受精11天后，人類胚胎中的細胞開始分化并自組織。圖片來源：Zernicka-Goetz Laboratory

現在是重新定義人類胚胎的時候了。研究表明，人類干細胞可以生成類似胚胎的結構——胚胎模型，以重現早期胚胎發育的一些特征。但此類研究存在倫理困境，因為這些模型不符合胚胎的定義，不在胚胎研究法規覆蓋的范圍內。

因此，一些研究人員建議，實驗室培養的有可能發育成胎兒的結構應該被定義為胚胎并加以管理。

在8月17日發表于《細胞》的一篇論文中，奧地利維也納分子生物技術研究所的Nicolas Rivron和同事提出一個人類胚胎的新定義，其中包括胚胎模型，前提是它們具有發育成胎兒的潛力。

美國耶魯大學干細胞研究者Berna Sozen說，重新定義胚胎是及時的，“這不僅可以更好地反映目前的知識，而且可以為科學界內部更準確、更包容的討論鋪平道路”。

胚胎模型是胚胎干細胞的集群，以類似早期胚胎發育的方式進行分化。它們也能由誘導性多能干細胞生成——成熟細胞被重新編程為類似干細胞的狀態。胚胎模型還包括子宮內的祖細胞，如形成卵黃囊的胚胎外細胞和產生胎盤的滋養層干細胞。這些其他類型的細胞也可由胚胎干細胞生成。

一些研究人員正在使用胚胎模型研究胚胎發育。目前，科學家遵循國際干細胞研究協會建議的“14天準則”，即從受精之日起計算，研究者在體外培養人類胚胎的時間不得超過14天。這限制了對后期發育階段的研究，盡管它可以幫助研究人員了解流產和發育缺陷的原因。

去年，英國和以色列的研究人員報告了小鼠胚胎模型，該模型可以在受精8.5天后發育到相當于胚胎的階段。該胚胎模型有一個身體軸和新生的頭部、四肢和心臟。人類胚胎模型還沒有走到這一步，但今年兩個小組報告了體外培養到相同階段的人類胚胎模型，即受精后13天至14天。

“很明顯，科學進步正在縮小胚胎模型和胚胎之間的生物學、倫理和法律差距。”Rivron和同事在論文中寫道，“未來胚胎模型可能會越過一個臨界點，在我們看來，在臨界點之后，其與胚胎的大多數倫理區別將消失。”

去年4月發表的一項研究顯示，由猴子的胚胎干細胞和其他類型細胞制成的胚狀體植入猴子體內可以誘導懷孕——盡管懷孕后都流產了。“我們可以預見，最完整的胚胎模型將在某一時刻轉變為胚胎，從而形成個體。”Rivron說。

各國對胚胎的法律定義不相同，但一般是指通過卵子受精或通過克隆而產生的胚胎。論文作者之一、西班牙龐培法布拉大學發育生物學家Alfonso Martinez Arias說，目前還沒有一個關于胚胎模型的定義。

Rivron、Martinez Arias和其他論文作者認為，胚胎模型能否生長至胎兒階段，是決定其道德和倫理地位的關鍵。研究人員建議將胚胎定義為“一組由實現胚外和子宮功能的元素支持的人類細胞，它們結合在一起，有可能形成胎兒……不管它們是如何形成的”。

英國紐卡斯爾大學研究生殖醫學的Alison Murdoch說，在英國獨立監管機構——人類受精與胚胎學管理局計劃對胚胎研究法規進行的審查中，該提議“將是至關重要的”。

但是Sozen強調，“目前的人類胚胎模型還沒有接近這個臨界點”。以色列魏茨曼科學研究所干細胞生物學家Jacob Hanna認為，對于這個領域來說，正式確定這些區別可能還為時過早。

“胚胎模型處于非常初級的階段。”他說，“在如此早期的階段試圖作出改變，可能會產生不必要或誤導性的結果，這些問題以后很難解決。”

Rivron說：“目前，整合胚胎模型的形成需要使用原初細胞，這些細胞會迅速積累遺傳異常，而且異常程度太高，無法形成胎兒。”但他補充說，“我們需要提前考慮消除這些技術障礙的可能性。”

Martinez Arias說，什么是真正的胚胎模型也需要仔細考慮，胚胎模型不是簡單的細胞或組織培養。否則，“會讓科學家和公眾感到困惑”。

（原標題《科學家呼吁改變胚胎定義 有可能發育成胎兒的結構應納入其中并加以管理》）

相關論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.028