在百年未有之大變局的當下，科學技術作為推動經濟社會發展的第一推動力，她的每一次革新都為大眾矚目。搜狐科技《思想大爆炸-科學多面體》欄目，力圖展現不同視角，爭鳴基礎科學和前沿科技領域的重大進展與突破。
無需精卵首次人工合成人類胚胎模型這一話題引發網友熱議：這個東西還算“人”嗎？那“它”有沒有父母？這個研究倫理上是合理的嗎？以后不用懷孕就能擁有自己的孩子了嗎？圍繞著這些問題，本期搜狐科技對話了清華大學醫學院長聘副教授那潔。
嘉賓簡介：
那潔，清華大學醫學院研究員，長聘副教授，國際干細胞研究學會會員，中國動物學會生殖生物學分會委員，中國細胞生物學學會，生理學會會員。研究方向包括人類多能干細胞向心血管組織分化的調控機制，構建基于干細胞的類器官，作為研究人類疾病的模型，用于藥物研發，毒性檢測等；干細胞在促進血管重建、治療組織缺血和心臟疾病中的轉化應用等。
劃重點：
1.合成早期胚胎樣結構距離在實驗室里合成人類還差十萬八千里。
2.在2021、2022年已有用人多能干細胞制備具有囊胚結構合成胚胎的報道。
3.我國在人工胚胎干細胞領域的研究處在國際第一梯隊。
4.倫理上不認可體外合成的類胚胎為具有生命的人類。
5.這些研究或可提供新的實驗模型，研究人類胚胎從圍著床期到胚體形成期這一段 “黑匣子”期的獨特之處，減少女性妊娠中胚胎損失。
出品 | 搜狐科技
作者 | 周錦童
在一些科幻電影中，科學家將人類的基因與其他物種的基因相結合從而催生出更強大的“變種人”，或在實驗室中生物打印人體。跌宕起伏、撲朔迷離的電影情節引人入勝，也引發對生命倫理和人類社會發展的諸多思考。
身處科技飛速發展時代的我們是否產生過這樣的疑問：培養器皿里是不是真的會誕生人類生命？實驗室里是不是有一天會合成人類？未來的世界是否遍地都充滿著不通過精子與卵子受孕而成的人類？
然而，無論是驚險離奇的電影情節還是看似不切實際的懷疑都是有跡可循的……
2023年6月14日，在美國波士頓舉行的國際干細胞研究學會年會上，來自英國劍橋大學和加州理工大學的Magdalena ?ernicka-Goetz教授公布了最新研究結果，在沒有精子和卵子的情況下，她實驗室的研究人員用人多能干細胞創造出了人工合成胚胎模型。
那潔博士曾在?ernicka-Goetz教授實驗室從事博士后工作，她和眾多干細胞研究者現場聆聽了這一令人驚嘆的成果。
此研究在國外新聞媒體的報道引起了很大的反響，恐懼、驚喜、期待等各種情緒充斥在網絡與現實生活中。人們不免發問：那這個東西還算“人”嗎？那“它”有沒有父母？這個研究倫理上是合理的嗎？以后不用懷孕就能擁有自己的孩子了嗎？這都是大家最關注、最好奇的問題。帶著這些問題，搜狐科技對話了清華大學醫學院那潔研究員。
對此，那潔表示，“這一進展距離在實驗室里合成人類還差十萬八千里。”
因為合成的類胚胎結構相當于發育10-14天的胚胎，而人類胚胎發育從受精卵到胎兒出生要266天左右(約9個半月)。隨著時間推移，著床后的胚胎愈發依賴子宮環境和母體的營養，各組織、器官、系統發育的調控也極為復雜，因此合成胚胎與體外造人有巨大的差距。
胚胎著床和之后的原腸胚發育一直被稱為“黑匣子”階段，因為這時微小的胚胎極難獲得，而此時是基本胚層、體軸和重要器官原基形成的重要時期，合成胚胎結構可用于研究這一階段人類發育的重要事件和獨特調控規律，因此具有重要的意義。
“我覺得幾十年甚至一百年都不需要擔心這個問題，更讓人擔心的應該是人工智能會不會取代人類的問題吧！”那潔半開玩笑地說。
此外，對于這一重大研究成果，那潔研究員卻表示，“這并非是首次。”早在2021、2022年就有用人多能干細胞制備具有囊胚結構合成胚胎的報道。那潔強調，“我國科研人員在這一領域做出了很多突破性工作，在國際上屬于第一梯隊，與國外先進水平不相上下。”
