克隆猴“中中”和“華華”。圖片|國際在線

自1997年“多莉羊”體細胞克隆成功后，已有超過20種哺乳動物的克隆相繼實現(xiàn)。不過，真正讓世界頂尖科研團隊緊緊盯住的目標(biāo)始終只有一個——猴。由于靈長類的進化與人類非常接近，克隆猴對認(rèn)識人類的大腦、腦認(rèn)知功能和腦疾病有巨大的潛在應(yīng)用價值。

21世紀(jì)初，美國匹茲堡大學(xué)的科研人員在《科學(xué)》上發(fā)文稱，用體細胞克隆非人靈長類動物的理想是不可能實現(xiàn)的。俄勒岡大學(xué)教授米塔利波夫立馬撰文反駁道，科學(xué)家更應(yīng)該從人跡罕至的科學(xué)道路上發(fā)現(xiàn)不尋常的風(fēng)景。但在嘗試了15000枚猴卵細胞后，他制備的克隆猴最終在懷孕81天后流產(chǎn)，而這已是當(dāng)時該領(lǐng)域取得的最好成績。

然而，看似不可能的克隆猴任務(wù)最終被中國團隊完成了。中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）孫強研究員率領(lǐng)以劉真為主的團隊，經(jīng)過5年的不懈努力，在國際上首次實現(xiàn)了非人靈長類動物的體細胞克隆。

2017年11月27日，首只體細胞克隆猴“中中”在神經(jīng)科學(xué)研究所的非人靈長類平臺誕生;12月5日，第二只克隆猴“華華”誕生。該成果標(biāo)志著中國率先開啟了以體細胞克隆猴作為實驗動物模型的新時代，并實現(xiàn)了在非人靈長類研究領(lǐng)域由國際“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。那么，這個里程碑式的轉(zhuǎn)變背后有什么故事？

孤島建猴場，條件艱苦

早在2001年，國外就擁有了轉(zhuǎn)基因猴，而當(dāng)時中國不僅沒有轉(zhuǎn)基因猴，連試管猴也未見報道。

為了完成轉(zhuǎn)基因猴項目，孫強在博士畢業(yè)后，沒有選擇去國外做博士后，而是在2004年去往西雙版納的山上養(yǎng)殖場，開展猴生殖生理和轉(zhuǎn)基因猴構(gòu)建的研究。當(dāng)時，他的妻子、孩子都在揚州，而他兩個月才能回一次家，這樣的日子維持了將近4年。

經(jīng)過近4年的努力，試管猴項目成功，但轉(zhuǎn)基因猴項目依舊前景黯淡，孫強礙于現(xiàn)實困境不得不考慮轉(zhuǎn)變研究方向。恰逢2008年，中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所所長蒲慕明提出：要開展以非人靈長類為主要模式動物的研究，并著手籌建非人靈長類研究平臺。更幸運的是，蒲慕明感受到了孫強內(nèi)心從事非人靈長類研究的強烈科研欲望，決定把建設(shè)研究平臺的重任交給他。

蒲慕明的決定意味著，我國要準(zhǔn)備攻克克隆猴技術(shù)這道領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的難題。當(dāng)時，中國的神經(jīng)科學(xué)研究剛走出一窮二白的局面，花大量經(jīng)費攻堅克隆猴技術(shù)被認(rèn)為是拿科研經(jīng)費開玩笑。不過，蒲慕明自有想法。他相信中國的神經(jīng)科學(xué)研究能領(lǐng)跑世界，而非人靈長類研究就是實現(xiàn)彎道超車的關(guān)鍵所在。

2009年，中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所順利建立了非人靈長類研究平臺，孫強擔(dān)任負(fù)責(zé)人?？紤]到從頭建設(shè)非人靈長類設(shè)施需要花費數(shù)年時間，孫強又一次選擇了一個遠離家鄉(xiāng)的地方——位于江蘇蘇州太湖中一個小島上的猴場，以實現(xiàn)盡快起步。在島上最初的交通工具是自行車和電瓶車，若要出島，研究人員必須乘坐公交經(jīng)過60站，耗費大約2小時車程，才能抵達火車站。

