成功率。同时,没有进入妊娠阶段的受精卵可以冰冻起来,将来孩子需要器官移植的时候,选一个冰冻受精卵植入子宫发育,可提供需要移植的器官。有人还设想,如果父母希望孩子遗传自己某一方面的天赋或特长,可以通过克隆将自己的优势完全遗传下来,当然这一设想也遭到了不少质疑。同时,通过克隆技术的研究,人类有望发展新的避孕技术。

克隆实验的实施促进了遗传学的发展,为“制造”能移植于人体的动物器官开辟了前景。据新华社1997年4月4日报道,上海市第九人民医院整形外科专家曹谊林在世界上首次采用体外细胞繁殖的方法,成功地在白鼠上复制出人耳,为人体缺失器官的修复和重建带来希望。

胚胎发育过程中的生长特征与癌细胞的生长有相似之处。如果人类在研究克隆技术的过程中找到了制止胚胎发育进程的方法,则能在对癌症的治疗中加以运用,这将终结癌症作为不治之症的历史。

克隆技术也可用于检测胎儿的遗传缺陷。将受精卵克隆用于检测各种遗传疾病,克隆的胚胎与子宫中发育的胎儿遗传特征完全相同。

克隆技术可用于治疗神经系统的损伤。成年人的神经组织没有再生能力,但干细胞可以修复神经系统损伤。克隆技术的应用使人类可以得到更多的干细胞用于治疗。 

而反对克隆技术的人则认为,克隆在带来技术进步的同时,也带来了伦理问题。有人认为,克隆技术是对宗教感情的亵渎和冒犯,是“和上帝开玩笑”,扰乱了自然规律。另一些人则担心克隆技术被滥用而产生可怕的后果。

克隆将减少遗传变异,通过克隆产生的个体具有同样的遗传基因,同样的疾病敏感性,一种疾病就可以毁灭整个由克隆产生的群体。可以设想,如果一个国家的牛群都是同一种基因的克隆产物,一种并不严重的病毒就可能毁灭全国的畜牧业。

克隆技术的应用将使人们倾向于大量繁殖现有种群中最有利用价值的个体,而不是按自然规律促进整个种群的优胜劣汰。从这个意义上说,克隆技术干扰了自然进化过程,这将不利于物种的进化,它所带来的后果现在还无法预测。

克隆技术是一种昂贵的技术,需要大量的金钱和生物专家的参与,失败率非常高。虽然现在科学家已经发展出了更先进的技术,成功率也只能达到2%到3%。

还有人担心,如果克隆的来源是成年动物体细胞,那么必定带有已经老化的基因,这些基因会不会影响克隆动物的寿命呢?这种担心已经得到证实,无论是克隆羊多利还是后来培育出的克隆动物,都不同程度地表现出了早衰的特征,这说明成年动物体细胞的遗传物质同生殖细胞的遗传物质毕竟存在质量上的差别。

现有的克隆技术很快将使男性失去遗传学上的意义,而随着人造子宫技术的发展,女性也将失去生育上的作用,未来人类繁殖后代的过程可能就像现在西红柿的种植那样简单

人类克隆技术面临的难题

邪教主教布里吉特·布瓦瑟利耶和意大利医生安蒂诺里也许在克隆技术的发展过程中只是两个为博取知名度的“跳梁小丑”,很快就要被人们忘记。但他们的狂言所引发的问题却是严肃的:人类如何面临即将到来的克隆人时代?可以肯定的是,世界上一定还有一些国家或民间机构在秘密进行克隆人研究。对克隆人技术的研究有助于促进基因武器的研制,有助于培育超级人类作为战士,美国五角大楼的生物学专家对这些不会不知道,可能这些秘密进行的研究已经远远超出了人们的设想,把所谓“克隆儿已经出世”的狂言变成了“小儿科”。

毫无疑问,进行克隆人的研究难度极高,需要庞大的财力支持和雄厚的技术力量。要进行克隆人研究必须首先获得人类卵细胞,而人类卵细胞是相当昂贵的。在美国,一个卵细胞的售价高达3000到5000美元,而由于克隆技术的失败率很高,要进行一次实验通常需要上百个卵细胞作为对照。从人体获取卵细胞的程序相当复杂,捐赠妇女需要接受医疗手术,如果手术不成功极容易留下伤疤,因此,除非遇到经济困难,愿意出售卵细胞的妇女并不多。

