克隆猴成功，新藥研發(fā)提速的關(guān)鍵一步

應(yīng)琛

1997年2月，英國Roslin研究所伊恩·維爾穆特（Ian Wilmut）教授率領(lǐng)的團隊在頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》（Science）公布了“多莉”羊的誕生。這只實際上出生于1996年5月的首例體細(xì)胞克隆哺乳動物自此成為動物界的“明星”，也徹底顛覆了人類對生殖發(fā)育經(jīng)典理論的認(rèn)識。

在接下來的20年時間里，科學(xué)家們陸續(xù)成功克隆出牛、豬、小鼠等超過20種哺乳動物，但對非人靈長類動物的克隆一直停滯不前。

2000年1月14日，美國俄勒岡地區(qū)靈長類動物園研究中心科學(xué)家宣布，一只克隆獼猴在美國呱呱墜地。當(dāng)時，研究者將這只利用胚胎分裂方法獲得的克隆猴取名為“泰特拉”（Tetra），這也一度被視為全世界第一次成功地克隆在基因上與人類最接近的動物。

但世界上真正誕生第一只體細(xì)胞克隆猴則是在2017年11月。中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所孫強、蒲慕明領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊為最先誕生的這兩只克隆猴取名為“中中”和“華華”。2018年1月25日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》在封面文章中向全球宣布了這兩只中國“克隆猴”的到來。

克隆猴研究起起伏伏

美國曾經(jīng)是克隆猴領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。美國俄勒岡靈長類研究中心著名科學(xué)家、美籍哈薩克斯坦人沙烏科萊特·米塔利波夫（Shoukhrat Mitalipov）曾被科學(xué)界認(rèn)為是最可能第一個克隆出猴子的人。

早在2000年1月，米塔利波夫領(lǐng)導(dǎo)的研究小組就在著名的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的克隆成果——用胚胎分裂的方式對猴進(jìn)行克隆。這種方法曾用于克隆牛，但第一次用于克隆猴子。

當(dāng)時，研究人員反復(fù)實驗13次，通過各種方法把107個猴胚胎分裂成368個胚胎，有4個胚胎發(fā)育成熟但胎死腹中，只有泰特拉在胚胎分裂157天之后幸運地降生。

不過，因為泰特拉的克隆方法與多莉的誕生完全不同，并未運用體細(xì)胞核移植技術(shù)，所以在當(dāng)時也沒有引起廣泛關(guān)注。

順帶一提，早在1997年4月，另一項研究采用不同的方法就曾克隆出了猴，他們采用的是胚胎卵裂球期的細(xì)胞作為細(xì)胞核供體進(jìn)行獼猴克隆，并最終獲得了兩只克隆猴，一只雌性、一只雄性。這項研究由華人學(xué)者孟勵以第一作者身份在《生殖生物學(xué)》（Biology of Reproduction）雜志發(fā)表，但它也鮮有人提及。

體細(xì)胞克隆與胚胎克隆相比的優(yōu)勢在哪兒？簡單來說，胚胎細(xì)胞克隆就像是同卵雙胞胎，理論上說，它不能無限分裂，不能夠制造足夠多具有相同遺傳背景的動物。但體細(xì)胞克隆從理論上看，可以產(chǎn)生無限量具有相同背景的動物。同時，體細(xì)胞克隆在基因編輯上也更簡單。

美國科學(xué)界對克隆猴由“雄心勃勃”轉(zhuǎn)為“偃旗息鼓”。美國匹茲堡大學(xué)教授杰瑞·沙騰（Gerald Schatten）得出“基于‘多莉（克隆羊）的克隆技術(shù)實現(xiàn)克隆猴是行不通的”結(jié)論。沙騰此前經(jīng)過6年嘗試，其團隊使用了724個猴卵，只培育出33個胚胎，最終無一成活。

美國將研究的重心轉(zhuǎn)向以CRISPR/Cas9為代表的基因編輯技術(shù)。但因為“克隆猴”對人類的重要性，全世界仍有不少科研人員為攻克這個難題繼續(xù)做著努力。

