在实验室的培养皿中，一团看似普通的细胞正在悄然发生着令人震撼的变化。这些经过重新编程的干细胞正在自发组织成类似人类胚胎的结构体，无需精子和卵子的参与。这项被称为’胚胎模型’的前沿技术正以惊人的速度发展，同时也将科学界推向了一个前所未有的伦理和监管困境。
加州理工学院生物与生物工程学教授玛格达莱娜·泽尔尼卡-戈茨的实验室在2023年宣布了一项世界性突破：他们成功培养出了类似14天龄人类胚胎的结构体。几乎同期，以色列魏茨曼科学研究所的雅各布·汉纳教授团队更进一步，利用皮肤细胞创造出包含胚胎发育所需全部关键细胞类型的模型，包括胎盘前体细胞。
监管框架面临重大挑战
这些突破性进展让全球监管机构措手不及。加州大学洛杉矶分校分子细胞与发育生物学教授阿曼达·克拉克坦言：’我们从未预料到科学会如此快速地发展。这令人难以置信，该领域的发展速度具有变革性。’作为国际干细胞研究学会胚胎模型工作组的联合主席，克拉克正在努力为这一快速发展的领域建立全球性的监管框架。
目前，各国对胚胎模型的监管态度差异巨大。澳大利亚采取了最严格的做法，将胚胎模型纳入人类胚胎监管框架，要求研究需要特殊许可。荷兰在2023年提议将’非传统胚胎’与真实人类胚胎同等对待，该提案仍在讨论中。英国则在2024年发布了自愿性行为准则，日本也出台了新的指导原则。
相比之下，美国缺乏专门的法律框架，研究提案由各个机构和资助机构单独考虑。美国国立卫生研究院在2021年表示将逐案考虑胚胎模型研究的公共资助申请，并监测相关发展以了解这些模型的能力。
图灵测试：界定真实与模拟的边界
面对技术的快速发展，科学家们提出了两个关键的’图灵测试’来评估胚胎模型何时可能与真实胚胎具有相同功能。第一个测试衡量模型是否能够持续稳定地产生并像正常胚胎一样发育。第二个测试评估动物干细胞胚胎模型——特别是与人类最接近的猴子——在移植到代孕动物子宫后是否显示出形成活体和可育动物的潜力。
这种评估标准的提出并非纸上谈兵。2023年，中国研究人员利用猕猴干细胞创造出胚胎模型，当植入代孕猴子体内时引发了早期妊娠迹象。这一进展表明，理论上人类胚胎模型也可能达到类似的发育潜力。
本月早些时候，弗朗西斯·克里克研究所在伦敦皇家学会夏季科学展上展出了一个人类胚胎模型的3D打印复制品。复制品比实际胚胎模型大约500倍，实际胚胎模型为0.3毫米。斯蒂芬·波文
弗朗西斯·克里克研究所发育模型实验室组长娜奥米·莫里斯强调了建立这些评估标准的重要性：’这些结构目前显然不是胚胎，它们没有胚胎的相同能力。但我们如何提前知道我们正在接近那个阶段呢？’
伦敦弗朗西斯·克里克研究所的研究员Naomi Moris开发的人类胚胎模型的图像，是用一种称为扫描电子显微镜的技术拍摄的，该技术显示了三维的细胞簇。娜奥米·莫里斯
科学价值与伦理底线的平衡
支持者认为，胚胎模型为研究稀缺且珍贵的人类胚胎提供了更具伦理性的替代方案。这些模型有潜力在实验室中大规模生产，用于筛选药物对胚胎的毒性作用——这一应用意义重大，因为孕妇往往因安全考虑被排除在药物试验之外。
然而，这项技术用于创造生命的潜力也引起了生物伦理学家的担忧。克拉克和其同事在6月发表的论文中警告：’目前有商业和其他团体提出在体外构建胚胎，并结合不同的生物工程方法使这种实体具有生存能力的可能性。’
由重编程干细胞产生的类似人类胚胎的结构。未来的身体细胞呈绿色，羊膜呈粉红色，形成于两侧，由羊膜腔隔开。Weatherbee和Gantner/Zernicka-Goetz实验室
研究团队明确表示，目前将基于干细胞的胚胎模型培养至具有生存能力被认为是不安全和不道德的，不应被追求。国际干细胞研究学会即将发布的更新指导原则将设定两条红线：禁止将人类胚胎模型转移到人类或动物子宫中，以及建议科学家不要使用人类胚胎模型追求体外发生——即通过人工子宫在人体外发育胚胎。
2023年9月7日，以色列雷霍沃特的魏茨曼科学研究所，科学家们正在研究以色列科学家创建的早期人类胚胎模型。阿米尔·科恩/路透社
德州大学西南分校分子生物学系副教授吴军解释了研究人员面临的微妙平衡：’为了解开人类胚胎的奥秘，模型必须足够接近胚胎以提供真正的洞察，但它们又不能过于接近，以免被视为具有生存能力。’
揭开生命早期发育的神秘面纱
这项研究的科学价值不容忽视。泽尔尼卡-戈茨指出，在胚胎植入子宫内膜这一关键阶段，许多流产都会发生。由于大多数司法管辖区禁止对超过14天的人类胚胎进行实验室研究，而流产组织研究也因为很少有手术在胚胎发育第2-4周期间进行而受到限制，胚胎模型为研究这一关键发育窗口提供了独特机会。
克拉克强调了这一研究领域的重要性：’植入过程是一个巨大的黑匣子。一旦胚胎植入子宫，我们对其发育了解甚少。如果我们无法研究它，我们就不知道我们错过了什么。’
随着技术的不断进步，科学界面临的挑战是如何在推进有价值的基础研究与防止技术滥用之间找到平衡。这场关于胚胎模型的全球辩论，实际上反映了人类社会在面对颠覆性生物技术时的根本困境：如何在不阻碍科学进步的前提下，维护人类尊严和伦理底线。