早期島上沒有食堂，吃飯也是需要解決的問題，研究所給每個宿舍都配備了廚房，大家輪流買菜做飯，到了節(jié)假日還組織一些集體聚餐，這樣既解決了生活上的問題，又增進了同事之間的感情。在工作中，實驗室就是全體團隊成員的家。由于比較潮濕，實驗室一樓的墻壁發(fā)黃甚至發(fā)霉，團隊便自發(fā)組織，利用空閑時間粉刷墻壁和天花板，美化家園。

2010年國慶假期的一個雨夜，在從基地返回宿舍沒有路燈的路上騎行時，孫強摔斷了鎖骨。但當(dāng)時正是實驗的關(guān)鍵節(jié)點，孫強只好懸著胳膊繼續(xù)干了一個星期。等他實驗做完再去醫(yī)治的時候，醫(yī)生發(fā)現(xiàn)摔斷的鎖骨已錯位，不得不重新切斷后再接上。

也正是這一年，22歲的劉真成為平臺招收的首名碩士研究生，師從孫強?！皝淼窖芯克螅也砰_始接觸非人靈長類研究，并在非人靈長類研究平臺逐步加深對這個領(lǐng)域的了解?！眲⒄嬲f。年輕的他不問世事，在這個偏僻的小島上一待就是8年多。

孫強認(rèn)為，他們是團隊中“最美”的人。從上島開始，獸醫(yī)們平均每月治療36只病猴;每年總共觀察母猴月經(jīng)58400次，并給每只猴子建立月經(jīng)檔案;給母猴注射超排藥物5848次……

這樣的付出是值得的，2011年，孫強率領(lǐng)的團隊成功得到了世界上首批攜帶人類自閉癥基因的猴模型;隨后，又成功開發(fā)了實驗猴成熟加速技術(shù)，將食蟹猴的繁殖周期從5年以上縮短到2.5年;他們還建立了基于分子核酸酶的基因編輯猴模型構(gòu)建技術(shù)。這些工作對整個中國的非人靈長類研究起到了推動作用。

但是，上述方法構(gòu)建的模型猴仍然存在首建動物嵌合、脫靶和遺傳背景不均一等問題。2012年，孫強毅然接下了攻克非人靈長類體細胞克隆技術(shù)的重任，試圖解決上述問題。自此，體細胞克隆猴任務(wù)正式拉開序幕。

然而，島上惡劣的自然環(huán)境依舊是個大問題，它險些讓全體人員的努力付諸東流。由于平臺的猴子平時在室溫下培養(yǎng)，每每低溫或酷暑之時，大家都提心吊膽，對猴子異常關(guān)注。2016年的一個周末，洪水泛濫，下午兩點，水位已經(jīng)十分危險，基地只能出人不能進人。神經(jīng)所每個小時都與島上的研究人員聯(lián)系，領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)心人員安全，對團隊下令：“儀器、猴子不用管了，你們趕快撤?！?/p>

對于領(lǐng)導(dǎo)懇切的命令，孫強沒有執(zhí)行。他讓女性成員全部撤離，男性成員原地待命，看顧實驗猴。幸運的是，實驗人員、儀器和猴子最終都沒有遭受實質(zhì)性損傷。正是這種國家利益大于個人利益的精神，使團隊最終取得了重大突破。

試錯5年，協(xié)同作戰(zhàn)

20多年來，體細胞克隆猴曾讓國際上多個頂級實驗室鎩羽而歸，連世界公認(rèn)的克隆專家米塔利波夫都以失敗告終。國際上一度悲觀地認(rèn)為體細胞克隆猴不可能成功。盡管如此，孫強團隊還是冒著很可能失敗或很長時間沒有成果的風(fēng)險，開始了體細胞克隆技術(shù)的攻關(guān)。體細胞克隆猴實驗做了5年，他的團隊也失敗了5年。孫強在不斷鼓勵團隊的同時，也不忘深刻反思攻關(guān)方式。

在體細胞克隆猴技術(shù)具體操作上，主要有兩大難點。第一是拿掉細胞核的時候不能抽掉周圍太多營養(yǎng)物質(zhì)，否則細胞就會停止發(fā)育。為最大限度減少對體細胞核及卵母細胞的損害，卵母細胞的去核以及將體細胞核注入卵母細胞的過程必須既快又好。但當(dāng)時的操作技術(shù)還很不完善。第二，移植到卵細胞中的是成熟的、只表達某些特定基因的體細胞細胞核，研究人員需要想辦法讓它重新變成一個未分化的全能胚胎細胞。

