瞭望 · 懂点科技丨从克隆猴到嵌合猴，灵长类模型还有多远？

◇“在我看来，此次嵌合猴成果对生命医学的重要性不亚于克隆猴，是非人灵长类实验动物模型制作的一个里程碑。”

◇胚胎干细胞可以体外无限自我复制，对于制作携带疾病基因的非人灵长类实验动物模型来说，胚胎干细胞嵌合体技术有着其独特的优势

◇“我们的目标是尽快做出几种脑疾病的猴模型，争取在5年内向世界证实猴模型对医药研发有用。”

◇“已经有一些跨国公司联系到我们，希望以后在上海建立医药CRO公司，我们做出来猴模型可以给他们应用，这是一个未来产业。”

2018年1月25日，克隆猴“中中”和“华华”以封面文章形式登上国际学术期刊《细胞》，标志着体细胞克隆技术首次在灵长类动物上实现。

五年后，由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（以下简称脑智卓越中心）牵头的研究再次登上《细胞》封面，这一次，他们带来了“嵌合猴”。

这是世界上首个用胚胎干细胞构建的高比例嵌合猴。团队将A猴的胚胎干细胞注射到B猴的胚胎内细胞团中，再将嵌合胚胎植入C猴体内代孕，最终诞生的小猴由A猴胚胎干细胞和B猴胚胎细胞共同分化而来，供体胚胎干细胞的占比高达70%左右。

“在我看来，此次嵌合猴成果对生命医学的重要性不亚于克隆猴，是非人灵长类实验动物模型制作的一个里程碑。”中国科学院院士、中国科学院脑智卓越中心学术主任蒲慕明接受《瞭望》新闻周刊记者采访表示，胚胎干细胞可以体外无限自我复制，对于制作携带疾病基因的非人灵长类实验动物模型来说，胚胎干细胞嵌合体技术有着其独特的优势。

嵌合猴是个大台阶

“实验动物是生命医学的基础。鼠类实验动物模型之所以对生命医学作出巨大贡献，关键在于制作出了带有特定疾病基因的小鼠品系。”此次研究的主角是猴，但蒲慕明从一只获得诺贝尔奖的小鼠讲起。

小鼠品系，是经过长期繁殖和选择得到，同一品系的小鼠在遗传特征和生理特性上高度一致，做药物实验时互为对照，便于排除干扰因素。

那么，带有特定疾病基因的小鼠品系是怎么做出来的呢？

如果对一批小鼠的受精卵进行基因打靶，改变基因组中特定基因或者序列，由于打靶程度和靶点不完全相同，各个受精卵的基因也不同，并不能得到相同的疾病鼠。

蒲慕明介绍，美国分子遗传学家马里奥·卡佩奇想到，可以把小鼠A和小鼠B的受精卵在体外发育到囊胚期。囊胚期是指卵子刚刚受精但尚未种植到子宫的阶段，它由尚未分化的外胚层和内细胞团组成，外胚层未来会分化为胎盘，内细胞团则将分化为胎儿个体，具有发育全能性。

首先，对来自A的囊胚，马里奥·卡佩奇团队首先把其中的内细胞团里的细胞提取出来建成胚胎干细胞系，通过基因打靶改变其特定基因。筛选出其中打靶准确的细胞大量扩增，从而得到一批完全相同的、基因改变的胚胎干细胞。

第二，把这些来自A的胚胎干细胞注射到B的囊胚内细胞团中，这样就形成了一个嵌合胚胎，其内细胞团既有来自A的，也有来自B的。

第三，将嵌合胚胎植入小鼠C体内孕育，最终诞生嵌合小鼠。小鼠C并不对嵌合产生影响，只起到代孕作用。

“最关键的是嵌合体中两种细胞的比例，供体细胞占比要足够大才能改变嵌合动物，这一点在鼠上做成了。”蒲慕明说。

胚胎干细胞嵌合技术1984年在小鼠上诞生后，迅速成为帮助科学家确认单个基因在人类健康和疾病中作用的一大利器，带来生命医学界的重大革命，对这项技术作出重要贡献的三位科学家马里奥·卡佩奇、马丁·埃文斯、奥利弗·史密西斯因此在2007年获得诺贝尔生理学或医学奖。2008年，科学家在大鼠上也实现了胚胎干细胞嵌合。

遗憾的是，胚胎干细胞嵌合技术在灵长类上的研究进展十分缓慢。由于啮齿类与灵长类存在巨大差异，一些人类疾病并不能在啮齿类实验动物上实现。猴作为与人类亲缘最近的动物，被视为实验动物模型的最佳选择，但尚未有技术能制作出猴品系，实验猴的成熟应用仅限于药物安全实验。

2012年，美国的灵长类实验室曾得出实验结论：猴的胚胎干细胞不能形成嵌合体。之后几年，中国科学院院士、昆明理工大学季维智团队取得重要进展，他们通过研究得到过流产或出生的胚胎干细胞嵌合猴，嵌合比例为0.1%～4.5%。

现在，世界首只胚胎干细胞高比例嵌合猴诞生，向世界证实了猴模型的可能性。2023年11月9日，《细胞》以封面文章形式发表题为《高比例胚胎干细胞贡献的出生存活嵌合体猴》的研究成果，由中国科学院脑智卓越中心、上海脑科学与类脑研究中心刘真研究组，中国科学院脑智卓越中心非人灵长类研究平台孙强研究团队和中国科学院广州生物医药与健康研究院（米格尔·埃斯特班）研究组合作完成，获得了科技部、中国科学院、上海市、自然科学基金委的资助。

审稿人评价，该研究结果是非凡的，因为提供了强大的证据证实灵长类胚胎干细胞可以产生高比例的嵌合体动物，这在之前没有得到明确证实。

解决三大难题，嵌合程度高达70%