世界首例體細胞克隆猴在中國誕生——訪中科院神經科學研究所所長蒲慕明
文｜本刊記者 莊蕾
克隆猴“中中”和“華華”在中科院神經科學研究所非人靈長類平台育嬰室的恒溫箱裡（圖：新華社）
2017年11月27日，世界首只體細胞克隆猴“中中”在中國科學院神經科學研究所非人靈長類平台誕生，10天後，第二只克隆猴“華華”誕生。國際權威學術期刊《細胞》（Cell）以封面文章形式在線發布了該成果。這意味著中國科學家成功突破了現有技術無法克隆靈長類動物的世界難題。多年來，國際上的頂尖科研機構一直在攻克非人靈長類體細胞克隆這一世界難題，但都未能成功。為何中國的科研團隊能夠搶先一步獲得成功？體細胞克隆猴的誕生有什麼價值？對此，本刊記者獨家專訪了中科院神經科學研究所所長、中科院院士蒲慕明先生。
中國在動物克隆領域
實現“領跑”
記者：日前，誕生於中科院神經科學研究所非人靈長類平台的兩只克隆猴在全球生命科學界引發轟動。請您介紹一下，克隆猴科研團隊決定開展這項研究的初衷是什麼？為何選擇了獼猴進行實驗？
蒲慕明：神經科學研究所（以下簡稱神經所）是中科院在1999年新建立的一個前沿基礎研究的研究所，我們的目標是在2020年成為神經科學領域世界頂尖的研究機構之一。要成為頂尖的科研機構，必須在神經科學的一些領域處於領跑地位。作為神經所的創所所長，我在2009年做了一個決定，就是要大力發展非人靈長類（獼猴為主）研究，因為這是未開發領域，是理解人類大腦功能的關鍵領域，也是我國最可能產生突破成果的領域。神經所開始大力招聘研究獼猴的研究人員，建立了獼猴研究技術平台。在此同時，我們也認識到神經所對國家的人口健康需求必須有所貢獻，建立非人靈長類的腦疾病模型將可能對需要日益迫切的腦疾病診斷和醫療作出重要貢獻，通用的小鼠模型在研發腦疾病醫療手段的缺陷也日益明顯。
2012年10月，我召集了神經所非人靈長動物的研究組長和神經所獼猴平台主任孫強，在烏鎮開了一個小型會議，研討我所未來在這個領域的工作方向。多數人都對使用獼猴作為腦疾病模型有較大的興趣，因為新的基因編輯技術不斷出現，可以在受精卵或胚胎進行與疾病相關的基因編輯，建立腦疾病的獼猴模型。會終總結時，我提出我們要制作腦疾病模型，體細胞克隆猴是唯一可行的途徑，因為假如沒有像小鼠那樣有遺傳背景一致的品系，獼猴永遠不可能成為有用的疾病模型。值得一提的是，當時美國俄勒岡國家靈長類中心米塔利波夫領導的團隊使用體細胞移植已使一只猴子懷孕81天，雖然最後流產實驗失敗，但這已達到出生期的一半。我們當時決定，將這個任務交由獼猴平台主任孫強來承擔。
2017年11月27日，世界首只體細胞克隆猴“中中”在中國科學院神經科學研究所非人靈長類平台誕生。圖為中科院神經科學研究所所長蒲慕明院士（中）、孫強研究員（右）和劉真博士合影（圖：新華社）
記者：體細胞克隆猴的誕生有什麼價值？
蒲慕明：體細胞克隆猴的成功意味著獼猴可能成為生物醫學界廣泛使用的動物模型。我們的願景是建立以基因編輯的克隆猴為基礎的所有人類疾病（只要是有確定的基因基礎）模型，包括免疫缺陷、腫瘤、代謝紊亂等疾病。像小鼠的疾病模型品系一樣，提供遺傳背景相同、基因編輯過的克隆猴，是人類疾病病理研究和藥物研發最理想的動物模型。以此為基礎，我國可能成為國際上獼猴疾病模型的發源地和未來醫療技術研發不可或缺的國際基地。
記者：據了解，從2002年起，世界頂尖科研機構就在攻關非人靈長類體細胞克隆，但都未成功。非人靈長類動物的體細胞克隆難度為何這麼大？研究過程中攻克了哪些技術難題？
蒲慕明：主要的原因是體細胞核移植到去核的猴卵後，不能表達胚胎發育所需的基因，孫強團隊首次使用表觀遺傳修飾的方法，促使體細胞核重新表達發育相關的基因；另外一個重要的因素是核移植過程中操作的准確度和速度。孫強團隊中的劉真在移植操作的精煉程度應是“世界冠軍”。
研究團隊平均年齡只有29歲
記者：在漫長的研究過程中有哪些難忘的故事？
