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首只克隆猫,来了

qimono / CC0

如何看待中国首只克隆猫的诞生?

一个男人在流浪,数不尽的人张望

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在刚刚过去的一周里, “克隆”一词再次回到了公众视野,就在上周一,某司对外公布了中国首只克隆宠物猫“大蒜”已在上月 21 日诞生的消息,经过近一月的观察,该猫生命体征平稳,这意味着中国掌握了完全自主培育克隆猫的技术。然而这只即将满月的小猫并没有等来满月大礼,而是立即卷入舆论漩涡的中心,对于动物克隆是否有违科学伦理、是否遵循动物福利,各方展开了激烈的争辩。

颇为有趣的是,由培育“大蒜”的同一家公司在去年 12 月克隆的一只昆明犬的近闻却没有引起任何波澜。8 月 23 日,公安部昆明警犬基地宣布,克隆犬“昆勋”在历时九个月的训练后顺利通过考核并正式入警,成为该基地的一条警犬。

当有关“大蒜”的争论日渐平复时,“昆勋”的入警似乎给了我们冷静审视“克隆”的新机会,这种技术究竟源自何方,又将会走向何处?它到底是荒诞冷酷的狂人怪想,还是能和其他科学进展一样,让世界走向更美好的未来?

  • 克隆不是新鲜事

对于普罗大众来说,1997 年公布的克隆羊多莉恐怕是最为着名、也最早为我们熟知的克隆生物了,这头由爱丁堡罗斯林研究所“创造”的多塞特白面绵羊甫一降临,就立刻吸引了全球目光。而在多莉公开之前,好莱坞鬼才斯皮尔伯格就早已向大家科普过这种技术——在其 1993 年上映的科幻电影《侏罗纪公园 1》中,那些肆虐在努布拉岛上的史前巨兽正是通过从琥珀中的蚊子体内提取的恐龙 DNA 克隆而来的。

或许多莉的声名过于响亮,亦或许好莱坞大片的光环过于闪耀,关于克隆的许多事实却被无意间遮蔽了:它们并非克隆技术最早的成果,克隆也绝非是必须要由专业的学者或科学怪人才能掌握的绝技。活跃在两千多年前的古希腊的博物学家,才是发现和推广克隆的先行者,而克隆技术也早就渗透到我们生活的方方面面。

如果要在众多闻名遐迩的古希腊学者身上找寻什么共同点的话,对于自然奥秘的痴迷绝对能占有一席之地。在那个文明昌盛的时代,观察和探求自然奥秘是许多古希腊人一生的追求,也正是在这种氛围下,许多奇特的自然现象被观察和记录,在古希腊的博物学典籍中,一种植物的繁育方式拥有自己专属的名词 “klon”,如果从古希腊文的字面理解,它就是用小枝丫去繁殖新植株的意思。

这其实就是今天的我们再熟悉不过的插钎,在农业和园林领域,插钎是非常常见的快速增殖手段,但从本质上来说,插钎的确就是一种货真价实的克隆:由从母本植物采集而来的枝条繁衍出的新植株,携带着和母本一模一样的基因物质。当我们从花店中捧回一束束玫瑰装点厅堂时或许不曾想到,它们不过是几株原始祖先不断复制的“副本”。更有甚至,我们不仅欣赏了克隆植物的美,还早就将许多克隆的产物吃入腹中——无论是嫁接而来的桃子苹果,还是以块茎繁殖的马铃薯红薯、插钎繁殖的葡萄,都是克隆的产物。

作为一种无性繁殖的手段,克隆并非只发生在人工培育的农作物身上,被无意间斩断的蚯蚓可以一分为二,这就是一种克隆;而在不少昆虫、甲壳类和两栖类动物身上,“孤雌繁殖”是一种并不罕见的现象,我们熟悉的蚜虫和蜜蜂都可以在不需要异性参与的情况下产下后代,而这些后代其实也是“妈妈”的克隆副本。在《侏罗纪公园 1》中,久远的岁月破坏了蚊子血中恐龙基因的完整性,公园的科学家们便采用了一种青蛙的基因片段对其进行修补,而这种青蛙恰恰拥有孤雌繁殖的习性,用克隆技术重生的恐龙又拥有了孤雌繁殖复制自己的能力,双重克隆最终导致了影片中的一系列灾难。

回顾这段久远的克隆发展史,有助于我们对克隆有一个全面又客观的认识:克隆并非总是带着昂贵、尖端的属性,也绝非是洪水猛兽般的科学怪想,它们不仅在自然界中十分常见,也早已为我们所利用。

