人-非人动物嵌合体的术语特征及伦理问题研究

孙彤阳，翟晓梅

(北京协和医学院人文学院，北京 100732，sty0802@163.com)

干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术,已经成为当今世界高新技术的新亮点。人-非人动物嵌合体(Human Non-Human Chimeras，以下用“HNH嵌合体”代替)研究则处在干细胞研究的前沿，2017年1月26日，美国索尔克生物研究所研究员吴军作为第一作者在《细胞》杂志上宣布他们把人类干细胞注入猪胚胎中，首次成功培育出人猪嵌合体胚胎，并在猪体内发育了3～4周时间。在此之前人类的多能干细胞(human Pluripotent Stem Cells，hPSCs)是否有助于非啮齿类动物物种的嵌合体形成仍然未知，而此项研究不仅成功的诱导hPSCs以形成人-猪嵌合体胚胎，还进一步发现处在分化中期的hPSCs表现出更高程度的嵌合性[1]。文章一经发表，便在国内外引起高度的关注，国内新闻网站纷纷以“人猪混合胚胎：是神话中的怪物还是器官移植的福音？”“人猪嵌合胚胎挑战伦理极限”等标题来报道这项研究成果及可能带来的隐患。

存在较多争议的是：人-非人动物嵌合体是一个怎样的实体？如何在道德上给予考量？嵌合体研究所带来的受益与风险有哪些？面对如此具有伦理争议的研究活动，应该先澄清一些基本问题。

1 嵌合体术语的使用

1.1 作为原型的嵌合体

在构成物理上的可研究对象之前，“奇美拉”(chimera)这一形象就已诞生。嵌合体的英语chimera(奇美拉)一词来自于希腊文，古希腊语中的χιμαιρα(chimera)是神话里出现的怪物。荷马在公元前9世纪的《伊利奥德》史诗中提到chimera是巨人Typhoon与半女半蛇Echidna 所生，前身是狮子，后身是蛇，中间是山羊，鼻子喷火。神话框架中chimera有五个特征：①不同物种(动物)的混合体；②来源于神；③具有威慑性质；④造成伤害(喷火、摧毁土地)；⑤被消灭(被珀勒罗丰在帕伽苏斯帮助下杀死，珀勒罗丰是希腊神话中科林斯的英雄，帕伽苏斯是双翼神马)[2]。

除了 “不同物种”的混合体这一特征符合今天我们对嵌合体的定义，现在对嵌合体的理解与古代相比已有显著的不同：其一，古代的嵌合体仅存在于神话的框架之中，而今日的嵌合体是现实中的实体；其二，古代的嵌合体是各种物种个体的混合体，而今日的嵌合体和杂合体是细胞层次形成的混合体。因此，今日嵌合体概念的内容与古代的概念迥然有别。

1.2 作为隐喻的“奇美拉”

由于“奇美拉”的神话形象深入人心，我们对嵌合体的文学想象与科学概念出现了偏差，在传播过程中难免造成恐慌和质疑。从词源学来看，“奇美拉”是一种怪物；是一种幻象、非现实；是两个不同来源的但实际上不存在和不可能的混合物。但在生物技术下的人-非人动物嵌合体却是真实存在的，并非是幻象。科技手段实现的HNH嵌合体需要我们转变固有的观念，去重新认识它。

福柯曾在《词与物》一书中提到，“在任何特定的文化和任何特定的时间，总是存在着一种对所有知识的可能性条件加以限定的认识型。这种知识或者体现在一个理论中，或者被默默地投入一个实践中”，这种“认识型”类似于话语实践[3]。科学术语在传播过程中很难摆脱该词语在文化上的基本代码，尤其对于非该领域的人来说，会依据个人经验对其进行阐释，这就进一步造成了“嵌合体”的文化象征与科学事实的分野，生物技术下形成的带有人血的猪或者带有人脑细胞的小鼠既不是荒诞不经的也不是令人恐怖的，它们无法造成像神话中所描述的伤害。因此，概念分析应剥离语义上产生的混乱以及所引起的交流困难。通过“嵌合体”的科学定义来重新塑造奇美拉的形象，并在新的科学术语规范下来讨论伦理学问题。

