陳大元：克隆大熊貓的“最后一搏”

王珊

“你看，這是頭，這是身體，這是尾巴。”83歲的陳大元指著一張老照片說。這是一張黑熊子宮剖面圖，圖上有一個正在被子宮吸收的大熊貓早期胎兒，照片鑲在一個原木色的相框里。

這是一項異種克隆實驗，胎兒的母體是一只身強體壯、有繁殖能力的黑熊，如果一切順利的話，它將產(chǎn)下一只熊貓寶寶。不過，可惜的是，胎兒最后卻安放在這四四方方的相框里了：它停止了發(fā)育，如果不仔細辨認，已經(jīng)很難看清它的模樣。

這是一項名為“異種克隆大熊貓”的項目。陳大元正是這個項目的負責人。耄耋之年的他穿著一件灰色的毛衣，戴著一副金邊眼鏡，眼睛炯炯有神。1998年，作為中國科學院動物研究所首席科學家、動物克隆與受精生物學學科帶頭人，陳大元首次正式提出克隆大熊貓，直到現(xiàn)在，已過去18年。

由于前期申請的國家項目已到期，這項當初被視為“驚人之舉”的工作曾因為經(jīng)費等問題一度暫停。如今，這個項目依靠自籌經(jīng)費的形式重新啟動，對于陳大元來說，這是一個未了的心愿。

僅靠人工授精是不夠的

陳大元是中國異種克隆大熊貓第一人。然而，進入克隆領域的時候，他已經(jīng)63歲。

陳大元對科學前沿的嗅覺極為敏感。1995 年，他就創(chuàng)建了“動物體細胞克隆”科技平臺，著手進行體細胞克隆的研究。他發(fā)現(xiàn)，用已掌握的顯微操作技術，可以做克隆。中國科學院上海生科院細胞生物學與生物化學研究所研究員李勁松告訴《中國新聞周刊》，陳大元做科研的魄力讓他很震動，動物體細胞克隆作為一個新的前沿領域，讓很多人望而卻步。

1997年，看到多利羊誕生的消息后，陳大元更堅定了他進行研究的決心。

克隆是指通過把供體細胞核移植到成熟的去核卵母細胞中進行個體“復制”所獲得的后代，其遺傳性狀與供體細胞是一致的。用未分化的胚胎細胞進行核移植，稱為胚胎細胞克隆;若用已分化的體細胞進行核移植，稱為體細胞克隆。

多利羊就是通過體細胞的方式獲得的，這是一種全新的獲得生命個體的方式，這甚至意味著以往科幻小說中獨裁狂人克隆自己的想法是完全可以實現(xiàn)的。

陳大元斜靠在椅子上，除了偶爾手上做一兩個動作外，他很少變換姿勢?！翱寺【褪菬o性繁殖?！标惔笤嬖V《中國新聞周刊》。由受精領域轉向克隆很自然，也是國際科技發(fā)展的一個潮流。

大熊貓是陳大元選中的克隆對象。他有兩個理由：一是大熊貓作為瀕危保護動物，已有的有性繁殖手段還不能完全達到擴大其種群的目的;二是他曾經(jīng)與大熊貓繁育基地合作，做過16年的大熊貓有性繁殖，對其習性和生殖規(guī)律比較了解。

1964年，北京動物園誕生了第一個人工授精繁殖的大熊貓，一時間，大熊貓的人工授精成為一種潮流。然而，由于當時技術還不很成熟，很多人對受精機理不清楚，大熊貓經(jīng)人工授精后，并沒有產(chǎn)下胎兒。以四川大熊貓基地為例，曾經(jīng)連續(xù)3年沒有一只大熊貓誕生，這種現(xiàn)象叫做“空懷”。

在人工授精過程中，取出的精子需要制成冰球冷凍保存。陳大元發(fā)現(xiàn)，冰球解凍后，很多精子都是死的，“正常的精子，在顯微鏡下，你能夠看到它們在游動，優(yōu)質(zhì)的精子都是在直線運動?！?/p>

