“
一位瘋狂的科學家,收集骨頭、內臟和各種屍體碎片,拼湊出一具人的肉體,然後用閃電注入生命,在雨夜創造出一個醜陋的怪物。
”
這是1818年,英國作家瑪麗·雪萊在小說《弗蘭肯斯坦》中開創的造人狂想,也塑造了最初的瘋子科學家形象。
先來猜一下,弗蘭肯斯坦,是這個瘋子科學家的名字,還是怪物的名字。
正確答案是科學家。
兩百年後,人類的科技離實現《弗蘭肯斯坦》的狂想,似乎只有一步之遙。
在體外瘋長的人體組織、靠泵和閥門保持存活的器官、在大缸裡培育的化學嬰兒、缸中之腦、拼接而成的生命體……究竟是恐怖故事還是科學奇蹟?
今天的視知研究所,帶你經歷科學造人的狂想之旅,請心理承受力不好的朋友在父母陪同下觀看。
如果要實現造人,應該怎樣開始?
我們先把說“結婚”的同學請出去。
在製造一個人的問題上,科學家們嘗試過兩種思路:
一種是先造一個人體,然後把某種叫做生命或者靈魂的東西塞進去。大概類似於先造一臺電腦,再安裝系統。
在19世紀,也就是瑪麗雪萊寫作《弗蘭肯斯坦》的年代,科學家們就努力嘗試了這條道路。這些人均楊永信的科學帶師認為,生命的奧秘在於電。
1780年,義大利的解剖學家伽爾伐尼Luigi Galvani發現,給死青蛙通上電,會引起肌肉的收縮。
屍體動了,四捨五入等於活了啊。之後科學家們就瘋狂痴迷上了玩電,電死牛,死豬,看這些動物屍體在電流刺激下齜牙咧嘴。實驗向廣大市民開放,隨便參觀。這麼刺激的活動立刻吸引了大批觀眾。
但很快他們就玩膩了電動物,有膽大的科學家搞到了人。
1818年11月4日,蘇格蘭化學家尤爾Andrew Ure給一具死刑犯屍體安上了270伏的電極棒,當他接通電源,在場吃瓜群眾看到了終生難忘的詭異現象:
“
這具屍體他通電後好像打了個冷顫,手指非常靈活,好像是小提琴家的手一樣。屍體面部的每一塊肌肉都在動,憤怒、恐懼、絕望、痛苦、喜悅的表情竟然一起出現在這個屍體的臉上。
”
這個場面不光少兒不宜,是個正常人都不宜。所以這種恐怖的鬧劇折騰了幾年,最終因為太邪惡而停止。沒有一次實驗實現“向屍體注入生命”的假想。
“先弄一具肉體,再注入靈魂”的思路走不通,那麼把活著的器官拼起來呢?”
1907年,美國胚胎學家羅斯·哈里森(Ross Harrison)從兩棲動物胚胎中分離出神經元,浸泡在富含營養的培養液中,發現它們能繼續發育,還會產生分化。這證明,人體組織是可以在體外生存併發育的。
這種體外培養的技術引起了另一個人的關注。法國醫生、器官移植的先驅亞歷克西斯·卡雷爾。
利用哈里森的技術,卡雷爾用狗的胚胎組織製作了了一種萃取液,成功在體外培養了雞的心臟組織。到1911年,他已經能讓雞心組織在體外跳動好幾周。
到了30年代,飛行家查爾斯·林德伯格為這項技術設計了一個能為器官注血的泵,保證移植的器官不會壞死。
他們開始神話這項技術,暗示這遲早會實現生命的永生。
1938 年,身著黑袍、頭戴白帽的卡雷爾與林德伯格帶著他們製作的泵出現在了《時代週刊》封面上,封面標題是“他們在尋找不老之泉”。
但真正實現體外永生的,是一個名叫海瑞塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的黑人女性。準確地說,是她身上的細胞。
1951 年,美國醫生喬治·蓋伊(George Gey)從這名時年 31 歲的宮頸癌患者身上分離出癌細胞,並進行培養。這些細胞擁有極強的生命力,一直複製增殖,被作為人類細胞實驗的標準細胞系分享到世界各地的實驗室,用於測試藥物、研究病毒和基因研究。科學家們稱之為海拉細胞。
迄今為止,全世界增殖的海拉細胞已經超過了5000萬噸。它告訴我們,人體組織不僅在體外生長是完全可能的,還能一直“繁殖”下去。
而海瑞塔·拉克斯本人則死於1951年,安葬於自家庭院中。她的墓碑上刻著:“她的細胞,將永遠造福於人類。”
這裡讓我們思考一個問題:海瑞塔·拉克斯死於1951年,但她的DNA卻隨著海拉細胞已經遍佈世界,而且還在不斷複製,那她是死了還是活著?
