中國培育轉基因猴，探索自閉癥療法

編譯 毛巍

《大西洋月刊》記者張曉文（Sarah Zhang）參觀了廣東省一處猴子繁育基地，那里的研究人員正在對猴子的大腦進行基因重組，以研究自閉癥。

馮國平是中國1977年恢復高考的第一屆大學生。那時，570萬人在超過10年的等待后參加了高考。馮國平是自己所在的高中里唯一一個考上大學的人。他被分配到了醫學院。和同時代大多數有科學抱負的人一樣，他很快下定決心到美國繼續深造。他說：“中國那時確實落后了30至50年，無法進行前沿研究。”所以他于1989年去了紐約州的布法羅（水牛城）。后來，他在紐約州立大學布法羅分校拿到了遺傳學博士學位。

馮國平身材瘦小，性格溫和，臉上常帶著微笑，透著機敏。他目前在麻省理工學院擔任神經科學的講席教授（獲此頭銜的學者都是在各自領域特別杰出且成就非凡的教授），致力于研究與腦神經功能障礙相關的基因。他的實驗室有45位工作人員，隸屬于麥戈文腦科學研究院（該研究院成立于2000年），獲得了3.5億美元的資金承諾，這是該大學有史以來獲得的最大一筆經費。簡而言之，馮國平的實驗室不存在資金不足的問題。

然而，現在馮國平每年都要回中國幾次，因為在中國他可以從事尚無法在美國進行的研究。2018年1月，我在深圳遇到了他。在過去的30年里，他一直在海外居住，而深圳則經歷了從一個小漁村到一座大都市的華麗轉變。他從波士頓出發，搭乘夜間航班，直奔中國科學院深圳先進技術研究院（SIAT），他與那里的幾位研究人員有合作項目。在研究所總部的前面矗立著一個巨大的金屬雕塑——一塊計算機主板，旁邊是一個DNA雙螺旋結構——20世紀的技術代表與21世紀技術代表的完美結合。

馮國平在SIAT組織了一個研討會，他并不是唯一一個從美國趕來參加會議的科學家。他邀請了幾位同事在研討會上發言，包括麻省理工學院致力于樹鼩（一種原產于中國南方、與靈長類動物有密切親緣關系的小型哺乳動物）研究的神經科學家，以及在匹茲堡大學和紐約州立大學上州醫科大學（美國紐約一所歷史非常悠久的公立大學）分校研究“成癮”的華裔神經科學家。他們和馮國平一樣，都是在20世紀八九十年代離開了中國，當時他們都很年輕，想要到海外尋求更好的機會。如今他們又回到中國去進行一種最前沿的研究——在美國可能過于昂貴和不切實際，同時在倫理方面又太過敏感。

在研討會上，研究人員提到了在靈長類動物的大腦中使用新型基因編輯技術CRISPR的可能性。第二天，我和馮國平實驗室的博士后研究員周陽（音譯，Yang Zhou）一起乘車出發去探索理論性演講背后的現實。我們的汽車在廣東省行駛了幾個小時，路過了摩天大樓，然后是布滿灰塵的公寓樓，接著是大片的農田。在路程行駛的最后半小時里，GPS指令逐漸消失了。周陽拿出手機，查閱他之前參觀時拍下的路標照片。

汽車在一個樹木茂密的岔道上放慢了速度，周陽用手指著一個全新的指示牌——上面用中英文兩種語言寫著繁育基地的名字。（該公司不愿透露信息。）這個占地面積龐大的繁育基地里有一個自助餐廳，還有為工人提供的宿舍，這些工人負責照看基地里成千上萬只以螃蟹為食的獼猴。這里的大多數猴子被賣給國際公司——提供給制藥公司和研究實驗室。

繁育基地本身并不培育轉基因猴子，但馮國平意識到，這里繁育的猴子數量之多是其成為新的基因工程技術的理想試驗場。

馮國平和該繁育基地的合作是由新的基因編輯技術推動的——尤其是CRISPR，已經席卷了整個生物界。在CRISPR之前，靈長類動物的基因工程是一個費力的過程，能夠進行基因編輯的非常有限。幾乎沒有幾個研究團隊嘗試過，成功的更是少之又少。有了CRISPR，猴子就能像老鼠一樣容易被基因改造。

