魔 瓶 里 的 精 灵 是 头 羊                         ·方舟子·                 二十年前,当遗传工程刚刚起步的时候,面对这个将会彻底改变人类社会的 幽灵,人们忧喜参半。一些国家纷纷制定了限制遗传工程的研究的法律,防患于 未然。不管是喜是忧,人们的见解却是很一致的:下一个世纪将是生物科学的世 纪。二十一世纪即将来临,生物学家们也紧锣密鼓地迎接自己的世纪的到来。去 年评出的十大科学新闻,倒有九条属于生命科学。其中的头条新闻乃是美国的N ASA发现火星曾经有过原始生命的迹象,尽管许多科学家对此结论的可靠性表 示怀疑,美国克林顿总统却马上宣布要增加对火星研究的经费。今年的头条新闻 ,无疑会是苏格兰罗斯林研究所的生物学家威尔穆特等人克隆出一头绵羊。对此 生物学界是一片惊喜的欢呼,而英国政府的反应却是决定减少此项研究的经费。 该研究室做出了划时代的发现,却陷入了财政困难。两条头条新闻的结局是如此 的不同!   我们还是先来看看这头被许多人视为魔鬼的名叫多莉的母羊是怎么产生的吧 。威尔穆特等人采用的是一项叫做细胞核移植的常规技术。他们先从一头六岁的 白羊的乳房中取出一个细胞做为供体,在体外加以培养、增殖,然后让这些细胞 挨饿处于休眠状态。另外从一头黑脸羊的卵巢中取出未受精的卵母细胞,除去细 胞核,做为受体。把乳房细胞和去核卵母细胞混在一起,加以电击,两个细胞就 融合在了一起,或者说,乳房细胞的细胞核转移到了卵母细胞中。在电击刺激下 ,卵母细胞也开始分裂、扩增,生成了胚胎细胞。威尔穆特等人把胚胎细胞植入 另一头母羊的子宫,五个月后,生出了一头羊羔,命名为多莉。他们共用了27 7个融合的卵母细胞,最后只有这一个成功了。多莉像它的供体,是白羊,而不 是黑脸羊。分子生物学的测定也表明,它与提供细胞核的那头羊有完全相同的遗 传物质(确切地说,是完全相同的细胞核遗传物质。还有极少量的遗传物质存在 于细胞质的线粒体中,遗传自提供卵母细胞的受体),它们就象是一对隔了六年 的双胞胎。多莉没有父亲,它是通过无性繁殖——或者说克隆——而来的。   细胞核移植并不是一项新技术,早自五十年代起就已开始应用。因此毫不奇 怪,在多莉诞生的消息传遍全球并引起轰动之后不久,美国科学家也宣布克隆出 了猴子,比克隆绵羊还要先进;而台湾的新闻媒体宣称在几年前台湾科学家就已 克隆出了猪和老鼠,早就赶英超美了。事实上,这些所谓的“克隆”,移植的都 是早期胚胎细胞的细胞核,而不是乳房细胞这样的体细胞。胚胎细胞是经过受精 而来的,因此不管是美国的猴子还是台湾的猪和老鼠,它们都有父有母,它们的 遗传物质与父母都只有百分之五十的相同,跟正常产生的动物并无不同。这并不 是克隆。移植胚胎细胞核也不是台湾首创,各国的生物学家已做了几十年,并无 新闻价值可言。   早期胚胎细胞是还未分化的细胞,具有“全能性”。随着胚胎的发育,它的 细胞不断地分裂,细胞核中的基因有的被表达,有的被关闭,细胞也就逐渐分化 ,变成了各种各样有不同功能的体细胞。这是一个非常复杂的至今我们仍不甚明 了的过程,牵涉到许多能改变基因结构的酶和其它蛋白质因子。分化的结果,使 体细胞核中的基因结构与胚胎细胞核中的基因结构截然不同。因此,移植胚胎细 胞核到别的卵细胞中让它继续发育是很容易的,而要让体细胞核恢复发育,则相 当于让发育的时钟从终点倒转到起点重新开始,可以想象这是一件多么不容易的 事。在多莉诞生之前,这方面最好的纪录是在七十年代剑桥的戈登把青蛙皮肤细 胞的细胞核移植入去核的蛙卵中,有一些胚胎发育成了蝌蚪──但也仅仅到了蝌 蚪,没有一个能够完成发育变成青蛙。以后也不断有人试图移植各种动物的体细 胞核,没有一个成功的,因此大家就认为生物的发育是一个不可逆转的过程。也 有人预言,要逆转发育过程克隆出高等动物,恐怕要等到2050年我们对发育 的分子机制有了透彻的了解之后了。   多莉的诞生推翻了几十年的教条,证明了细胞发育的可逆性。毫无疑问,这 是一个改写了教科书的重大成就。但是我们还不能确切地知道为什么多莉会成功 。一个原因,可能是因为威尔穆特等人在移核之前,让乳房细胞挨饿处于休眠状 态。这时候,细胞停止了分裂和复制DNA,关闭了绝大部份的基因。很可能, 在这种状态下,其基因结构与胚胎细胞的基因结构相似,移植到卵母细胞中后, 卵母细胞质中的蛋白质因子就不会觉得有太大的困难编排新的细胞核让其发育。 