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嵌合體(Chimera),又名喀邁拉現象,是動物學的一種特殊現象,指動物的兩顆受精卵融合在一起身為一個個體並成長。源自希臘神話中一種獅頭、羊身、蛇尾的吐火怪喀邁拉。
希臘神話中會噴火的怪物喀邁拉
2003年媒體報導了人與動物嵌合體試驗首次成功的案例。上海第二醫科大學的研究人員成功地將人體細胞和兔子的卵細胞進行了融合。他們被允許將融合後的細胞放在皮氏培養皿中培養數日,一直到胚胎髮育出幹細胞。通喀邁拉過此次試驗程序,他們希望在將來的某一天可以培育出用作手術移植的細胞或組織。
而2017年一月,美國索爾克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)結合基因編輯技術,將人類幹細胞(Stem Cell)注入體外培育的豬早期胚胎,再將混合胚胎植入代孕母豬子宮內,其後部分胚胎存活時間達3週以上,並成功生成含有人類細胞的器官與組織——心臟、肝臟、神經元(Neuron)等之前體。
人類幹細胞如能在豬的早期胚胎中存活,人豬混合胚胎即被成功創建。研究團隊最終獲得2075個可用混合胚胎,並將其植入41頭代孕成年母豬子宮內(每頭被注入30至50個),但只有186個「倖存」胚胎持續發育了21至28天。雖然成功率很低,但一些胚胎顯示其中的人類細胞開始專門化,並且已發育成各種類型組織的前體。
培育人獸嵌合體的實驗是富於爭議的,因為理論上此類實驗可能會創造出具備人類特質,甚至是擁有人類大腦的「二師兄」,從而引發倫理混亂。故此研究團隊讓混合胚胎在母豬子宮內持續發育21至28天後,終止了培育過程並將其取出分析,以評估該技術的安全性和有效性。Izpisua Belmonte 表示:「這已經足夠長了,我們既能藉此嘗試了解人類細胞與豬細胞如何混合在一起,又不會導致倫理爭議。」
科學家希望培育「人類-動物嵌合體」的新聞產生很大爭議,很容易讓人們聯想到科學怪人的恐怖實驗。但事實上嵌合體並非總是人造產物,現實生活中存在著一些人類嵌合體實例,主要分為三類:異卵雙生、骨髓移植和胎兒微嵌合體。
其實,嵌合體是由兩種或者更多個體構成的一種生物體,它包含著兩組DNA,其代碼構成兩種不同的生物體。嵌合體可自然出現在人類身體,胎兒可以吸收他的雙胞胎。這種現象出現在異卵雙生,如果一個胚胎在懷孕較早時期死亡,它的一些細胞會被他的孿生兄弟「吸收」。
胎兒殘留體將擁有兩組細胞,它自己的一組原始細胞,加上孿生兄弟的細胞。這樣的個體經常不知道自己是嵌合體,例如:2002年,一位名叫凱倫-基岡的女子,她需要接受腎移植,並且和她的家人進行基因測試,觀察是否家人可以捐獻器官。但是基因測試結果表明,從基因遺傳角度來講,凱倫並不是她兒子的母親。最終科學家發現凱倫是「嵌合體」,與她身體其它組織相比,凱倫血細胞中有不同的DNA組。
這是有案例的,2002年時,美國籍婦女Lydia Fairchild在懷孕時離婚申請社會救濟,並向醫院申請DNA報告以証明小孩的親屬關係;結果發現小孩不是她的,DNA報告顯示她和她的小孩完全沒有血緣關係,連0.1%都沒有。她認為是醫院弄錯了,因此向醫院申請第二次DNA報告,結果和上一份相同。Fairchild因此被控誘拐別人小孩和詐騙社會福利,並被強迫與她的孩子分開;而醫院先前的出生證明則被忽視。當她要生第三個小孩時,法官這次要求見證人全程錄影,並保證她與小孩的血液樣本被立刻送往化驗。兩個星期後,報告出爐,她也不是那從她子宮生出的小孩的母親。控方感到驚訝,其中一名律師翻閱醫學文獻,發現一個類似案例,事主是一名52歲女子Karen Keegan。她因為需要換腎,便和兩名成年兒子接受基因檢驗,以決定誰比較適合捐腎,意外發現兩名兒子基因都與她不符,她不是他們的母親。醫生困惑了兩年後,發現她是一位人類嵌合體。
受到這個案例啟發,後來發現Fairchild也是一位人類嵌合體,她頭髮和皮膚的DNA和她子宮組織的DNA完全不同;也就是說,在她身體不同的器官有著不同組的染色體。最後使得法院撤銷了起訴。
2015年第一宗男性嵌合體使基因測試出問題的案例發表。2014年6月,美國一對夫婦通過人工受孕誕下男嬰,卻發現男嬰血型和父母不符合。他們懷疑生育診所出錯,於是做自助式基因生父鑒定(paternity test),發現男子不是男嬰的生父。他們聘請律師,又找實驗室進行基因生父鑒定,也得出同一結果。他們與生育診所對質,診所稱夫婦進行人工受孕當日,在診所捐精者中,只有該男子是白人,而男嬰外表也是白人。他們找到一位遺傳學家Barry Starr,他建議他們進行基因祖系鑒定(genetic ancestry test)。該鑒定檢測數十萬個遺傳標記,旨在判斷家族的血緣關係,而一般的基因生父鑒定只檢測約十五個遺傳標記。測試結果發現男子是男嬰的伯叔父,因此Starr懷疑該男子是一位人類嵌合體。Starr通過一位遺傳顧問,轉介該男子到一所DNA診斷中心再作測試。用該男子的口腔黏膜細胞檢驗基因,證實男嬰不是該男子的兒子,但是檢驗男子的精液,發現當中有10%的細胞的基因和男嬰吻合,從而證實該男子確是嵌合體,而嬰兒的生父是該男子已消失的孿生兄弟。該男子自小就有很明顯的兩種膚色相間,這個奇怪特徵也是因此而起。
原來,嵌合體在人類自己本身就有可能產生,科學家只是將這個技術轉移到豬身上而已,先不討論倫理上或是二師兄是否誕生的問題,大俠相信,人豬嵌合體如果可以繼續發展下去,一定可以救下很多急需要器官移植的病人的。
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