“多莉”绵羊诞生10年后,科学家逐渐认识到克隆终究不可能如此完善地复制生命——

10年前7月的一个夜晚,一只独特血统的小羊——“多莉”——出生在爱丁堡以南数英里以外的一个狭小窝棚里。从外表看,“多莉”与数千只在夏季出生的其他绵羊并无两样。然而不久,世人就确认“多莉”与众不同。它是从一只成年母羊身上取得的一个乳腺细胞克隆而成的,这一事实推翻了科学家们长期固守的教条,即认为这类事情在生物学上是不可能的。“多莉”羊的诞生在全世界的实验室里掀起了一场重复这一重大突破的竞赛,同时也引起了人们对人的克隆的恐慌,虽然这还遥遥无期。

10年后,科学家才开始了解“多莉”是多么的不同。自这只小羊羔问世后,已有数十种动物相继被克隆出来——鼠、猫、奶牛、猪、马以及最近的狗——然而越来越清楚的是,所有这些克隆动物都在不同的方面存在缺陷。

把克隆想像为犹如对原件一样完美无瑕的复印本——直至每根毛发和脾气都一模一样确是很令人神往的。然而,现实情况却是遗传复制出的动物存有不同程度的隐患。人们付出了数千美元去克隆一只宠物猫,结果却会惊奇地发现,他们得到的克隆猫其外观和行为没有一点与他们的宠物猫相像——皮毛发的颜色不同,对其主人的态度也迥然不同。

这些仅是明显差别。克隆不仅要有时间来与其原型分离——“多莉”是6年——而且它们还是一种非自然的分子机制的产物,不利于生成完全相同的复制品。实际上,科学家现在发现,这种过程在克隆体的基因组中会埋藏有微小的缺陷。科学家们对创造“多莉”的程序的内在机理了解得越多,他们对“多莉”竟能存活下来就越加感到惊异。

领导创造“多莉”研究小组的胚胎学家伊恩 · 维尔穆特(Ian Wilmut)说:“我们仍然对克隆的成功感到吃惊。”此后10年中15种哺乳动物克隆的效果都不及“多莉”羊诞生时的好:仅有2%~5%的卵从克隆体最后发育成动物存活下来。有一个克隆生物诞生,就有数百个其他克隆动物在最初几天或数周后夭折,这些不幸者由于发育缺陷过于严重的无法存活。

克隆生物在整个克隆过程中都是脆弱易受伤害的,从它们在培养器中最初几天到在子宫孕育最后阶段乃至出生后的几周内都是如此(相比之下,以体外授精方式生成的胚胎虽然它们开始也在培养器中培育,但是因在子宫内度过第一个月却要安全稳妥得多)。实际上“多莉”是277例克隆尝试的唯一幸存者。从事克隆研究的科学家喜欢说的那样克隆,其实是特例,而非普遍规律。

很难充分弄清楚为什么。哺乳类动物的克隆至少涉及3个动物、数百个卵子和数百个更成熟的细胞,而非简单一个精子的复杂过程。最主要的挑战是中止一个成年细胞的发育——如同所有细胞一样,成年细胞在其DNA中含有整个生物体的遗传蓝图——已经编程好或“分化”成一类细胞(皮肤、骨骼或神经细胞)而非另类细胞。无论如何,科学家必须设法把这个充分发育的细胞重新设定其遗传生物钟,以便能像一个胚胎一样开始其新的生命。

实现这个目标的过程称为核转移。第一步是从卵子中除去细胞核,再以一个成年细胞(“多莉”是用母羊的一个乳腺细胞)的核取而代之。这两种细胞成份通过融合后以化学方法激活以诱导这个杂交细胞似胚胎一样地进行分裂。匆庸置疑,这个过程并非总是进行得很好的。维尔穆特坦言:“我称其为巧合。即便你尽最大可能采用前后一贯的方法,你仍可能获得某些带有严重缺陷的克隆体,以及某些只有较小缺陷的克隆体。