这是一些什么样的因子我们一无所知。我们也不知道其它的体细胞是否也能被用 来克隆。象神经细胞、肌肉细胞这种高度分化的细胞的发育大概是完全不可逆的 ,也就不能被用来克隆。我们也不知道年老的体细胞是否能被用来克隆。细胞的 老化会使DNA受到损害,因此大概也不能用来克隆。这些,当然都只是一些猜 测了。   事情如果仅仅到此为止,那么就会象在火星中发现原始生命一样,不过是跟 绝大多数人的生活毫不相干的一件科学奇闻。但是,这并不只是发育生物学上的 一项理论突破。它有着难以预料的无限广阔的应用前景。   这项研究,一开始就带着应用的目的。与威尔穆特实验室合作的一家生物高 技术公司通过转基因技术,把编码某种蛋白质的人类基因转入羊中,羊分泌的奶 中就能含有这种蛋白质,提纯后可用于治疗人的遗传病。但是这种转基因技术的 成功率很低,即使成功后也不能完全保证在有性繁殖过程中不会丢失而传给下一 代。在克隆技术成熟后,只要有一头转基因羊,就可以成批克隆,并且保证基因 不会丢失。同样,对具有优良性状的家禽、家畜,也可以通过克隆大量繁殖加以 保留,而不必担心会在有性繁殖时被不良的基因所污染而变质。濒危的物种也可 以通过克隆加以保护。可见,这项技术在医疗、畜牧业和野生动物资源保护等方 面都有重大的用途。就基础研究而言,克隆意味着对被研究的个体在空间上加以 扩增、在时间上加以永远保留、在方法上能在克隆群中有选择地制造突变观测其 后果,这项技术的成功和成熟,将会象基因克隆、单克隆抗体技术一样,对遗传 学、发育生物学和基础医学的研究产生深远的影响。   这些自然是以后的事了。但是公众们却已经开始感到恐慌。最近的一项民意 调查表明,绝大部份美国人表示他们不愿食用克隆动物,尽管克隆动物与有性繁 殖而来的动物除了生产方法不同外,在其他方面完全相同。而人们最为恐慌乃至 恐怖的,莫过于克隆技术会被应用到人类自身。   人和羊的遗传、发育机制并无太大的差别,因此从理论上来说,羊能够被克 隆,人也能够用相似的方法被克隆。近日有报导说比利时的科学家已克隆出了人 。这可能只是谣言,但这种可能性是始终存在的。英国早有法律禁止克隆人,美 国相关的禁令几个月后也会出台,而德国政府干脆呼吁制定一项国际法禁止克隆 人。但是法律从来就不是万能的,它既然禁止不了其他的违法行为,我们也不能 指望它就能禁止得了对人的克隆。即使有一项国际法,也会象其他国际法一样, 约束不了敢于践踏国际法的强权国家和黑箱作业的集权国家。因此可以预测,人 的克隆只是早晚的事。   何况,人的克隆并不只是科学上的好奇,在医学上自有其价值。它可能是不 孕患者的最后希望。想当初当体外授精技术(即所谓“试管婴儿”)刚刚问世的 时候,也掀起过轩然大波,慢慢地也被公众接受了。体外授精技术需要精子、卵 子都正常才能成功,如果不孕的原因是由于不能产生卵子或精子,体外授精是无 济于事的,除了克隆,别无办法。我们是否能够否定这些患者养育儿女的权利呢 ?如果有人老来丧子,希望能通过克隆传宗接代,我们是否能忍心拒绝他们的要 求呢?如果一对热恋的情侣中有一位因故丧生,幸存的那位要求用克隆为死者留 下遗腹子,我们是否无法接受这样的浪漫?   无论如何,现在是从政界人物、宗教领袖、一般公众,到生物学家,包括威 尔穆特本人,都众口一词认为克隆人是不道德的,是必须被禁止的。而其理由却 很简单:或曰“人不能当上帝造人”,但这种宗教、哲学的理由对于非信徒来说 不会有任何说服力;或曰“每个人都应该是唯一的、独特的”,就算这是一条不 可违背的公理,人的克隆也并不违背。相同的遗传物质并不能决定人就有相同的 思想和行为。每个克隆人都会是唯一的、独特的,就象每个孪生子是唯一的、独 特的一样。就算希特勒被克隆,他未必就是杀人魔王,同样,爱因斯坦的克隆也 未必就会成为大科学家。至于有人想象会有暴君用大批的克隆人组成军队,或有 富翁会克隆自己制造一个器官仓库随时移植、更换,那已是属于科学幻想了。   人能否克隆是值得讨论也应该讨论的。在未有充份的讨论之前,就想当然地 反对、禁止人的克隆,乃至限制所有的克隆技术的研究,将会妨碍生物科学的发 展和人类社会的进步。克隆技术远不如核武器可怕。既然人们并不因为核武器的 发明和使用而刁难物理学,又何必因为克隆技术的发明而为生物学的研究制造种 种障碍?科学本身是无罪的,有罪的是妄用它的人。多莉已经从魔瓶中走了出来 ,而且不会再缩回去。这个精灵带给人类的将是福是祸,完全取决于人类自己。