當然這一結果十分有助于推進對發育缺陷或流產原因的研究。“比如可以更方便地研究植入后胚胎的信號傳導、代謝活動重塑等如何調控細胞命運、器官發生，基因突變對早期胚胎發育的影響等問題，也可以研究胚胎如何應對微環境的改變，胎盤發育，母胎相互作用、母胎界面的免疫調節等重大科學問題。”那潔如是說。
盡管利用多能干細胞在實驗室里構建合成胚胎模型非常火熱、競爭極為激烈，但道德和倫理方面的挑戰也不容忽視。
那潔表示，目前各國的學術團體、科研和醫療管理機構有一些規定和指導意見，對人胚胎干細胞的基礎和轉化研究進行管理，也有相關法律對這類研究進行規范，但目前還沒有較為明確的法規來管理干細胞來源的胚胎模型。
對話最后，那潔對搜狐科技說道：“我覺得以目前的合成胚胎來看，還有很多要研究的地方，合成胚胎更多的是為了研究人類獨有的發育規律，妊娠過程和致畸遺傳突變，倫理上不能認可合成胚胎為真正意義上的人類。不過這些研究在未來或許可以幫助減少胚胎發育缺陷的發生、減少女性妊娠過程中的胚胎損失、提高輔助生殖技術、促進孕婦和胚胎健康。”
以下為對話實錄（經整理編輯）
搜狐科技：一組來自英國劍橋大學和加州理工大學的研究團隊，首次從干細胞中創造出一種無需精卵的人類胚胎模型，您覺得這一突破有怎樣的影響？
那潔：該團隊用過表達關鍵調控因子的人類多能干細胞，在實驗室里成功構建出類似人早期胚胎的結構，稱為合成胚胎。因為人類胚胎著床和之后的原腸胚發育階段一直被稱為黑匣子階段，很難得到樣品，合成胚胎結構模擬這一階段的發育，提供了唯一可進行實驗操作的研究平臺。
臨床上因為著床失敗或原腸胚發育缺陷造成相當比例的胚胎損失，因此用合成胚胎模型可以模擬和研究植入后胚胎發育過程，例如羊膜腔、卵黃囊形成、胚軸確立、原始生殖細胞產生、器官原基形成等。
所以我認為這一基礎研究有重要價值，但這不是首次，而且這一進展距離在實驗室里合成人類還差十萬八千里，但現在學術界也在討論相關的倫理規范。
搜狐科技：那在這個研究之前，咱們學界是否有過類似的研究實驗呢？
那潔：肯定是有的。利用多能干細胞在實驗室里構建合成胚胎模型是現在非常火熱，并且競爭非常激烈的領域。2021、2022年都發表了用人多能干細胞制備具有囊胚結構的合成胚胎的研究，2023年已有6篇在生物學研究預印本網站BioRxiv上公布。
這些工作構建合成胚胎的方法和研究側重點有所不同：有些研究是基于單種或者多種細胞組合發育胚胎；有些構建胚外組織微環境；有些在培養基添加一些促進細胞分化的因子來調控發育信號通路，引導合成胚胎的形成。
我國科研人員在這一領域做出了很多突破性工作。比如昆明理工大學國家靈長類研究重點實驗室的李天晴團隊2023年6月在BioRxiv上公布了用原始態人胚胎干細胞和胚外組織干細胞構建出囊胚樣結構，并觀察到它們形成上、下胚層，并達到原腸運動起始前的階段。
中科院動物所的于樂謙研究員和他曾在的美國吳軍團隊發展了大批量構建類囊胚的技術，在2022年9月就發布在BioRxiv上。
2023年5月，中科院動物所王紅梅、郭帆、李偉研究員和美國賓夕法尼亞大學Nicolas Plachta教授的聯合團隊，與云南非人靈長類生物醫學國家重點實驗室/昆明理工大學的譚韜、陳永昌、季維智組、中國人民解放軍總醫院的劉兵組及德州西南醫學中心吳軍組合作團隊背靠背在國際頂尖刊物Cell發表了體外培養食蟹猴胚胎至受精后25天，達到中晚期原腸胚階段，觀察到早期神經系統和血液系統發育。
這些由我國科學家主導的標志性工作，對人類和靈長類發育領域做出了極大的貢獻。
搜狐科技：您覺得目前我國對于胚胎干細胞這一領域的研究已經處于什么水平了呢？