蒲慕明：事實上，2012年我提出體細胞克隆猴的目標時，可能低估了這項工作的艱巨性，孫強團隊經過五年的不懈努力才完成這項任務。孫強團隊的規模很小，人數最多時不超過20人，其中還包括獸醫和獼猴護養技術員。但這是一個精幹高效的團隊，團隊成員大多沒有什麼光鮮耀目的背景，沒有一個有出國留學的經歷，但是他們能精誠合作、刻苦耐勞、堅持不懈、不達目的決不放棄。領頭人孫強的凝聚力是關鍵，他一方面對團隊成員嚴厲要求，另一方面又與他們同甘共苦。神經所的平台建在蘇州太湖的西山島上，那裡環境比較簡陋，沒有食堂，團隊成員每天輪流買菜、做飯，24小時交替值班，日夜照顧1,000多只猴子。他們很少休假，去年在克隆猴工作最關鍵的時期，所有人在春節時都沒有回家團聚過年。值得一提的是，驅動他們努力工作的動力是要完成一項大家認可的共同任務和目標，而不是個人的收穫。“把團隊任務放在個人得失之上”是孫強團隊能完成這項重大突破最重要的原因。孫強本人就是一個典型案例，他沒有留學經歷，也沒有光鮮的頭銜，卻憑藉著熱情、經驗與執著，撐起了整個非人靈長類研究平台。
孫強研究員（後）在中科院神經科學研究所非人靈長類平台向獸醫了解懷孕母猴的監護情況（圖：新華社）
團隊的首席獸醫王燕是一位技術員，只有高中學歷，但是她一畢業就開始管理猴舍，堅持了近十年，在訓練猴子、孕產監測、剖腹產技術等方面都積累了豐富的經驗，這對於團隊來說是極其寶貴的。在中科院這樣高學歷人才雲集的地方，神經所決定把王燕破格聘任為副高級專業技術崗位，團隊還不斷創造機會讓她進步。正是由於王燕的努力，確保了兩只克隆猴“中中”“華華”順利生產，并健康生存下來。王燕也因其重要貢獻，成為本次體細胞克隆猴論文的第三作者。
科學研究中，失敗的幾率總是遠高於成功的幾率。米塔利波夫領導的團隊一直是被認為是最有可能率先做出體細胞克隆猴的團隊。在我們的成果發表後，米塔利波夫在接受《自然》雜誌的訪問時說 ，“中國科學家是值得祝賀的，因為我知道這工作有多困難”，他說20年裡他的團隊總共用了一萬五千顆猴卵做體細胞核移植實驗，最終還是失敗了。事實上，孫強團隊做了體細胞克隆猴實驗五年，也只有在第五年才見到曙光。深深的挫敗感時常使團隊感到非常痛苦，然而這群平均年齡為29歲的年輕團隊一邊承受著失敗的壓力，一邊繼續打持久戰，最終成功了。
體細胞核移植的過程是完全靠人工在顯微鏡下操作完成的。把猴卵的核取出、將體細胞核注入是實驗的關鍵環節，操作越快越准確，卵細胞受損就會越小，胚胎的發育就越好。這項關鍵技術的負責人是博士後劉真，他為了練技術，經常在顯微鏡前一坐就是一天，用比頭髮絲還要細得多的針練習核移植的操作。反複練習一年半後，他的技術有了顯著提升，成為了大家公認的細胞核移植的“世界冠軍”，所獲得的胚胎發育率和代孕猴懷孕率超越了米塔利波夫團隊。
劉真是在神經所獲得的博士，他的博士論文已在世界頂尖學術期刊《自然》雜誌以第一作者發表。如此的成績，他可以到世界上最著名的實驗室去做博士後，幾年後歸國可以享受“青年千人計劃”的優厚待遇。但他留在國內做博士後，根本不在意被某些人譏笑在國內讀博士後是“土鱉”，也不在乎是否能獲“海龜”待遇，因為他是一個有自信、有志氣的年輕人。他說如果去美國最好的實驗室，導師是絕對不會讓他去做克隆猴的，他也不敢去做，更可能會去找不易失敗、可出論文的課題，這樣可以使其學術及生活“順風順水”。但他做了另一種選擇。神經所的平台給了他一個挑戰生物技術領域重大難題的機會，所有他留下來了。
最近我常常想，國內現在一定有許多像劉真這樣的博士畢業生，在國內目前對海歸人才的特殊待遇的政策導向下，都到國外實驗室去了，把他們最有創造力的三到五年的時光貢獻給了國外的實驗室。國外生物領域領跑的前沿實驗室裡，充滿了我國訓練的、最優秀的研究生和博士後。我們國家要達到國際領跑的地位，必須要設立新的機制，將大批25-35歲之間的青年科研人才留在國內的實驗室工作，並能保證他們的出路，不能因為沒有留學資歷，就低於“海龜”一大截。
在中科院神經科學研究所非人靈長類平台實驗室，劉真博士借助顯微設備對卵母細胞進行“去核”操作（圖：新華社）
記者：您認為該研究成果的成功對我國科研體制改革提供了哪些啟示？下一步應如何促進世界前沿重大突破持續湧現？