其中也包括米塔利波夫。2007年，米塔利波夫團隊在《自然》發(fā)表成果：利用細(xì)胞核轉(zhuǎn)移技術(shù)，成功用猴子皮膚細(xì)胞克隆出胚胎，并提取出兩個干細(xì)胞系。這是人類首次以體細(xì)胞克隆的方式獲得靈長類胚胎。2010年，米塔利波夫率領(lǐng)團隊更是成功移植了克隆猴胚胎，但胚胎發(fā)育至81天，以流產(chǎn)告終。

首個體細(xì)胞克隆猴誕生在中國

米塔利波夫團隊的這枚胚胎沒能最終成活，但卻讓大洋彼岸中科院神經(jīng)所所長蒲慕明看到了希望。2012年，在浙江烏鎮(zhèn)舉行的中科院神經(jīng)所非人靈長類研究小型專題研討會上，蒲慕明提出，一定要馬上開展猴體細(xì)胞克隆的工作，并把這個任務(wù)交給了孫強團隊。

靈長類動物的克隆實驗難以成功，很重要的因素在于研究者沒有找到解除融合細(xì)胞的表觀遺傳修飾障礙。克服表觀遺傳修飾障礙的轉(zhuǎn)機出現(xiàn)在2014年。華裔科學(xué)家、美國哈佛醫(yī)學(xué)院教授張毅實驗室的研究發(fā)現(xiàn)，H3K9me3酶會讓基因沉默，從而阻止細(xì)胞核重編程。通過向細(xì)胞中注入去甲基化酶Kdm4d，從而讓體細(xì)胞核移植的細(xì)胞重新被激活。

在這方面，昆明理工大學(xué)特聘教授、中科院院士季維智，同濟大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長高紹榮等人也有出色的工作。

如此看來，克隆出猴子似乎已經(jīng)水到渠成。

2017年11月27日，世界上首個體細(xì)胞克隆猴“中中”在中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心非人靈長類平臺誕生;12月5日，妹妹“華華”也順利誕生。除了個頭略有差異，“姐妹”倆幾無分別。

該項成果歷時5年，相關(guān)論文則于2018年1月25日以封面文章的形式在《細(xì)胞》（Cell）雜志上發(fā)表。罕見的是，論文從投稿到接收甚至歷時不到一個月。

“中國只比國外領(lǐng)先一年?！逼涯矫魈寡?，“中中”和“華華”的誕生實際上并不是單個實驗室的成果，更像是克隆領(lǐng)域近幾年發(fā)展的一項集成，“今天，中國已經(jīng)到了從漸進(jìn)式、增量式的創(chuàng)新到重大突破的階段。我們就是要開創(chuàng)新的科研領(lǐng)域、在原有科研領(lǐng)域獲得里程碑式的成果”。

克隆猴最大的價值在于提高藥物臨床實驗的效率。一個藥物在臨床前，需要在動物身上檢驗安全性、代謝情況和藥效評估。通過近親繁殖20代產(chǎn)生的小鼠，雖然沒有遺傳背景干擾，但由于和人的差異太大，許多神經(jīng)類、精神類藥物，即使90%在小鼠身上有效果，但到了臨床還是無效或有副作用。國際上許多知名藥企，每年用約10萬只獼猴來做藥物安全性和代謝檢測，但由于沒有合適的非人靈長類疾病模型，很難開展藥效檢測?！矮J猴5到6年才能有一代，無法通過近親繁殖手段得到遺傳背景一致的實驗猴，最好的辦法就是克隆?！?蒲慕明說。

歷史上的這一周

1759年1月15日，大英博物館正式對公眾開放。

1903年1月19日，法國宣布舉辦第一屆環(huán)法自行車賽。

1904年1月13日，日本向俄國發(fā)出最后通牒，日俄戰(zhàn)爭爆發(fā)。

1919年1月18日，簽訂凡爾賽條約的巴黎和會召開。

1946年1月17日，聯(lián)合國安全理事會第一次會議在英國倫敦舉行。

1969年1月16日，蘇聯(lián)兩艘宇宙飛船第一次完成空中對接。

1991年1月17日，海灣戰(zhàn)爭爆發(fā)，戰(zhàn)爭持續(xù)到了2月28日。

1993年1月13日，禁止化學(xué)武器公約簽訂。