之前，馮國平的研究都是用小鼠來做實驗的。這位極具天賦的遺傳學家在年輕時就發明了幾種基因技術，用以促進嚙齒類動物的大腦研究。2011年，當周陽加入馮國平的實驗室時，被分配的博士后研究任務是利用實驗室培育的突變小鼠研究自閉癥。這些基因敲除小鼠都有一種叫作Shank3的基因被破壞或失活。對于人類，Shank3的突變被發現存在于1%至2%的自閉癥譜系障礙病例中，特別是一些最嚴重的病例。

基因敲除小鼠具有與人類Shank3突變相似的特征。某些神經元發育不完全的小鼠會重復地梳理自己的毛，有時甚至會把自己的皮毛撕裂。

但是這些結果對人類是否適用呢？嚙齒動物并沒有一個完整的前額皮質——被認為是決定人格、決策和更高認知功能的大腦區域。它們不像人類那樣進行社交活動。例如，逃避眼神接觸是人類自閉癥的典型癥狀，但即使是健康的老鼠，眼神交流在生理上也是不可能的。馮國平說：“它們的眼睛在頭的兩側啊！”自閉癥研究人員對小鼠實驗模型逐漸持懷疑態度。

為了尋找一個更接近于人類的模型來研究自閉癥，馮國平聯系了中國的研究人員，培育了Shank3基因敲除猴子。其目標并不只是創造一只患有自閉癥的猴子，而是創造的這只猴子有足夠的癥狀來研究導致自閉癥的大腦結構，并測試能減輕癥狀的藥物。如果Shank3項目能夠成功的話，馮國平還想在猴子身上研究其他精神疾病，比如強迫癥和精神分裂癥。他告訴我，他的一個好朋友在大學時因患精神分裂癥而自殺——這場悲劇一直縈繞在他的腦海中。大腦里的東西怎么會變得如此糟糕可怕呢？這個基本的問題促使他30年來一直孜孜不倦地研究大腦疾病的，他認為猴子實驗模型最終可能會解開一些謎團。

中國正成為靈長類動物的國際研究中心

在麻省理工學院，馮國平的實驗室對一種叫做狨猴的猴子物種進行轉基因實驗。狨猴的體型非常小，繁育成本更低，但它們是一種相對較新的實驗室動物，而且很難根據實驗室任務進行訓練。也是出于這個原因，馮國平想使用中國獼猴來研究Shank3基因。幾十年來，科學家一直在對獼猴的社會行為進行分類，這使它成為研究自閉癥等精神疾病的一個很好的模型。與狨猴相比，獼猴與人類的親緣關系更接近，因而它們的大腦更接近于人類大腦。

不過，即使使用CRISPR，對獼猴進行基因改造也并非易事。研究人員首先給雌性獼猴注射與人類體外受精相同的激素。然后，他們收集卵細胞并讓其受精，接著用一根細長的玻璃針將CRISPR蛋白質注入胚胎。猴子胚胎比老鼠胚胎要敏感得多，而且可能會受到注射pH值或CRISPR蛋白質濃度的微小變化的影響。只有一些胚胎會產生想要的突變，而一旦植入代孕母體內只有一些胚胎能存活下來。需要幾十個卵細胞才能成功培育出一只活著的猴子，所以單單是培育一些基因敲除猴子也需要一個大型的猴子繁育基地。第一只Shank3基因敲除獼猴誕生于2015年，之后又有4只培育成功，總數增加到5只。

現在馮國平必須跨越12個時區飛行約1.3萬千米才能觀測他研究的動物。當然，如果在美國能夠進行獼猴研究對他來說更方便，但到目前為止，他還沒能做到這一點。

他最初是在美國新英格蘭的靈長類動物研究中心（NEPRC）詢問關于培育Shank3基因敲除獼猴的問題。該中心是由美國國立衛生研究院資助的國家靈長類動物研究八大中心之一，由哈佛醫學院主導運營。但在2013年，哈佛醫學院決定關閉該中心。