1.3 嵌合体、杂合体的科学概念

根据国际干细胞研究学会在2016年5月12日颁布的《干细胞研究和临床转化指南》，嵌合体(Chimeras)是指一个机体身上携带的细胞来自两种或两种以上同种或异种物种的受精卵的生物体[4]。新生物体由两个不同来源的细胞“拼凑”组成，嵌合体的每个细胞含有仅来自其中之一的生物的基因。与转基因相反，不同来源的DNA不在单个细胞内混合。在嵌合体组织中发现的细胞的“混合物”不会传给子孙后代。嵌合体可以自然发生，包括在人类中。例如，发育中的胎儿的细胞可以留在母亲体内，母体细胞也可以存在于发育的胎儿中[5]。这些不同的细胞群来自同种物种即被称为种内嵌合体(Intra-Species Chimeras),来自不同物种的被称为种间嵌合体(Inter-Species Chimeras)，存在较大争议的是种间混合体研究。

种间混合体(Inter-Species Mixture)除了嵌合体形式还有杂合体(Hybrids)。杂合体是指形成的动物每个单个细胞携带者有来自两种不同物种大致相等的遗传物质，是通过由异种间交配或遗传物质融合得到的，比如杂合体骡子就是马驴杂交产生的后代[4]。按照目前的情况来看，人与非人动物之间的这类杂交存在着种系之间的“生殖隔离(Reproductive Isolation)”，即因为生殖方面的原因使得不同种生物之间不能交配，即使交配也不能产生有生殖力的后代的现象[6]。因此我们所担心的人兽杂交形成新物种的实际发生可能性非常低[7]。

无论是嵌合体还是杂合体都属于种间混合体，涉及相似的伦理学问题。国际干细胞研究学会颁布的指南以及其他国家或地区的一些伦理指南，都会把嵌合体、杂合体放在同一伦理框架内进行讨论，其中争议较大的是HNH嵌合体研究。

2 人-非人动物嵌合体研究类型

2.1 根据嵌合体阶段划分

可以通过胚胎的不同发展阶段将嵌合体研究分为初期嵌合体(Primary Chimeras)和中期嵌合体(Secondary Chimeras)。初期嵌合体(Primary Chimeras)是指将两个早期胚胎混合，或分离了胚胎细胞的早期胚胎与其他胚胎或体外培养的干细胞混合形成初期嵌合体。所产生的嵌合体在许多组织中具有不同来源的细胞[5]。

中期嵌合体(Secondary Chimeras)是在动物后期的发育阶段移植(或嫁接)细胞或组织形成，包括胎儿后期阶段、出生后甚至成年动物。供体细胞仅存在于少数组织中。受体动物经常被选择成免疫缺陷或免疫抑制。所以也可以说，初期嵌合体发生在产前阶段，而中期嵌合体通常发生在产后阶段[5,8]。

2.2 根据研究目的与应用划分

嵌合体、杂合体研究的医学应用是为了帮助我们进一步了解生物的机理和发展过程[9]。HNH-嵌合体的研究目的与应用主要分两个方面：

基础生物医学(Basic Biology)：HNH嵌合体用于旨在改善或维持人类健康和生物学研究中，其医学应用是为了帮助我们进一步了解生物的机理和发展过程。例如类人化嵌合体小鼠模型，就应用在研究造血功能、免疫、传染病、癌症等问题上面[9]。

再生医学(Regenerative Medicine)：随着诱导多能干细胞(iPSCs)技术的发展与应用，尖端动物学研究表明，通过iPSCs可以在动物体内生长人的器官。将需要器官的患者的多能干细胞诱导到不同物种，例如猪的胚胎中，从而在动物体内生长出人肾或其他器官，然后将其移植到患者体内，探索干细胞的发育潜力[10]。

HNH嵌合体实验随着基因编辑技术的发展取得了很大的进步。将人类干细胞成功移植入动物体内进行研究后可建立实验动物模型和药品检验受体，可为人类重大疾病如艾滋病、肿瘤和新发传染病的治疗提供新的途径。目前接受干细胞移植的受体主要集中在：免疫缺陷小鼠和大型动物早期胚胎[11]。

1971年，Pamelouris[12]等首先利用无胸腺裸鼠移植了正常以及白血病干细胞，但由于裸鼠仍带有B细胞、补体及NK细胞，从而排斥人体细胞，实验只取得了部分成功。2002年，我国黄淑珍[13]等人建立人/山羊异种造血干细胞移植模型，35头山羊呈现人血细胞嵌合,人造血细胞在山羊血液中的比率平均达到1%～3%,并稳定地保持到10个月以上。2010年，Kobayashi[14]等率先将大鼠干细胞注入到敲除了胰腺基因的小鼠中，在小鼠中成功培育出大鼠胰腺组织。

