克隆鱼诞生50年 中国克隆技术陷入困境

在最近上映的美国大片《失落的世界》中，汤姆·克鲁斯扮演的克隆人在发现自己的身份后奋起反抗外星人，并最终获胜。然后，电影《侏罗纪公园》又一次讲述了科学家利用DNA技术来复活恐龙，但却遭受疯狂捕猎的故事。这两部大片不仅给观众带来了强烈的视觉冲击，也再次激起了人们对克隆技术的浓厚兴趣。事实上，随着基因和克隆技术的发展，科学界从未停止过对这些技术的探索。外国科学家试图复活包括恐龙在内的灭绝生物是许多雄心勃勃的计划之一。在中国，早在20世纪60年代初，著名的生物学家童涤洲就开展了鱼类细胞核移植的研究，开创了克隆技术在中国的先河。此后，克隆技术的研究在中国如火如荼。然而，今天，中国的克隆技术似乎正在淡出人们的视线。今天，“儿童”克隆鱼诞生50年后，中国的克隆技术将走向何方？中国工程院院士李宁认为，目前国际上对克隆技术的研究仍在如火如荼地进行。克隆技术并不“冷”。每次克隆新的动物和植物物种。”表面上看起来平静而优雅的李宁，在克隆的问题上似乎瞬间燃烧了他所有的热情。正如他所说，克隆技术的最新成就是“用一滴血克隆几十只老鼠”今年7月，日本研究人员从一只实验大鼠的尾部提取了一滴约15至45微升的血液，从血液中分离出白细胞作为核源，并利用克隆技术成功再造了几十只“相同”的小鼠。"也有冷冻克隆和连续克隆的例子."李宁对这一领域的进展了如指掌:“一些科学家已经使用了在冰箱里保存了17年的老鼠克隆体，并取得了成功。连续克隆是克隆动物的再克隆。一个日本团队已经成功地连续克隆了25代小鼠，并且完全有能力进行再克隆。”冷冻克隆和连续克隆的实现无疑给克隆技术的持续发展带来了希望。事实上，克隆技术从诞生之日起就受到了全世界的广泛崇拜。1997年2月27日，《自然》杂志报道了英国科学家伊恩·威尔莫特的团队从一只成年绵羊的体细胞中克隆出绵羊多莉的结果。人们还进一步将此联系在一起:如果克隆技术最终进化到某个阶段，史前动物能重生，死人能复活吗？在某种程度上，这甚至满足了永生的梦想。与全球“克隆热”相比，中国的克隆技术似乎处于沉默。但事实上，在克隆领域，中国人起步还不算太晚。我国著名生物学家、被称为“克隆的先驱”的童地洲，在20世纪60年代初就开始了对鱼类细胞核移植的研究，发现了脊椎动物远缘物种细胞核与细胞质的相容性，并首次证实了鱼类异源克隆的可能性。1981年，中国科学院水生生物研究所的科学家从成年鲫鱼的肾细胞克隆了一条鱼，证明了成年鱼的体细胞也可以去分化和重编程，比从成年体细胞克隆的多利羊早15年。然而，不幸的是，由于种种原因，中国对克隆鱼的研究并没有受到国外学术界的重视。上世纪末，中国科学院动物研究所和李宁中国农业大学在体细胞克隆的热潮中取得了巨大成就。1998年，中国科学院动物研究所研究员陈大元在大熊猫的异种克隆方面取得了很大进展。大熊猫的体细胞核被放入兔子的去核卵母细胞中，并成功发育成胚泡。2003年，中国科学院动物研究所的研究员周琦发明了一项能够精确控制大鼠卵细胞自发激活的专利技术，并在世界上首次获得了克隆大鼠。2005年，李宁带领团队成功获得中国首例体细胞克隆香猪。2006年，李宁在世界上首次成功完成转基因克隆牛的“再克隆”和冷冻卵母细胞克隆，将中国的克隆技术推向一个新的高峰。今天，作为中国克隆技术的前领导者，中国科学院动物研究所和中国农业大学的权威是毋庸置疑的。然而，《中国科学报》记者在调查中发现，近年来，尽管国际上对克隆技术热情高涨，但两家机构在克隆技术研究方面的相关突破却少之又少，成果产业化的步伐也因政策变化等因素而陷入僵局。