在馮國平研討會上發言的麻省理工學院的神經科學家邁克爾·哈拉薩（Michael Halassa），在深圳對我說：“他們自己把事情搞砸了。”另一位發言者姚衛東（Wei-Dong Yao）表示，僅僅2年后，CRISPR就掀起了人們對靈長類動物研究新的濃厚興趣。姚衛東是NEPRC被關閉之前的研究人員之一。他此次來深圳，討論重新啟動靈長類動物成癮方面的研究。

美國科學家擔心，美國在靈長類動物研究方面會落后于中國。賓夕法尼亞大學研究靈長類動物的腦科學家邁克爾·普拉特（Michael Platt）說：“我有兩大顧慮。首先，美國并沒有在這些靈長類動物模型上投入大量資金。第二個問題是，我們可能會失去真正從事靈長類神經科學研究的人才基礎和專業技術。”

而與此同時，中國正逐漸成為國際靈長類動物研究中心。國際人道協會的中國政策專家彼得·李（Peter Li）表示，雖然中國的動物權利運動正在蓬勃發展，但動物權利保護者主要關注的是寵物的福利。吃狗肉已經成為禁忌，對狗的醫學實驗也引起了公憤，但對猴子的醫學研究卻沒有遭到同樣的反對。

在20世紀90年代和21世紀之初，中國的一些猴子繁育基地——像我參觀的這個一樣，繁育的猴子是用來出口的，主要是面向西方的生物醫學研究項目。這意味著，中國不僅有大量的猴子，而且還有很多猴子繁育方面的專家，他們可以通過精密的實驗對猴子的基因組進行編輯。

美國政府的生物醫學研究預算與往年基本持平，而中國的國家和地方政府都重視提高自己的國際科研形象，因而為研究投入大量資金。一個傳聞已久的政府資助的“中國腦計劃”被認為向神經科學研究，尤其是靈長類動物模型，注入了巨大的資金。中國科學家可能也會獲得更高的薪水，中國甚至成功地吸引到了來自耶魯等頂尖美國機構的外國研究人員。

對于那些想在中國研究猴子的美國科研人員來說，在中國的科研成本無疑也是頗具吸引力的。一只符合標準的猴子在中國需要花費1 500美元，而在美國，這一數字約為6 000美元。食物和護理方面的日常費用在中國也低了一個數量級。

在過去的幾年中，中國的轉基因猴研究已經有了突飛猛進的發展。在昆明、上海和廣州，科學家已經培育出了一些患有疾病的轉基因猴——表現出帕金森癥、杜氏肌肉營養不良癥、自閉癥等癥狀。而馮國平的研究團隊并不是中國唯一一個培育Shank3基因敲除猴子的團隊，比方，美國埃默里大學的研究人員和中國科學家正就這方面研究進行合作。

繁育的猴子們

在中國，我還遇到了蒲慕明，他離開了加州大學伯克利分校，現在是中國科學院神經科學研究所的所長。該研究所的科學家向世界宣布他們已經成功克隆了猴子。這對于中國來說意義重大，兩只克隆猴被命名為“中中”和“華華”。蒲慕明對這一突破感到自豪。他表示，利用克隆技術，研究人員可以更快地創造出一群完全相同的轉基因猴子，而不是一次只能培育一只。研究疾病的猴子模型存在一個主要挑戰就是培育出足夠多的猴子以供研究。蒲慕明認為，未來上海會成為一個吸引世界各地靈長類動物研究者的中心。

中國科學家對CRISPR的興趣也延伸到了對人類的研究中，并很快取得了重大進展。從某種程度上來說，中國對人類研究的監管比西方國家要少。第一批使用CRISPR來編輯人類胚胎并進行首次臨床試驗的研究都發生在中國。