  • 从蚯蚓到鲫鱼

不过,虽然克隆技术在植物领域应用的相当普遍,在自然界中也不乏动物自我克隆的案例,但有人为参与的动物克隆,还是一项仅仅发展了不到百年的新技术。要知道,不管人们在对植物的克隆过程中积攒了多少宝贵的经验,但它们却几乎无法被套用在动物身上——毕竟除了蚯蚓之外,绝大多数动物可不能进行插钎来生长。

直到 19 世纪下半页,一系列新的科学发现才给破解动物克隆难题奠定了基础,来自修道院的孟德尔通过种植豌豆归纳了遗传的机制,显微镜的发明又帮助人们发现了细胞和细胞核内的染色体。正是站在这些巨人的肩膀上,1928 年时,正在弗莱堡大学执教的德国胚胎学家汉斯.斯佩曼提出了一个大胆的假设——他意识到,胚胎细胞总是能发育出各种各样的器官,这就说明胚胎细胞是一种拥有全套遗传信息的全能细胞,如果能把一个胚胎细胞的细胞核取出并植入另一个没有了细胞核的卵细胞里,那或许就能完成动物的克隆。10 年之后,已经获得诺贝尔奖的斯佩曼公布了自己的设想,这一年也就被称为动物克隆元年。

虽然 1928 年的斯佩曼就已经完成了一次细胞核移植试验,但他的研究也就止步于此了,直到 1952 年,他的设想才最终由美国学者实现——通过将囊胚细胞的细胞核注入到去核的同类卵细胞里,人们第一次获得了美洲豹蛙的克隆个体。

但这次试验的影响并没有想象的那么深远,美洲豹蛙的克隆的确开启了动物克隆的序曲,但蛙类的繁育实在太过特殊:体外受精的蛙卵不仅个头很大(方便取核和移植新核),而且在水中就可以完成发育,对于更高等的体内受精生物来说,这样的方式显然是可遇而不可求的;此外,蛙类一次就能排出几百枚卵,数量庞大的受精卵当然可以方便的用来进行克隆,但对于那些一次只繁育几只、甚至一只后代的动物来说,如果只是通过胚胎细胞来进行克隆,那么就完全无法达到增加后代数量的目的。

相比而言,6 年后的另一次实验显然更有意义的多,同样是以蛙类为实验对象,牛津大学的科研团队将蝌蚪的肠上皮细胞移植到卵细胞里,这也首次证明,即便是已经分化的体细胞一样拥有全套的基因物质,一样可以全能的产生一个新的个体,这也是第一次成功的体细胞克隆实验;1963 年,我国科学家童第周第一次实现了鱼类的克隆,10 年后,童老把鲤鱼的细胞核移植到鲫鱼的卵细胞里,第一次实现了跨物种的克隆

  • 多莉风暴

通过对蛙类、鱼类这些体外受精、体外发育的动物开展克隆,学者们积攒了基本的克隆经验,自上世纪 80 年代开始,对于体内受精、体内发育的哺乳动物的克隆尝试终于开始了。

究竟是谁首先成功克隆了哺乳动物,这在今天似乎还是一个谜团,1981 年,日内瓦的卡尔·伊尔默塞首次宣布自己克隆出了 3 只小白鼠,但他的宣布似乎缺乏足够的证据。更多的人相信,英国科学家斯蒂恩.威尔森在 1984 年克隆的一只羊才是哺乳动物克隆的起点,在随后的 1986、1994 年,老鼠和牛的克隆取得成功,但值得注意的是,这三次对哺乳动物的克隆依然是通过胚胎细胞进行的。

这或许注定了多莉的不同凡响。在多莉诞生的前一年,同一家科研机构还克隆了两只绵羊,但它们都不如第二年的多莉那么重要——多莉是第一只由体细胞克隆而来的哺乳动物,为了它的诞生,十几位“母亲”做出了贡献,一只母山羊为多莉提供了乳腺上皮细胞的细胞核,另一只母山羊提供了卵子,在经历了 227 次核移植,产生了 29 个胚胎之后,又有 13 只母山羊成为代孕妈妈,而最后仅存的硕果就是多莉。

科研成果能在第一时间吸引大众关注的案例并不多见,而在 1997 年多莉首次出现在公众眼前时,它立刻成为全球关注的大明星。然而对于克隆科学来说,多莉则更像是一个冲锋的号角,既然绵羊可以被克隆并存活,那么其他动物自然也可以。在此后的二十多年里,相继有二十多种高等哺乳动物被克隆成功,这其中当然也有最近引发我们关注的猫和狗。