為了幫助大熊貓生產(chǎn)，陳大元開始帶著小組在四川大熊貓基地進行大熊貓的受精機理研究。這一合作就是16年，陳大元不僅解決了人工授精中存在的各種問題，還對雌性大熊貓補充外源促性腺激素，促進其卵子成熟和發(fā)情排卵。“有6年，基地生下了7對雙胞胎，9只單胞胎?！?這是陳大元自豪的事情，也正是這幾年的經(jīng)驗讓他意識到，單純依靠這些方法來拯救大熊貓是不夠的。

“克隆會是一個很好的保護手段?！倍嗬虻恼Q生，讓陳大元看到了一絲光亮，但問題也來了。當時，大熊貓是國寶，不可能從它身上獲得卵母細胞，更不可能用它來做寄母;我國大熊貓的數(shù)量不到千只，每年也只發(fā)情一次，“進行同種克隆實驗是絕對不可能的”。

基于這些考慮，陳大元設計的方案與克隆羊的實驗有很大不同：克隆羊?qū)嶒炛泄w和受體細胞是同種的，屬同種克隆;而他設計的克隆大熊貓實驗則將取自不同種的動物細胞進行核移植，屬異種克隆。

李勁松猶記得自己當時的吃驚和擔心，當時哺乳動物異種克隆在世界上還從未有過成功的先例。不過，他們也看到，當時美國已有科學小組成功地把綿羊、豬、鼠、猴的細胞核移植到去核的牛卵細胞中。

“他對科學前沿的把握相當?shù)鼐珳?。那時，克隆大熊貓，大家都不敢想。”蘇州大學教授姜巖告訴《中國新聞周刊》，即使到現(xiàn)在，異種克隆依然是生命科學前沿的領域。

陳大元的果敢似乎傳承于他的老師、中國著名實驗胚胎學家童第周。童第周是中國克隆的先驅(qū)，早在上世紀60年代，他就在中國成功獲得了第一批具有“發(fā)育全能性”的克隆魚。

“他早就跟我們講體細胞克隆，他甚至把洋蔥的細胞放到魚卵子里去，看洋蔥細胞核能否在里面發(fā)育，非常有想法。”陳大元說。

異種克隆的三道坎

一直到現(xiàn)在，陳大元還是念念不忘異種克隆的三道坎：異種核質(zhì)能否相容，囊胚能否著床成功，胚胎能否發(fā)育?！拔覀円呀?jīng)過了兩道半，但是在胎兒發(fā)育上一直邁不過去?！标惔笤f。

陳大元的第一筆資金來自中科院生物局，數(shù)目不大，只有10萬元。這并不是一個正式的立項，“領導也是抱著讓我試試的態(tài)度，錢主要用于無菌培養(yǎng)室的修建?！标惔笤f。

第一道坎是異種核質(zhì)能否相容，即大熊貓的體細胞核放到其他動物的卵細胞里，能否發(fā)育成基本的囊胚。實驗的第一個難題是如何獲得大熊貓的體細胞。作為國寶，提取體細胞的過程只能在大熊貓死后不久，細胞活性尚未消失時進行?！叭绻谏顮顟B(tài)取材，國家是不允許的。”陳大元說。

第一批大熊貓的體細胞來自福建。當時已經(jīng)為此事焦急的陳大元突然接到了福州大熊貓研究中心打來電話。內(nèi)容簡單的像一份電報：有一只大熊貓奄奄一息，立即來取細胞樣本。“取材時，那只大熊貓剛剛咽氣幾分鐘?！标惔笤貞浀?。