麻省理工學院麥戈文腦科學研究院負責人羅伯特·德西蒙（Robert Desimone）在2001年首次訪問了中國，他說：“中國曾有這樣一個名聲——就像是拓荒之前的美國西部。”很多問題都困擾著中國的科研——數據偽造、同行評議造假、實驗用化學材料造假和寬松的倫理道德標準。但是，德西蒙說：“情況正在發生根本性的變化。”最近中國在科學領域的投入吸引了在西方接受過深造的中國研究生和博士后，這些學成歸來的人也帶來了西方的標準。與美國研究人員的合作，如馮國平和德西蒙在SIAT的合作，也向中國的研究機構引入了西方標準。

馮國平表示，他的合作者在SIAT的研究由一個類似于實驗動物管理與使用委員會（IACUC，監督美國聯邦政府資助的動物研究）的機構審查。盡管IACUC的成員大多數是科學專家，但也有當地社區居民，而且任何成員都可以從道德角度提出異議。馮國平說：“我們制定了一些標準，這意味著我們的團隊要求合作者達到或超過美國標準。”

用來進行Shank3實驗的猴子的繁育基地也得到了國際實驗動物管理評估與認證協會的認證。該協會是一個國際非營利性組織，負責監督實驗室動物的“待遇”。這些標準涵蓋了從安樂死到實驗室空間大小等的方方面面。德西蒙和在那里的其他科學家向我滔滔不絕地講述了關于繁育基地的種種，當我們的車駛入基地大門的時候，我已經聽了很多關于給猴子水果、玩具和新鮮饅頭的故事。

這個繁育基地面積很大，開車轉上一圈需要好一會兒。于是，在戴上口罩、發網、塑料防濺護罩、手套，再穿上實驗服和靴子之后，周陽和我上了一輛白色的面包車。

工作人員警告我們，猴子看到陌生人會興奮不已。果不其然，當我們的面包車在育種屋舍（沿著路兩邊排列著幾棟磚瓦建筑）前停下來的時候，幾十只小爪子出現在鐵欄桿上，毛茸茸的腦袋突然冒出來。我穿著全套的防護服，但因為還沒來得及做一套完整的健康測試，我只能從遠處觀看猴子。一名戴著口罩的工人打開了通往其中一棟建筑的門，吃著螃蟹的猴子們好奇地伸出了頭。

我們繼續參觀幼年的猴子，它們每12只被安置在小臥室大小的籠子里。我看到了新鮮的水果，還有一間糕點室，里面有一個廚師正在蒸著番薯和饅頭。

在繁育基地出生的一些猴子已經被運到了SIAT，用來進行Shank3實驗。在那里，周陽的合作者們一直在訓練猴子們從事各種各樣的行為任務。周陽對猴子充滿了真摯的感情，他對我說：“猴子是非常聰明的。”當被問及他小兒子的年齡時，他回答說：“兩歲了。”然后迅速補充道：“猴子現在已經三歲了。”好像這兩件事在他的腦子里是聯系在一起的。

SIAT已經建立了一個靈長類動物實驗室，專門用于同麻省理工學院的研究人員合作。2014年2月，SIAT向德西蒙承諾，在夏季結束前，一座舊的學生公寓就可以被改造成一個靈長類動物實驗室。德西蒙回憶說：“我當時說，這是在開玩笑。只有幾個月的時間。我用一瓶茅臺酒跟他們打賭，說他們不可能在最后期限內完成，他們用兩瓶茅臺酒打賭說可以完成。”最后德西蒙賭輸了。

在我去參觀的那天，Shank3基因敲除猴子已經被麻醉了即將接受活組織檢查，于是我去看了SIAT的其他猴子。這些以螃蟹為食的獼猴會有一位同伴。兩只猴子輪流從籠子里的梯臺上盯著我看。

獼猴對面部細微表情很敏感是馮國平首先想要研究它們的一個原因。當一只普通的猴子看到一張攻擊性猴子的臉的照片時，它就會盯著它看；對于無情緒表達的臉，猴子關注較少；而對于順從的臉，猴子會完全忽略。如果Shank3基因敲除猴子無法識別這些，就像一些自閉癥患者無法識別其他人的面部表情一樣，這就表明靈長類動物確實是這種疾病的良好研究模型。為了實現這一目標，馮國平在深圳的合作者們還用核磁共振和腦電圖來研究猴子的大腦，希望能確認這種基因突變改變大腦結構的方式。