  • 曙光已现?不,前路依旧遥远

许多读者或许以为,多莉已经诞生 23 年,亦有二十多种哺乳动物被成功克隆,那么由此看来,克隆技术似乎已经发展的非常成熟,甚至对人的克隆可能都不在话下,是否对一个物种进行克隆,似乎仅仅是一个成本和伦理的问题。

然而事实却远非如此。如同许多新型的科学领域一样,我们对其研究的越深入,就越是能遇到更多暂时无法解决的难题。

对于狗的克隆最能反映这个现状。在很长时间里,人们普遍认为狗是最难被克隆的物种之一,这一方面是因为狗的繁殖生理比较独特,它们一年只有 2 次发情期,即便给狗注射催卵类激素也无济于事,这就意味着每年从一条狗身上只能获取两批次用来克隆的卵细胞。另一方面,大多数动物都是在卵细胞成熟之后才排出卵巢,但狗却在未成熟阶段就开始排卵,由此导致狗的卵细胞进行体外培养十分困难。直到今天,也只有韩美中三国掌握了克隆狗的技术,而中美的技术还大多是从韩国引进的。

一度引领克隆狗技术的韩国为了攻克这个难关付出了巨大的努力,2005 年,他们率先使用体细胞核克隆出世界上第一条克隆狗“史努比”,这只小狗诞生的背后,是至少上万次的核转移实验,最终获得的 1095 个胚胎被植入 123 条代孕母狗体内,如此海量的投入,却只让其中 3 条母狗成功受孕,其中 1 只不幸流产,另一只狗仔只存活了 22 天,“史努比”成了唯一的幸运儿,如果从胚胎数量来看,第一代克隆狗的成功率只有可怜的 0.09%,但如果和那上万次的核转移相比,“史努比”的成功简直就是一个万里挑一的奇迹了。

和格外困难的狗相比,猫的克隆难度小了许多,但依然远超我们乐观的想象。世界上第一只克隆猫 CC(CopyCat)在 2001 年诞生于美国加州,实验人员尝试了 188 次,获得了 82 个胚胎,但只有一只代孕母猫成功受孕。而在 18 年后,创造了“大蒜”的某司依然进行了 152 次尝试才最终获得成功。

空洞的数字或许乏味,但它们却清晰地表明一个事实——动物的克隆成功率依旧不高,即便是最成熟、最容易克隆的哺乳动物,成功率也只徘徊在 1-3%左右,而在多莉诞生之后的二十多年里,依然有多道难关无法轻易闯过——克隆产生胚胎的效率极低,胚胎发育也并不顺利,代孕动物的流产率居高不下,出生率不足 10%,即便顺利生产,后代也极易夭折。

对于这些问题产生的原因,直到今天依然没有一个精准的解答。有学者认为,克隆过程中不可避免的细胞核移植手术(SCNT)肯定会对细胞产生损伤,正是这些损伤导致了代孕母亲的胎盘肥大(受孕率低,流产率高),胎儿的呼吸性疾病(胎儿夭折)等不良反应。

即便侥幸闯过出生关的克隆动物,在成长过程中也很容易出现早衰的现象,多莉的死亡就被认为是早衰引发的。对于早衰的机制,我们同样认识模糊,有学者认为这恐怕和它们最初的细胞核有直接关系——研究人员发现,多莉的染色体和自然出生的同种绵羊有两个巨大的不同,用来保护染色体的端粒长度远小于同类,用来产生端粒的酶的活性也不如同类高效,这也被认为是体细胞克隆的一大缺陷。但更令人疑惑的是,同样用体细胞克隆的牛和老鼠居然没有这些缺陷,甚至克隆老鼠的端粒比正常老鼠还要长,它们的平均寿命也比正常老鼠还要长 7 个月。

我们可以看到,对于动物克隆中发现的问题,我们既没有明确的解答,更没有针对性的办法,目前的动物克隆还是一个靠概率和大量重复尝试取胜的阶段,这也注定了克隆成本的居高不下,在上周的推送中我们提到,“大蒜”的克隆价高达 25 万人民币,而在 2001 年克隆出第一只猫咪 CC 的那家美国企业一度开价 5 万美金(2004 年报价),尽管他们乐观的认为美国极高的家庭宠物普及率和高消费习惯能给自己带来源源不断的订单,但事实却是无比残酷——直到该公司停业为止,他们也只接到并完成了两只克隆猫的订单。

  • 那么,克隆意义何在?