21世纪的第一个十年后，中国的克隆技术似乎逐渐陷入沉默。在中国古典小说《西游记》中，孙悟空可以用他的汗水变出无数个“小孙悟空”。这个故事体现了人类对生物繁殖的幻想。多莉的诞生使这个梦想成真。迄今为止，已有十几个物种通过体细胞核移植成功克隆。除了人们熟知的绵羊和老鼠，它们还包括家畜如牛和猪，宠物如猫和狗，以及一些野生动物物种。事实上，国际克隆技术的成功是偶然的。16年前，威尔莫特融合了277个细胞核移植的卵细胞，最终获得了克隆羊多莉，成功率不到0.36%。威尔莫特自己也承认多莉的成功是一个奇迹。现在，克隆的成功率已经大大提高了。大型哺乳动物从体细胞到克隆胚胎的存活率约为10%，结合饲养过程中的死亡率，克隆的最终成功率约为5% ~ 6%。然而，这种效率仍然很低。“目前，困扰克隆技术的最大问题是克隆生物的开发效率低。即使技术体系成熟并广泛使用小鼠克隆细胞，它们的发育出生率通常只有1% ~ 2%，而人类体细胞克隆的效率甚至更低。”中国科学院动物研究所的研究员周琦告诉《中国科学》。如何提高克隆效率一直是该领域医生关注的核心问题之一。这包括遗传和表观遗传问题。“表观遗传学”是一种可以影响生物体特征的遗传方法。“表观遗传”状态和正常胚胎之间的巨大差异是其发育效率低的原因之一。在李宁看来，克隆效率不能更高的主要原因是缺乏理论上的根本性突破，“基因领域仍有许多谜团等待人类探索”除了技术瓶颈，伦理道德因素也给克隆技术的发展带来阻力。当陈大源试图克隆不同物种的大熊猫时，他遇到了各种各样的阻力。许多人认为国家应该花钱保护大熊猫的生态环境，而不是简单地“复制”大熊猫。克隆大熊猫不利于它们的自然繁殖。2010年，尽管陈大源认为大熊猫的克隆“离最后一步只有半步之遥”，但由于各种原因，研究顺利结束。现在，陈大源已经从中国科学院动物研究所退休，他对大熊猫克隆的探索接近尾声。难以推进产业化虽然克隆技术的发展遇到了瓶颈，但如果以前成熟的动物克隆技术能够产业化并进一步应用于生活领域，将会造福人类，为克隆技术的发展提供强大的推动力。1999年，加拿大*向我国*赠送了两只*公牛“龙”。2003年，李宁团队与山东一家企业合作，成功克隆了它。前总理*亲自将两头克隆牛命名为“大隆”和“二隆”，意思是“克隆繁荣”。经过长时间的繁殖，“龙”现在已经有了几千个后代，解决了我国奶牛良种短缺影响奶业发展的问题，也提供了优质的奶源，成为克隆技术在我国农牧业应用的一个优秀案例。在美国，有专门从事克隆服务的公司，可以帮助公司每年克隆数千只动物。我国也有许多企业和研究机构建立了长期合作关系，通过克隆培育新品种。今年3月，对西北农林大学国家和省重大项目“牛羊良种繁育关键技术研究与应用”的成果进行了鉴定。这项研究持续了15年，通过这项研究创造的牛、羊良种胚胎大规模生产技术已经在全国推广了35000多个牛、肉牛良种胚胎。移植受体牛妊娠率达到50.03%，已获得16000头健康犊牛。与此同时，华南农业大学和广东石闻集团正在联合开展克隆猪的研究。目前，有数百只克隆猪。该企业计划在全国范围内建立一个总规模为5000万头的养殖基地，力争成为全国最大的养殖公司。“但规模并不大。”李宁说，尽管中国的克隆技术处于世界前列，但在工业化方面仍落后于欧美和日本等发达国家和地区。在李宁看来，克隆动物的安全性没有问题，但实际存活率低(5% ~ 6%)限制了产业化的规模。此外，繁琐的评估和检查制度以及审批程序也限制了克隆技术的产业化。李宁说，他有一项研究结果可以控制猪的瘦肉率，这可以使猪多生产10公斤瘦肉。根据中国目前60多亿头猪的存量，这项技术创新可以带来600多亿元的产值，但在提交批准后没有收到任何答复。"