根据研究目的和嵌合体类型我们可以将不同的HNH嵌合体实验分为以下几类(见表1)：

表1 HNH嵌合体实验分类

不同类型的HNH嵌合体实验，存在特殊的伦理问题，以上讨论的实验包括至少两种类型的嵌合体实验，需要分开来看：试管内的研究用于早期胚胎，体细胞的研究涉及有感觉的动物。后一种研究引起另外的关于动物健康和动物福利的伦理问题。此外，我们需要关注以下几个方面：动物胚胎的类型和接受胚胎移植的动物类型，特别在处理非人灵长类动物的时候；用于产生的人类细胞和器官组织的类型，特别是在人类神经细胞和生殖细胞方面；移植后进行研究的时间范围，嵌合体动物的生存期等问题[15]。

3 人-非人动物嵌合体的道德地位问题

3.1 道德地位问题的提出

嵌合体概念分析规范了术语的使用，有助于接下来的伦理讨论是在同一基本概念框架下进行的，但HNH嵌合体的实质伦理问题并没有因此消失。人类彼此对待的方式除了受法律、社会制度的规范还受到严格的道德规范，但我们是否可以将其他实体(entity)纳入道德考量范围中？更具体地说，HNH嵌合体是怎样的实体，是人还是(非人)动物，既是人又是动物，还是既不是人也不是动物，我们需要讨论这种人与动物混合体是否具有道德地位，或人类对他们(或它们)是否负有义务？要了解人类对HNH嵌合体的道德义务，就要先了解嵌合体的道德地位。

道德地位(moral status)意指道德的对待，代表某种道德的对待关系，透过道德行动者或道德主体(moral agents)依据某些伦理标准(criteria)，对道德的受体(moral patients)进行道德评判。换言之，如果某一个体拥有利益，而此个体所拥有的利益本身具有道德上的重要性，那么在道德地位的评价标准上——意指不能受到任意对待，而且道德行动者有义务去考量其利益、需求与福祉，即代表此个体拥有道德地位[16]。

沃伦在《道德地位》著作中提出，一方面，道德地位的概念可以帮助我们理清该做与不该做的道德底线，拥有道德地位的存在者行为不能越过这条底线，否则，即是违反道德原则；另一方面道德地位用来建立道德理想，要求拥有道德地位的存在者朝向完善的美德、勇气或至善，顺从道德底线标准[16]。在人与动物的关系分析中，我们通常认为动物也具有道德地位，但对于HNH嵌合体而言，如何来判断它的道德地位？依据什么标准来判断？

3.2 道德地位判断标准的比较

不同哲学家对这一伦理标准的判定有不同的观点。史怀哲以生命意志为标准，强调敬畏生命的绝对性，把伦理的范围扩展到一切动物和植物，并对生命的价值序列区分加以否定[17]。对一切生命保持敬畏态度是当今生态伦理、环境伦理的重要思想来源，但如果只用“有无生命”当作道德地位的判断标准，而否定生命的价值序列则会在实践中寸步难行。

辛格则主张具有“感知痛苦能力”者拥有道德地位，我们对它便有道德义务。其依据是边沁的快乐效用主义，感受苦乐的能力是拥有利益的前提，是我们能够以有意义的方式谈论利益之前必须满足的条件。如果一个个体感受痛苦，那么拒绝关心它的痛苦就缺乏道德上的合理性。但辛格以“感知痛苦的能力”作为单一的判断标准受到其他人的质疑。其中，雷根认为若依据效用主义进路，将会使动物沦为价值计算的容器，而这个容器本身失去意义，进而提出“固有价值”的观点。广义上的固有价值可以应用于生命主体，因为每个生命都是唯一，无法取代；而狭义的固有价值指的就是能做出道德判断的能力，其价值在于拥有这种价值的个体有义务及义务意识。卡尔科亨认为只有人具备两种意义上的固有价值，而其他动物都不具备狭义上的固有价值，也因此无法拥有与人相同的道德地位[18]。

人的道德地位问题在康德哲学中，人既是一种自然存在又是一种理性存在，自然法则是人不得不服从的法则，而理性法则只对人的理性发挥作用，只有当人遵从理性而行动的时候才算得上有理性的存在。理性法则对人的命令表现为“应该做什么”的道德法则，只有实践理性使人能够成为道德主体。基于生命主体是否按照理性法则行动，可以作为道德地位的判断标准，即存在者的主体性是道德地位的基础。

3.3 人-非人动物嵌合体的道德地位

目前的科学研究中，虽然HNH嵌合体中可能只有1%的人的特征，但在未来这个比例会有所提高。因此，伦理学需要在这种情况出现前做好准备和回应。如果一个“新的”实体(entity)被人类创造出来，甚至是具有道德地位的实体，那么我们必须知道在道德上该如何面对它。人与动物的关系复杂且多元，单一的评判标准会平等化人和其他生命存在的道德地位，而且在应用上困难重重。实践中，我们仍需要判断与动物的道德地位相比较，即HNH嵌合体是否在等级和价值序列上具有更高或更低的地位。