和任何一项新技术一样,通往成功的道路难免会有曲折蜿蜒,但只要它真的拥有美好的前景,我们就总是会锲而不舍的努力前行。不过,克隆技术是否又拥有这样美好的前景呢?

对于从事畜牧养殖的人群来说,这个问题的答案当然是肯定的。和自然生育的同类相比,克隆动物能更好的保存被克隆的那只动物的优良特性。一头高产的奶牛如果可以被批量克隆,就可以极大地提升牛奶行业的产量,而在克隆技术运用之前,这一目的只能通过更为繁琐、漫长的人工选育良种才能达到。这一优势也在许多特种领域得到验证,自 2012 年起,韩国海关将 6 只克隆犬投入缉毒作业,由于对狗的天赋要求极高,以往的缉毒犬只有 30%能达到标准,但由它们中最优秀个体克隆而来的这 6 只缉毒犬却显示了“本体”高超的缉毒能力,它们的合格率远远超过 90%。而昆明警犬基地决心使用一只克隆犬也是基于同样的目的,为昆颂提供细胞核的供体犬正式普洱市公安局警犬大队的一级功勋警犬“化煌马”,这头警犬的履历着实耀眼,尽管“从警”仅有 6 年,但由化煌马直接破获的命案就已经多达十几起。而虽然昆勋刚刚入列服役,但在训练期间,它已经展现出远超其他犬的嗅认性。

对于从事野生动物保护的学者来说,克隆技术则为他们提供了一种修复生态的可能。通过对一些已经灭绝的物种进行克隆,或许能弥补人类曾经铸就的大错,更多正在走向灭绝的物种来说也可以通过克隆来快速恢复种群摆脱险境,而对于像北部白犀牛这样只剩 2 只雌性个体的极度濒危生物来说,克隆更是避免它们灭绝的最后机会。基于这种考量,许多野生动物保育机构正在妥善收集和保存濒危物种的 DNA 信息,静静地等待克隆技术走向成熟的曙光。

而对于更多的普通大众,动物克隆的正确运用一样能让我们受益匪浅。在生物学领域,小白鼠和家兔一直被广泛的应用于药物和化妆品的研发,但这两种动物与人类的差别较大,在它们身上进行的实验并不能帮助人类准确的规避药物和化妆品的副作用,也不能真是的反应积极地疗效,相比而言,灵长类动物更适合被作为实验动物使用。但现存的五百多种灵长类动物中的绝大多数正面临着野生种群不断萎缩的困境,使用灵长类来进行实验不仅极为昂贵,也可能加剧恶化它们脆弱的生存现状。在 2017 年,两只食蟹猕猴被我国科学家克隆成功,如果克隆技术可以将其高效的克隆,许多疑难杂症的攻克进程都会被大大的提前(当然,对于这些为人类健康而献身的实验动物,读者们更应心存感激和敬畏,无论它们是鼠还是猴,都是在通过自我的牺牲造福人类生活)。

  • 生命可以克隆,情感又怎能重逢?

但,纯商业化的宠物克隆却似乎无法套用上述的这些正面意义,这才是“大蒜”的问世引发一系列争议的本质。

不可否认,失去爱宠的痛楚对每一位主人都是无法承受之重,当宠物因种种原因离我们而去时,我们都愿意付出一切来换取一个不同的结局。“大蒜”的主人坦言,当得知可以付出 25 万克隆一只猫咪时,他几乎没有任何犹豫,只要能继续回到有“大蒜”陪伴的那些岁月,再高的成本他也能接受。

这正是问题的关键。宠物不同于寻常物件,它的价值并不体现在作为一个物质的本身。我们对宠物的爱怜和思念,绝非仅仅是因为它们品种的高贵、外貌的非凡或性情的温顺。它是孤寂时的慰藉,深夜中的陪伴,困苦中的扶持或闪光人生的见证,这些由双方不断付出的情感才最终凝结出人与动物的身后羁绊。

许多科学家认为,目前的克隆还是一项低效又危险的技术,用来克隆宠物并不合适,但在我看来,即便日后的克隆技术走向成熟,克隆宠物也无法成为这种感情的承载体。尽管它的基因和前者相同,但它并没有继承那些共同走过的历程,从这个角度来看,克隆宠物和一只长相类似的新宠物并没有本质的不同,而如果过分的纠结于基因或外貌的一致性,那我们怀念的就并非是那只无法替代的宠物,仅仅是恋物情绪的表现罢了。