人體細胞在體外存活成為可能,那讓細胞長成器官,是不是就離造人更近一步了呢?
科學界一度認為,體外細胞雖然可以存活,但只是一團細胞,無法形成體內細胞與細胞間、細胞與組織間的複雜相互作用,也就無法發育成器官。
但這個困難在過去20年中被逐漸克服。
一條技術路線是透過將細胞附著在特殊的支架上,或者使用類似3D列印的手段,讓它生長為特定的器官。科學家們已經嘗試過製造肺、腎臟和心臟。
另一種方式,是先用胚胎幹細胞培育類器官——它具備器官的類似結構,和一些主要特徵。然後用某種方式,讓這個類器官“認為”自己是整個胚胎的一部分,併發育成胚胎中應該有的那個真正的器官。
2013 年,日本橫濱市立大學醫學部的武部貴則團隊就做了這樣一項嘗試:他們在體外培養了人的胚胎肝臟,也叫做“肝芽”,然後移植到了小鼠的顱骨上,這些肝芽不僅存活了下來,而且還從小鼠的組織接收生長訊號,開始長出血管。
這些是人類的血管。
如果用和人類大小相當的動物,比如說豬,來培養這些器官呢?
我們來想象一下這樣的場景:一個人需要新的肝、腎、胰腺或者其他器官,你用他的細胞培養出器官的種子,移植到豬的胚胎中,它們在小豬的體內長成相應的器官。
研究員們一波操作還真搞成了。
2017年,美國加州索爾克研究所(Salk Institute)的生物學家伊茲皮蘇阿·貝爾蒙特(Juan Carlos Izpisúa Belmonte)團隊製造出了含有人類細胞的豬胚胎,在4周內,人類細胞在豬胚胎中發育成肌肉和一些器官的前體細胞。然後……實驗就被叫停了。理論上,繼續培養下去,長著人類組織的豬就會誕生。
順著這條路線圖走下去,用人造的器官,是不是就可以拼接出一個人造的人呢?
我們好像又回到了弗蘭肯斯坦對生命的理解:身體是一個機械裝置,是覆蓋著面板的機器。你來組成四肢,我來組成頭部,只要血管、神經、內分泌正常運轉,就可以成為一個活著的生命。
但遺憾的是,人類至今還沒有突破頭部移植的技術。頂尖的專家可以連線脊椎、肌肉、血管甚至脊髓,但免疫反應大機率會殺死這個縫合怪。而且我們也必然要面對弗蘭肯斯坦的問題:這個人是什麼?是應該被接納、擁抱的人,還是一個正常人無法理解的怪物?
但細胞學的知識和技術,讓從一個細胞孵化一個人成為可能。它比縫合怪更接近我們人類觀念中“自然發育”而成的人。
2006年,山中伸彌和高橋和利成功製造出了誘導多能幹細胞,簡單來說就是讓面板幹細胞在一定試劑的作用下,直接變成胚胎幹細胞。
2009年,美國加州拉荷亞市斯克裡普斯研究所(Scripps Research Institute)的克里斯汀·鮑德溫(Kristin Baldwin)團隊僅用小鼠的面板細胞成功製造出了發育完全的小鼠。
雖然這項研究是在小鼠上進行的,但科學家們也認為,沒有明顯的跡象顯示這些結論不適用於人類細胞。
這意味著,我們的身體就是一座“人體工廠”。我們身體裡的每一個細胞都可以長成另一個“人”。或者用哈佛大學的合成生物學家喬治·丘奇的方式,把這些未來可能存在的生命體叫作"具有胚胎特徵的合成人類實體"。
我們可以配置ta的生命屬性,比如拿掉ta大腦發育的基因,ta不會疼痛沒有知覺,ta有和正常人一樣的器官,ta能批次生產……ta能服務於你的健康研究、你的器官移植,或者DNA延續。
但,科學的問題最終要面對哲學和倫理的審視。這種從你身體上分離發育而來的生命究竟是什麼?和你是什麼關係?你有權用ta來做什麼?或者無權對ta做什麼?
科學最終會提出科學本身無法回答的問題。
迄今為止人類都在非常保守地處置著這些科學帶來的倫理挑戰。比如對胚胎的實驗只能在不滿14天的胚胎上進行。
這個限制來自1982年英國的一份倫理委員會報告,他們的依據是,受精14天后,這被視為獨特人格(unique personhood)形成的時間節點。
自此後,這個限制就被許多國家遵行。即便許多人提出,這條40年前的限定基於一些錯誤的判斷,並且已經阻礙了一些重大研究的進展,但對打破這條限制,科學界依然顧慮重重。
畢竟在科學麵前,人類太像一個玩弄炸彈的小孩。我們不知道什麼時候一次失手,就會犯下致命的錯誤。
來源:視知TV
責任編輯:科普中國