从“有无生命”“感知痛苦的能力”这两条标准来看，HNH嵌合体与动物相比都是有生命的，且具有感知痛苦的能力，道德地位上与动物类似。而从“有无理性”这一标准来看，由于涉及人类的细胞和组织，那么是否会产生有人的自我意识的生命则需要引起额外的伦理关注。

4 人-非人动物嵌合体研究的受益与风险分析

我们在人与动物混合体研究的伦理争议中，首先要关注实际中的风险/受益比。一方面要知道该研究的受益有哪些，另一方面也要考虑到在具体情境中的实际的和预期的风险。

4.1 类人化动物模型，可以更好的了解疾病

干细胞怎样发挥作用，如何分化形成新的组织，必须通过动物实验的验证，在未经过充分的临床前实验将其用于人体是不道德的。人体试验的前提必须有充分的动物实验基础。目前，许多影响人类健康的重大疾病如艾滋病、乙型肝炎等由于自然宿主范围狭窄，病毒不能在常用实验动物体内感染、复制，建立疾病动物模型十分困难，由此一定程度上阻碍了这些疾病的研究进程[11]。HNH嵌合体动物模型可以作为药品检验受体，可为人类重大疾病的治疗提供新的途径。

4.2 代替人类妇女的卵子，解决人类卵细胞来源短缺

首先，人类胚胎实验存在较大的争议，我们很难将人类卵子应用到此类科研中。此外，获取卵子的方式是有侵入性的医疗行为，具有一定的风险。妇女希望她的卵子用于生殖或辅助生殖，而如果用她们的卵子做一些干细胞的科学研究，则她们不得不放弃潜在的怀孕机会[8]。通过核转移技术可以用动物的去核卵细胞与人类的细胞核结合，形成胚胎，其主要遗传物质来自于人类，这种形式也称作“胞质杂交”(Cybrids)。

4.3 潜在的可移植器官来源

据统计，中国每年约有30万人需要器官移植，但只有约1万人能够完成移植，其主要原因是器官捐献的严重不足[19]。通过诱导多功能干细胞和基因编辑技术可以实现人类的器官在动物体内培养。近年来，人们一直致力于创造可行的“人造”器官，主要有三条途径：通过经遗传修饰的动物的异种移植器官，在体外培养“实验室培养的”器官和建造仿生机械器官。所有这三种途径都遇到了巨大的技术障碍。异种器官移植由于组织的免疫排斥反应，使得患者要承受莫大的痛苦，且成功率低。科学家们将全能胚胎干细胞注入早期动物胚胎中，期望定向培育出个中含有人体基因的组织，减少患者机体对移植器官和组织的排斥，为组织器官移植提供了思路和探索空间。这种新的生物技术有两个潜在的优点：它将提供一个新的器官来源，这些器官不可能被接受者的免疫系统拒绝。此外，“嵌合器官”极有可能规避由其他形式的异种移植所造成的动物传染病(生成新的跨种病毒)的问题[10,20]。

4.4 可能存在的风险

我们对HNH嵌合体的研究给予了较高的期望，不仅探索生命的奥秘，了解人类干细胞的分化和发育过程，而且可以进一步帮助人类寻找战胜疾病的方法，促进健康。但与此同时，不能忽视人和动物混合体研究中可能出现的对人类个体、人群以及生态造成的风险，这样的风险主要有两个方面，其一是在研究阶段的风险，其二是临床转化的风险，主要体现在以下几点：

个体风险——研究中人类生物资源的提供者可能会抵触将与自己有关的遗传物质应用在与动物混合的研究中，这可能会对潜在的捐献者及相关的家族成员带来心理负担。因此我们需要获得潜在捐献者的知情同意。当嵌合体研究的应用进入临床转化阶段时，也会对受试者或患者产生不确定风险，则需要警惕可能带来对身体的伤害，优先考虑可代替的技术比较成熟的治疗手段。

人群的风险——当前的人与动物的混合体研究都是在实验室进行的，所采用的动物也是专门的实验动物，我们需要规范对实验室及操作人员的管理，防止跨物种感染可能扩散的未知病原体。