蒲慕明：首先，我認為我國要成為科技強國，在一些重要科技領域處於國際領跑地位，必須在這些領域公認的前沿難題率先做出突破。這種目標明確的攻關任務與基礎科學界經常強調的“自由探索”是不同的。事實上，許多在做“自由探索”的實驗室所做的大多是“跟跑”的工作，所獲得是漸進式、增量式的成果。只有在最前沿的重大難題做出里程碑的突破，開辟新的領域，才能真正做到領跑。有一項突破還不夠，要持續有突破才能一直處於領先地位。我估計我們克隆猴的工作大約只領先國際主要實驗室一年左右的時間，一年內我們必須率先做出一批基因編輯的克隆猴疾病模型，才能持續保持領先地位。
未來不會對人類進行克隆研究
記者：克隆猴的誕生引發了國際倫理學界的關注和討論，其中包括一些質疑和爭議，您如何看待這些問題？
蒲慕明：國際上對克隆猴倫理的關注集中在是否會開始克隆人。因為人與猴同屬靈長類，靈長類克隆已經可以實現了。在哺乳類動物第一次被克隆，就是多莉羊出生時，同樣的關注和討論也出現過。首先，從克隆猴到克隆人還會有很多技術的障礙，不是順理成章的。其次，我們看不出有足夠的理由要克隆人。我們做克隆猴的目的是為了建立研究人腦和研發人類疾病醫療手段的動物模型，以擴展目前通用但不能模擬人類的小鼠模型。第三，目前國際上有基本共識，克隆人是不可以做的。依據美國的遺傳與社會中心統計，有46個國家已有法令禁止克隆人。聯合國大會也在2005年通過了一個無約束力（non-binding）決議，倡議禁止“所有形式的克隆人工作，包括醫療用途的克隆”，因為這與“人類尊嚴和保護人類生命”（“incompatible with human dignity and the protection of human life”）不相容。
最後需要強調一點，從倫理的角度來說，體細胞克隆猴技術的出現是能大大改善目前使用猴子為實驗動物的倫理問題，目前全世界（主要是美國、英國和歐盟）的醫藥公司和醫療科研機構每年要使用約10萬只獼猴，主要用於臨床實驗的藥理、藥效檢測。由於這些獼猴的遺傳背景不同，需要使用大量數目才能獲得有統計意義的結果。有了遺傳背景均一的克隆猴，使用的數量將會大幅度下降。而且，針對基因缺陷造成的各種疾病，可以用體細胞做基因編輯，模擬人類基因缺陷，然後用核移植技術制作有相同遺傳背景的克隆猴模型，用於研究疾病機理、研發藥物和其他物理、生理治療手段，為人類醫療健康帶來重要的福利。
護士在中科院神經科學研究所非人靈長類平台育嬰室給克隆猴喂奶（圖：新華社）
香港應加強與內地科研的發展融合
記者：近年來，中科院神經所在科技方面是否與香港進行過交流合作？您作為港科院的創院院士，對於香港科研事業的發展有何建議？
蒲慕明：神經所與香港科技大學的交流相當頻繁，港科大的分子神經生物學國家重點實驗室與神經所的神經科學國家重點實驗室是“夥伴”實驗室，經常在一起開學術研討會。有些實驗組之間也有長期的合作項目，港科大的葉玉茹院士是神經所多年來的學術諮詢委員會成員，也是中國腦計劃（“腦科學與類腦研究”）籌劃工作中積極參與討論的成員之一。
1989年，我受港科大前校長吳家偉的邀請，參與港科大建校籌劃委員會的工作，我目睹了近三十年來香港科技領域的蓬勃發展和香港高校國際地位的快速上升。這種態勢與內地科研領域和機構的發展頗有類似之處，但這是並行的發展, 彼此之間並沒有發揮應有的協同作用。我認為在科技領域，香港與內地的科研人員之間的交流仍有極大的加強空間。我所接觸到的科研人員中，絕大多數都認為香港未來科技發展的前景應是更好地融合在內地的科研發展之中，促進科研發展融合的最佳途徑就是在同一個科研項目中進行深度合作。
過去，內地的科研項目經費不能進入香港的科研機構，香港科研人員只能單獨申請香港的項目。目前情況已有所改觀，香港的國家重點實驗室已開始獲得科技部的部分支撐。未來最好的方式是香港科技人員能夠直接申請國家基金委和科技部的項目，尤其是參與我國的大型團隊攻關項目，也能獲得與內地科研人員同樣的經費支撐在香港工作。
科研人員是社會的精英，香港與內地科研人員的密切交流合作，是香港全面融入祖國社會的重要基石。
本文發表於《紫荊》雜誌 2018年3月號
編輯：李惟