那潔：我認為我國科研人員走在了國際的第一梯隊里，我們在這個領域做的非常好，未來會再接再厲，提高合成胚胎與同階段天然胚胎的相似性，做出更多的發現，提高我國在這一領域的研發實力。我國人口基數大，先天發育缺陷的數量也較大，給家庭和社會帶來沉重負擔，因此在健康生育方面有巨大的醫療需求，這方面的研究將有助于避免和減少發育缺陷，為提高人口健康做出貢獻。
搜狐科技：那他們是如何通過胚胎干細胞的重編程來創建近似人類胚胎的模型的呢？
那潔：美國加州理工學院和英國劍橋大學的Zernicka-Goetz 團隊是在特定的培養基以及培養環境下，過表達調控滋養細胞和胚外內胚層發育的轉錄因子，促進胚外組織細胞（hypoblast和trophoblast）的分化，當這些過表達轉錄因子的細胞和人胚胎干細胞放在一起培養時，它們自組裝生成著床后胚胎的形態。在這些合成胚胎里能夠檢測到表達羊膜、原始生殖細胞和胚外間質細胞標志基因的細胞。
搜狐科技：我了解到目前科學家只被允許在實驗室培養胚胎最多14天（法定期限），14天后，只能通過查看妊娠掃描和捐贈用于科研的胚胎來了解發育過程，那么您覺得這一研究是否可以幫助解決這個問題呢？
那潔：我認為科研人員制備的合成胚胎可以作為14天和以后階段胚胎發育的研究模型，但要經過各種嚴謹的評估，比如單細胞測序檢測合成胚胎是否具備天然胚胎的各類細胞，基因表達譜是否足夠相似，形態和生長速度是否類似天然胚胎等。
我覺得只有滿足這些條件的合成胚胎，才適合替代天然胚胎，用來研究人類胚胎的發育等問題。但目前的情況是，合成胚胎擁有部分囊胚的特征，可以在一定程度上重現植入后的一些胚胎發育過程，但和體內發育的胚胎還有很多差別。
搜狐科技：研究人員表示，這一成果可能有助于推進對遺傳病或流產原因的了解，您覺得怎樣實現呢？
那潔：我認為合成胚胎可以用來研究植入后胚胎的信號通路協作、環境因素、營養因素、基因突變對早期胚胎發育的影響、母胎界面的形成、對胚胎免疫耐受的調控等問題，并嘗試相關疾病的早期檢測、干預和治療新手段。
科研人員通過改良胚胎培養基（如添加特定化學小分子或者營養物），提供仿真的3D微環境，創建新技術測量合成胚胎的各項指標，更深入和全面地研究合成胚胎的演變、內部細胞如何分化、細胞之間的互作等與人類胚胎發育和妊娠密切相關的問題。
搜狐科技：此研究引發了很大的法律和倫理方面的爭議，咱們是否有相關法律法規來管理人類胚胎的干細胞來源模型呢？
那潔：是有的。我們有一些指導方針和規定，比如《人胚胎干細胞研究倫理指導原則》對人胚胎干細胞的使用進行規范，我國還發布了《民典法》和《刑法修正（征求意見稿）》，要求相關研究要符合倫理，我國禁止合成胚胎用于生殖目的。這些法規也會根據科學技術和形勢的發展，參考其它國家的法規和倫理原則做出合理的調整。
搜狐科技：目前大家最關心的問題就是，合成胚胎最后有沒有可能發育成生物呢？
那潔：我覺得暫時沒有。真實的胚胎發育過程需要很多通路的精細調控、來自母體和胎盤的影響至關重要，還有物理因素的作用，現有的合成胚胎無法完全模擬真實胚胎的發育過程，而且只能培養一段時間。在小鼠和猴子合成胚胎的研究中，即使將合成胚胎移入母體子宮內，能夠誘發一些植入反應，但是不久胚胎就會停止發育并降解。
搜狐科技：許多網友都在發問，倘若合成胚胎真的發育成生物，那還能算是真正意義上的人類嗎？今后是不是女性有可能不需要再經歷懷胎十月的痛苦就可以繁衍出后代了呢？
那潔：我覺得以目前的合成胚胎來看，發育階段屬于剛剛著床后，并且還有很多要研究的地方，合成胚胎更多是為了研究早期人類胚胎發育規律，妊娠過程和遺傳突變導致發育缺陷的原因，倫理上不能認可合成胚胎為真正意義上的人類。
這些研究或可以幫助預防和降低發育缺陷的產生、減少女性妊娠過程中的胚胎損失，因此是具有重大科學價值和重要意義的。