想象一下，在豬的胚胎里，“長”出了一個由人類細胞主導、能夠自主跳動的心臟？這并非科幻，而是中國科學家剛剛在頂級期刊Nature上發(fā)表的突破性成果！這項“人獸嵌合體”技術為未來解決器官短缺難題帶來了新思路，但也伴隨著巨大的科學挑戰(zhàn)和倫理拷問。

核心突破：豬胚胎內孕育“人類心臟”雛形

來自中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院等機構的研究團隊，利用先進的“人獸嵌合體”技術，首次成功地在發(fā)育中的豬胚胎內培育出了含有大量人類心臟細胞的“微型心臟”。這項研究榮登Nature首頁，引發(fā)全球關注。

研究人員首先通過基因編輯技術，精準“敲除”了豬胚胎中負責形成心臟的關鍵基因，使其自身無法正常發(fā)育心臟。隨后，在胚胎發(fā)育的早期階段（桑椹胚期），將人類多能干細胞注入其中。這些人類干細胞仿佛得到了指令，在豬胚胎提供的“微環(huán)境”中，定向分化、增殖，最終形成了目標器官——心臟組織的雛形。

本次是首次實現在豬胚胎中培育人類心臟，嵌合胚胎最終存活了21天。在這個階段，這顆在豬體內培育的“人類心臟”已長至指尖大小，與同階段人類胎兒心臟尺寸相當，并且觀察到了自主跳動！這一功能性的表現，是技術成功的重要標志。

為了精確追蹤人類細胞的去向和貢獻，研究團隊對注入的人類干細胞進行了熒光標記。在特定光源下，這些人類來源的心臟細胞清晰可見，發(fā)出光芒，為研究提供了直觀證據。

挑戰(zhàn)浮現：嵌合之困與存活瓶頸

盡管取得了里程碑式的突破，挑戰(zhàn)也隨之而來。

胚胎僅存活21天。研究負責人賴良學研究員分析指出，原因可能在于人類細胞的植入干擾甚至“破壞”了豬心臟本應承擔的功能。不同物種細胞在協同發(fā)育上存在天然壁壘。

此次研究尚未詳細公布心臟組織內人類細胞與豬細胞的具體占比。這一關鍵數據的缺失，引起了國際同行的謹慎關注。斯坦福大學干細胞生物學家Hiromitsu Nakauchi強調，必須通過更深入的數據分析（如單細胞測序）確認這些“發(fā)光”細胞確系人類來源且功能正常，結論才能完全站穩(wěn)腳跟。

技術積淀：從“人腎”到“人心”的進階

實際上，該研究團隊在“豬體培育人類器官”領域已非首次突破。此前，他們已成功利用相同技術在豬胚胎中培育出早期人類腎臟組織（研究發(fā)表于Cell子刊），相關胚胎存活時間更長，達28天（圖1）。

圖1 豬胚胎中培育出早期人類腎臟組織的實驗

在腎臟研究中，團隊進行了詳盡的細胞分析，結果顯示培育出的腎臟組織中，約65%由人類細胞構成，其余約35%仍為豬細胞。這證明了在豬體內生成以人類細胞為主的功能性器官具有可行性。

研究者選擇豬作為“生物反應器”，主要基于其器官大小、解剖結構及生理功能與人類高度相似，是理想的潛在供體物種。團隊表示：“我們的系列研究證明，在豬體內生成功能性人類器官是完全有可能的。”

臨床應用：道阻且長，兩大壁壘亟待攻克

推動此項技術走向臨床，解決全球性器官短缺危機的愿景固然美好，但前路布滿荊棘。

無論是此前65%人類細胞的腎臟，還是本次未公布比例的心臟，都面臨一個核心難題——器官并非100%由人類細胞構成。殘留的豬細胞，如同“異己分子”，一旦移植回人體，必然引發(fā)強烈的免疫排斥反應。東京科學研究所干細胞科學家Hideki Masaki明確指出：“用于移植的心臟，必須確保完全由人類細胞構成，否則排異問題無法根除。”如何引導人類干細胞占據絕對主導，甚至完全替代豬細胞，是技術突破的關鍵。

不僅如此，“人獸嵌合體”技術引發(fā)的倫理爭議更為深遠復雜。

在此前的腎臟研究中已觀察到，注入的人類干細胞并未被嚴格限制在目標器官（腎臟）內發(fā)育。在胚胎的大腦、脊髓、肝臟甚至心臟中，都檢測到了零星帶有人類抗原的細胞（如神經細胞）。這意味著人類細胞對非目標器官產生了“非預期影響”。

研究團隊坦承，若此類嵌合胚胎發(fā)育足月并出生，人類細胞對其大腦發(fā)育、生殖系統乃至潛在認知能力可能產生的影響，將觸及倫理底線，引發(fā)巨大的社會和哲學爭議。這也是目前國際通行準則嚴格限制此類胚胎發(fā)育超過早期階段（通常14~28天）的核心原因。

曙光初現，長路漫漫

在豬胚胎內培育出具有功能的人類心臟組織，無疑是再生醫(yī)學和器官移植領域的重大進步，展示了“人獸嵌合體”技術在制造移植器官方面的驚人潛力。

然而，從實驗室的“跳動雛形”到真正可供移植的、安全有效的“人類器官”，科學家們還需翻越“細胞純凈度”和“倫理安全性”這兩座難以逾越的高山。相比于已在臨床進行初步探索的（豬器官直接移植到人體）異種移植，“嵌合器官”通向臨床應用的道路，注定更加漫長且充滿挑戰(zhàn)。科學探索永不止步，倫理邊界的討論也需同步深入，共同為未來可能的技術應用鋪就負責任的基石。

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09106-8