由于猴子細胞不透明，在顯微鏡下看不到細胞核，只有通過偏振光才能使細胞核顯示。這也意味著，研究人員必須注視著顯微鏡，在一閃一閃的偏振光下，操縱直徑10微米左右的極細針頭在細胞里吸取、注射，并盡可能減小對細胞的損傷，其難度遠大于操縱繡花針。

為了更好地對猴的卵細胞進行去核操作，劉真首先使用小鼠的卵母細胞進行常規(guī)的去核練習(xí)。當(dāng)熟練掌握去核操作后，劉真再使用廢棄的猴卵細胞進行練習(xí)，最后才用優(yōu)質(zhì)的猴卵細胞進行去核練習(xí)。而熟練掌握猴的卵母細胞核移植操作，一般需要約兩年時間。大量訓(xùn)練后，劉真最終實現(xiàn)了在10秒內(nèi)完成一次全套精準(zhǔn)操作。操作速度的提升為研究團隊打通了體細胞克隆猴實驗中的重要一關(guān)?！叭绻麤]有劉真的巧手，克隆猴可能成功不了。”這是孫強對劉真的肯定。

在核基因組啟動前，體細胞核要經(jīng)歷一個回復(fù)到早期胚胎核狀態(tài)的過程，也就是“重編程”。只有將這個過程控制好，才能提高體細胞胚胎的發(fā)育率。在嘗試各種調(diào)控方法效果均不理想后，2014年，研究團隊終于從一篇報道中找到一種新的酶處理方法，并用它將囊胚率提升到45%，優(yōu)質(zhì)胚胎率提高到29%。最終，他們用127枚卵母細胞，做出了109個重構(gòu)胚胎，對21只猴子受體進行移植，獲得6只懷孕受體。2017年，其中兩只順利出生。

為便于論文發(fā)表，蒲慕明給這兩只寶貴的克隆猴起名“中中”“華華”，意為“中華”，并迅速得到了研究團隊的一致認(rèn)可。雖然起名只有幾分鐘，但中華復(fù)興夢在大家心里已經(jīng)藏了很久。最終，相關(guān)研究論文發(fā)表在《細胞》雜志上，劉真是第一作者。

孫強在回憶這5年的艱辛歷程時感慨道，世界前沿難題的突破需要精干高效的攻關(guān)團隊?！啊就篮鲜亲屛覀兡茉谝黄鹌床年P(guān)鍵。作為‘隊長的我，必須與團隊同甘共苦，而不是發(fā)號施令的‘老板，我和大家一起生活在基地，同吃同住。對新手，我會手把手地從零開始教，讓他們快速成長?！贝蠖鄨F隊成員經(jīng)過這次大膽的探索之旅后，都成為了“身懷絕技”的頂尖人才，比如劉真，現(xiàn)在已經(jīng)是神經(jīng)科學(xué)研究所的博士生導(dǎo)師。

團隊成員共21人，大多數(shù)人并沒有光鮮奪目的背景，甚至有12人是只有大專學(xué)歷的獸醫(yī)。但孫強認(rèn)為，他們是團隊中“最美”的人。從上島開始，獸醫(yī)們平均每月治療36只病猴;每年總共觀察母猴月經(jīng)58400次，并給每只猴子建立月經(jīng)檔案;給母猴注射超排藥物5848次;由于80%孕猴分娩在晚上，他們必須輪流值夜班;由于剖腹產(chǎn)母猴不愿帶小猴，他們還得每隔兩三小時給小猴喂奶……“中中”“華華”就是由獸醫(yī)王燕接生的，她的名字也出現(xiàn)在了這篇世界馳名的論文的第三作者位置上。

其實，在團隊中，哪怕是一個電焊工，所起的作用也不可小覷。孫強說，猴子生性好動，喜歡扒籠子，猴籠經(jīng)常被損壞，但廠家維修往往要拖延個幾天，沒有電焊工及時修理，經(jīng)常會有實驗猴逃脫到野外?！坝辛穗姾腹ぃ覀兙筒挥萌靸深^滿山抓猴子了！”

正是由于大家的“協(xié)同作戰(zhàn)”，團隊在日復(fù)一日地嘗試、突破、遇挫中一點點前進，最終撥云見日，走向成功。

◎ 來源|綜合中國經(jīng)濟周刊、文匯報