在我的深圳之行過去一周后，我在馮國平坎布里奇的辦公室又見到了他。他主動和我談到了圈養靈長類動物用于轉基因研究的倫理問題。他停了一下，說道：“現在還處于非常初級的階段，應該做什么？不應該做什么？所有這些都還沒有最終確定。”

我問道，他認為有什么事情是我們不應該做的嗎？他立即做出了回答，就好像這個問題一直在困擾著他。他談到：“一些患有癲癇的嬰兒一天要發作好幾次，你了解作為一名家長有多痛苦嗎？你知道他們將會死去，卻根本無法提供幫助。”在中國的醫學院畢業之后，馮國平差點成為一名兒科醫生，但他無法忍受眼睜睜地看著孩子們死去的感覺。

患有嚴重癲癇癥兒童的父母曾問他是否有可能在猴子身上研究這種病癥。馮國平認為在技術上是可行的。他回憶道：“但我同時跟他們說，我不確定我是否去做一個這樣的模型。也許如果有一種藥物可以控制猴子的癲癇發作，我才會去做，因為我無法看著它們一直被癲癇發作所折磨。”

但是他繼續說道：“什么也不做就讓這些嬰兒死去是合乎道德的嗎？產生成千上萬的突變小鼠用以人類大腦疾病的研究——即使你知道它們無法闡明人類疾病的狀況——就合乎倫理了嗎？”

馮國平表示，只有在其他模型無法運作的情況下，才應該使用靈長類動物，而且只有在明確了路徑的條件下才能使用。他透露，自己工作的第一步是使用Shank3基因敲除猴子來確認突變在大腦中引起的變化。然后，研究人員可能會利用這些信息尋找藥物靶點，而藥物可以就在這些Shank3基因敲除猴子身上進行測試。馮國平目前正在與俄勒岡國家靈長類動物研究中心討論在美國開展類似的研究工作。他說：“美國這里終究也需要做點什么。我們不能完全落在后面。”加州國家靈長類動物研究中心的科學家已經成功地對靈長類動物胚胎進行了基因編輯，但還未有活產兒的報告。

2018年10月，由美國國家醫學院（NAM）召集的專家會議，將討論編輯靈長類基因的影響。一個倫理座談小組將會討論馮國平和其他研究人員正在考慮的問題：可以在猴子身上進行哪些疾病的基因編輯？在研究項目中使用的猴子是否應該被基因改造成更類似于人類的疾病模型？

該座談小組的發言人之一將是約翰霍普金斯大學伯爾曼生命倫理學研究所所長杰弗里·卡恩（Jeffrey Kahn），他曾在2011年擔任“禁止黑猩猩實驗委員會”的主席，該委員會建議終止使用黑猩猩的生物醫學研究。我問卡恩，美國嚴格的倫理道德限制是否有可能導致世界其他國家（比如中國）的研究人員超越美國的研究人員。他指出，不同文化、不同國家可能會對這類工作產生不同的限制，這是可能的，甚至是完全可以接受的。他說：“如果我們不愿意使用這項技術而失去競爭優勢，那么這正應該是我們去接受的。”

與此同時，“中國腦計劃”的一個關鍵人物蒲慕明告訴我：“不存在倫理道德問題。我認為在臨床前試驗中使用猴子作為疾病模型沒有任何問題。”他認為，只要猴子們得到了很好的照顧，這與目前在猴子身上使用神經毒素誘發帕金森癥并對新療法進行測試的做法沒有什么不同。

隨著靈長類神經科學研究的進展，科學家將來一定會發現猴子模型不夠完美的地方。畢竟，猴子與人類仍有不同之處。在猴子身上見效的藥物可能在人體試驗中會失敗。當基因編輯的猴子模型能夠很好地模擬人類疾病時——當它們成為最有用的模型時，倫理問題將變得更加復雜。

資料來源 The Atlantic