另外,获取人类干细胞的过程也相当繁琐,其效率并不比克隆动物高多少。在美国一家基因公司的研究中,19枚被进行细胞核转移以便分裂成胚胎的卵细胞当中,没有一枚卵细胞顺利度过分裂成6个细胞的阶段,而干细胞则必须是从100个细胞以上的胚胎中获得的。

进行动物克隆实验的研究人员则不必担心得不到足够的卵细胞,例如,牛的卵细胞可以很便宜地从屠宰场获得,屠宰场拿这些卵细胞也没什么用。4000只老鼠卵细胞成本仅2000美元,但如果换作人类卵细胞则高达1000到2000万美元。卵细胞的缺乏以及成本之高将成为利用克隆技术治疗人类疾病的主要阻碍。

目前克隆技术面临的另外一个限制因素就是专业技术人员缺乏,克隆领域的专家把细胞移植技术的要求比作美国体坛巨星泰戈·伍兹的高尔夫球技,因为,从事细胞移植要求像伍兹打高尔夫球那样准确。这也正是很多科学家都估计还要等上10年甚至20年克隆人类胚胎技术才能被应用于临床领域的原因。

克隆人遇到的另外一项技术难题就是克隆过程中可能出现的变异问题。变异在动物克隆实验中经常出现,美国麻省理工学院的科学家叶尼在《科学》杂志撰文指出,在实验室里被克隆出来、看似正常的白鼠,结果证实有很大的比例发生变异。叶尼教授提醒克隆人的过程同样会出现变异症状。如何处理这些变异克隆人不仅是个医学问题,还是个伦理学问题。

克隆人的出现将毫无疑问对现有的社会伦理形成巨大的冲击,与此有关的法律规范都将受到挑战。克隆人算不算人,享不享有人权?在法律上克隆人的权利和义务同正常人有何区别?克隆人会不会遭到歧视?(或者正常人会不会被克隆出的超级人类歧视?)这些问题在不远的将来将持续困扰人类。 

克隆技术对家庭关系带来的影响也将是巨大的。克隆意味着男女双方不需要通过有性生殖产生后代,父亲或者母亲就成了家庭中多余的个体,家庭的关系更加松散。事实上一旦克隆成为一种普遍选择,家庭作为社会基本单位将面临消亡。克隆同样给人类亲属关系带来尴尬。一个由父亲的DNA克隆生成的孩子可以看作父亲的双胞胎兄弟,只不过延迟了几十年出生而已。很难设想,当一个人发现自己只不过是另外一个人的完全复制品,他(或她)会有什么感受?

克隆技术应用于人体将导致对后代遗传性状的人工控制。克隆技术引起争论的核心就是能否允许对发育初期的人类胚胎进行遗传操作。可以想象,科学家将通过更改胚胎的遗传基因,可以改变个体眼睛的颜色,对某种疾病的耐受性等,这将极大损害人类基因的多样性。

有人说,现有的克隆技术很快将使男性失去遗传学上的意义,然而随着人造子宫技术的发展,女性也将失去生育上的作用,那时的人类繁殖后代的过程可能就像现在西红柿的种植那样简单,在实验室中制造可裂变的卵细胞,再放入人造子宫培育,过一定时间,婴儿就出生了。那将是怎样的一种可怕的社会呢?电影《黑客帝国》描述了未来社会人类像植物一样生长的情景,那真是人类的未来吗?

随着克隆技术的进一步发展,科学家将能够任意地添加或删除人类的遗传信息,可以使人去掉一些不好的遗传特性,添加优秀的基因。但由于克隆治疗的费用必然昂贵,只有少数有钱人才负担得起,就像现在的整容手术一样。因此有钱人将在克隆技术的作用下变得更完美,他们或许将拥有更加强壮的体魄,更加聪明的大脑,这会使他们变得更加有钱,而穷人则只能守着自己有缺陷的基因苟延残喘,这将进一步加大人类社会的分化。

摘自 南方日报

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