生态的风险——如果在动物体内产生人类的配子，或经过遗传改变的动物具有繁殖能力，那是否可能创造出新的物种，对生态系统存在潜在的威胁。

从SARS、高致病性禽流感等新发传染病的流行病学调查结果来看，野生动物与新发传染病密切相关[21]。在研究的角度上看，实验用动物应按照标准的流程进行管理，避免造成新发传染病的出现。如果HNH嵌合体器官进入临床试验阶段，则需要克服的一个问题是需要对动物的血管系统进行“人性化”，以获得确实是完全人的器官，避免排斥和跨物种感染的任何剩余风险。这可能通过应用多基因囊胚互补方法，使其中血管和淋巴发育的基本发展调节器突变与所需的器官的突变一致[10]。

就环境而言，实际上科学家并不会制造出真正意义上的人兽混合体(新的生物)。英国国家科学院、人类胚胎干细胞研究监管委员会、德国的胚胎保护法案，都分别关注了HNH嵌合体的繁殖问题[22]。将其胚胎发育限制在14天内，禁止繁殖。为了保证实验规范性，英国内政部在《动物携带人体材料》[5]的指南中表示，要对实验室的资质做严格审查。因此我们可以随着基因编辑技术的发展进一步消除动物病隐患，通过严格的规范来控制人与动物混合体研究活动对环境可能造成的风险。

5 解决道德挑战的策略

与传统动物福利的原则相比，嵌合体研究的进展可能要求关注动物的认知能力是否发生改变，当人与动物的嵌合行为发生在神经中枢系统中时，则要考虑这样的改变是否同时也改变了人们对嵌合体道德地位的评价。Steven Goldman和他的同事验证[23]将小鼠的前脑神经胶质细胞用人类的来取代，这些动物明显地展示出不同的认知能力——可塑性和学习能力增强。这类实验可以用神经胶质细胞转化的方法治疗一些神经功能失调的病人，能够更好地了解这类疾病的病理机制，进而有助于鉴别潜在的治疗目标。事实上，类人化小鼠明显提高了认知能力的这一现象引发了特殊的伦理问题，但这个问题在现存的法规和干细胞研究指南中没有得到充分的论证。然而体细胞嵌合体研究被动物研究委员会监管，委员会的任务核心是动物福利和实验设计，而不是关于形成的嵌合体的道德地位的问题。

基于主体性，如果所创造的嵌合体是有理性的道德行动者，则拥有其道德权利，包括生存和自由的权利。所以在HNH嵌合体研究中要特别考虑具备一定理性能力的动物，如灵长类动物拥有较高的道德地位，因此，应禁止将和人类近缘的物种与人类嵌合，避免可能会导致不平等或不公正的生命条件。

对嵌合体研究的风险问题应考虑防范(precaution)原则，它可以被解释为，一旦发生风险，不至于什么都做不了。“不做(inaction)”可能也是有风险和伤害的：如果我们采取了一个没有风险的方案，医学研究将会被堵塞，更无从谈到进步。更好一点策略是运用相称性(proportionality)原则。相称性本是一个法律概念，应用在自卫权利中，即自卫必须与受到的威胁相称，应用在量刑时惩罚必须与罪行相称，现在人们将相称性与权衡(如成本效益分析)联系起来。在公共卫生中促进公共卫生、公众健康的行动可能，有时且不可避免侵犯个人权利和利益或加重个人的负担。这时公共风险受益分析还应该考虑以下几个问题：研究在客观上是否必要的？获取他们的方法是否可行，设施是否能满足？是否存在更小风险或者更少争议的研究方法？相关人员是否经过培训可以处理这些研究设备以及动物？

如果这些回答是“是”，那研究就应该得到批准，但是要有适当的警告。日本专家委员会采用“case by case”的审查策略，提前给出个案审查中无法接受的研究目的有哪些[15]。包括建议使用前体细胞多于使用多元干细胞，而且对待人-鼠嵌合体应当像对待转基因玉米一样，隔离它们、确保它们不与其他实验小鼠交配，并在研究结束后对其实施安乐死等。

伦理问题往往会上升到信仰和价值层面。如果人们对于当今和未来的趋势有不同的信念，而且不想获得或避免同样的目标，他们看问题的视野就会不同。时间的流逝将要求持两种不同观点的人对话，包括研究人员、政策制定者、患者和社会组织。一般来说，观点不能一成不变，科学研究在飞速发展，人的价值和偏好会发生改变，同样，对风险和受益的看法也会发生变化。我们要避免自上而下(top-down)的方法，担心此项研究的人必须要被允许表达自己的思想，并且应该参与到议程的制定。HNH嵌合体研究虽进一步引发了一系列新的伦理问题，但我们更需要明晰不同类型实验所涉及的特殊问题，而不是过度防范。