它既不被批准也不被反对，而且经常被搁置."李宁无奈地说道。"克隆技术产业化的长期生长点被忽视了。"一位不愿透露姓名的知情人士表示，克隆行业通常无法享受类似产业孵化器的优惠政策，因为工业园区往往更关注高科技成果的转化，“克隆技术形成产业规模需要时间，带来的营业额和就业机会较少，因此不被重视。”李宁同意这一说法:“做克隆服务，最初的年产值可能在几十万元到几百万元之间。我国的相关补贴大多针对生产和加工行业，主要是鼓励实体经济，但对克隆等高科技产业的支持显然不足。”中国农业大学教授戴对《中国科学报》记者表示，国家对克隆和转基因的支持主要集中在研发方面，比如启动“重要性状基因克隆”等几个重大项目。在推广方面，尚未探索出一条成熟的技术产业化之路。此外，在克隆技术的科技创新这一主题上，中国与外国也有很大的差异。“我国研发的主要力量基本上是科研机构，研究人员主要从事基础研究，这与直接生产有一定的距离。在国外，企业是研发的主力军。这样，它就不同于我们的立场和重点。”戴说，外国*的大部分资金用于新技术的研究和开发，而工业研究和开发是由企业进行的。然而，中国尚未建立起以企业为主体、以市场为导向、以商业模式为重点的养殖体系。五月中旬，美国学者在《细胞》杂志上发表了一篇论文，宣布成功克隆了人类胚胎干细胞。在周琦看来，这项研究“再次将克隆技术带入了再生医学领域的中心”。换句话说，克隆技术提供的手段可以为人类再生医学领域提供相对安全可靠的细胞来源。未来，将有可能为帕金森氏病、脊髓损伤和其他神经退行性疾病提供个性化治疗。事实上，克隆技术自诞生以来就被贴上了为人类健康服务和为医学提供支持的标签。国际科学家也不认为克隆技术只停留在克隆生物体的水平。在科学家的期望中，克隆对人类来说就像一个巨大的金矿——它可以为人类提供治疗性克隆。成功克隆一个完整的生物个体意味着可以获得能产生克隆生物个体所有器官的多能干细胞，从而实现再生治疗周琦强调道。正如李宁所说，克隆技术是“复制现有的好东西，然后在此基础上创造新东西”的过程。克隆技术与基因工程等其他技术相结合，走综合应用之路，可能是克隆技术未来的发展方向。例如，在生物育种中，胚胎诊断技术可以通过基因组测序来诊断胚胎的遗传潜力，而胚胎诊断技术是大规模基因组测序和分型技术、胚胎移植技术和克隆技术的结合。同样，在培育新品种的过程中，基因组测序技术、分型技术和DNA重组技术无疑是克隆技术的好伙伴。对于不同物种间的器官移植，必须对移植的动物基因进行修饰，这也需要与克隆相结合。"目前，世界上的动物基因工程是由克隆技术支持的."李宁说，这就是人们通常所说的“转基因克隆”，即通过转基因后的克隆来培育人们需要的产品。李宁向记者列举了其在医学领域的一项应用:就大小、形状、功能和血管分布而言，猪器官是最接近人体器官的，具有最大的异种移植潜力。然而，在器官被植入人体后的40分钟内，由于猪和人的细胞膜上的不同标记，人类免疫系统将通过超急性排斥来杀死该器官。通过猪的转基因克隆，科学家可以从猪身上移除产生表面标记抗原的基因，并将它们转移到人类基因上，这样培育出来的猪的器官就可以拯救人类的生命。另外，从营养的角度来看，中国人普遍对牛奶中的β-乳球蛋白过敏，这种蛋白质在牛奶蛋白中占很高的比例。通过转基因工程的转化，克隆牛根本不能生产这种蛋白质。“上帝没有为人类创造任何只有益而无害的东西，但是人类有能力区分好与坏并消除伤害。我们解决推广克隆技术的众多障碍只是时间问题。克隆最终将彻底改变我们的生活。”在李宁看来，只要它是一门促进人类发展的科学，它就会像杂交水稻的推广一样得到应用。