纵观大多数迄今克隆的物种,最常见的缺陷是一种称为大块头新生儿综合症的状态。这些克隆生物出生时的个体较正常的个体大,而且在几周内伴有呼吸困难。大多数代孕母亲都经历延长的妊娠期而且分娩时困难、迟缓,这可能与胎盘肿胀有关。维尔穆特克隆的有些绵羊生出时体壁就不完整,腹部周围的肌肉和皮肤没有很好接合。其他科学家还报道,克隆的生物出现肾和脑功能异常,以及心脏发育不正常等状况。

就克隆未来前景而言,问题仅限于克隆生物本身而没有传给后代,似乎是个好消息。当克隆生物与普通动物交配时,它们的后代是精子和卵子自然融合的产物,而非来自一个成熟细胞的再编程,这样可以消除克隆生物体内的任何再编程错误,这可以从“多莉”羊生育了5只健康小羊羔得到证明。克隆奶牛、猪和鼠也都孕育有正常后代的记载。但是当克隆生物与其他克隆生物交配时,所有的赌注都没有把握了。如以这种方式生成的鼠都显示会逐代地积累异常现象。

科学家认为,再编程中出现的大多数错误可以追溯到称为DNA甲基化的过程。在正常的发育期间,甲基团分子以精确定时的模式将自身附着到DNA上,从而调控哪些基因在哪些时段表达。然而在克隆期间,这种模式却并非总是确切地以同样的方法再现。这有点儿像把小说中所有的词语取出来混杂在一起,然后试图再次形成原书,使句子,页码和章节恢复其正确的顺序。这样出现100%准确无误的机率是微乎其微的,由此可以解释克隆为何如此低效的原因。麻省理工学院遗传学家鲁道夫 · 贾因尼斯(Rudolf Jaenisch)估计,克隆动物基因组中4%~5%的基因表达失准,可能就由于错误的甲基化。他说:“你若重新编程,势必会影响整个基因组。由此我认为,克隆动物不可能是正常的。它们可能接近正常,但实际上并不正常。”

哺乳动物身体有惊人的包容性,往往能补偿细微的编程失误。这就是为何克隆生物体内的某些遗传变化并未在动物身上产生可观测到的功能影响的缘由。

“多莉”似乎就是其中幸运儿之一,它仅表现出两个不寻常起源的迹象:一个是早期就患关节炎;另一个是其细胞的端粒体缩短。端粒是位于染色体末端的DNA小块,具有记载细胞年龄的生物钟的作用。一般说来,端粒越短,细胞越老。“多莉”是6岁母羊克隆的产物,其细胞端粒的长度要比小羊羔的端粒更接近其生物学上母亲的端粒。虽然如此,我们仍不知缩短了的端粒是否会缩短其寿命。2003年,维尔穆特及其研究小组决定在“多莉”因病毒感染患肺部肿瘤后使它处于休眠状态——活组织检测显示“多莉”的身体正常。

但克隆生物有缺陷的事实支持了科学家反对人类克隆的论点。例如,贾因尼斯根据他对重新编程导致缺陷的研究,认为人类克隆的问题不值一提。他说:“我认为我们无法保障克隆安全。这不是技术问题,而是一道生物学屏障。正常胚胎的甲基化模式无法丝毫不差地在克隆过程中再现。”

不过贾因尼斯和维尔穆特都看好克隆在治疗人类疾病上的作用,或许有一天会克服某些人类最难以驾驭的疾病。维尔穆特和其他科学家已创造出经遗传工程改造的奶牛、绵羊和猪的细胞,用以产生特别有益人体的蛋白质,然后克隆这些细胞以便产生能够在它们的乳液中制造大量靶标蛋白质的活体动物。以这种方法产生安全可靠、可用于患者的治疗性蛋白质可能还需10年以上的时间,而且成功与否还没有保证。但正如维尔穆特所言,10年之前,也没有人会认为“多莉”可能会创造历史。