在獲取了大熊貓體細胞后，陳大元和研究團隊將大熊貓體細胞的細胞核移植到去核的家兔卵母細胞中。為了進行比對，陳大元選擇了熊貓身上骨骼肌、子宮上皮、乳腺組織的體細胞。經(jīng)過實驗，他們發(fā)現(xiàn)，大熊貓的3種體細胞移植到家兔去核卵母細胞中均可以發(fā)育成囊胚，囊胚率以乳腺細胞最高，骨骼肌細胞最低。這標志著異種核質(zhì)相容的問題得到解決，異種克隆大熊貓邁過了第一道“坎”。

論文的成果發(fā)表在《中國科學》上，《自然》雜志隨即報道了這一成果，1999年，這項成果還被中國兩院院士評為中國十大科技進展之一。

第一步成功之后，需要為這些囊胚選擇一個合適的代孕“母體”。陳大元選擇了貓，貓容易掌握且生殖規(guī)律與熊貓相近。貓的懷孕時間一般為兩個月，大熊貓孕期雖然很長，但是其中有一段時間胚胎都會在輸卵管中，真正到子宮中的發(fā)育時間也不過兩個多月。另外，“兩種動物幼仔從母體生出來時都只有一巴掌大?！崩顒潘筛嬖V《中國新聞周刊》。

大熊貓很容易流產(chǎn)。陳大元想了一個辦法，在將異種囊胚移植入貓子宮里的同時，也會將貓自己的受精胚胎移植進去，以此來“誘導”貓，讓大熊貓囊胚在貓的子宮中正常發(fā)育。

最終有兩只貓懷孕了。經(jīng)過檢測，陳大元發(fā)現(xiàn)，其中一只子宮內(nèi)的六個胚胎中，有兩只遺傳物質(zhì)來自大熊貓。這標志著大熊貓克隆邁過了第二道坎——異種克隆大熊貓的囊胚能在家貓的子宮中著床。

類似的實驗，國外尚沒有先例，很多細節(jié)，都需要摳得很細。在這個過程中，陳大元經(jīng)常自己動手?！瓣愊壬氖趾芮?，他縫合的傷口讓我們嘆為觀止?！苯獛r說。

陳大元的觀察力也讓學生們佩服。做實驗前，學生都要在門外面換鞋子，陳大元會從大家鞋子擺放的姿勢和角度判斷出誰來得早，誰來得晚，然后囑咐來得早的人早點兒回去休息。

出于偶然的機會，他們獲得了與牡丹江某黑熊養(yǎng)殖場合作的機會，陳大元認為，大熊貓與黑熊的生殖規(guī)律更接近，成功的可能性會更大。

不過，黑熊實驗也很辛苦。黑熊很兇，體積龐大，脂肪也很厚，麻醉后需要四個年輕的小伙才能抬得動。實驗沒有想象得順利，李勁松記得有一次B超檢查，發(fā)現(xiàn)黑熊都懷孕了，但是隔一個月后再次檢查的時候卻沒有了。過了大概有三年的時間，終于有一只黑熊懷孕了，也可以從B超看到早期胎兒。可惜，就連這只也停止了發(fā)育。

直到現(xiàn)在，陳大元還沒有弄清楚，到底是什么原因使它停止發(fā)育了?！拔乙苍诳偨Y經(jīng)驗教訓，到底這半步差在哪里了？”陳大元的眼睛緩緩地合了一下，若有所思。

“三分之二都是反對你的”

陳大元沒有想到的是，與實驗難度一直相伴的竟會是來自整個社會的巨大關注和異議。在異種大熊貓重構胚成功發(fā)育到囊胚后，陳大元打算申請科技部攀登項目以獲得更多的支持。就在這時，媒體紛沓而至，在一天的時間里，陳大元甚至接待了20家媒體，他已經(jīng)口干舌燥，光“三道坎”的理論，他就解釋了不下數(shù)十遍。即使如此，他依然很耐心，對媒體的提問從不回避，有問即答。

與后面如潮的反對聲相比，這還不算什么?！巴米拥穆炎雍痛笮茇埖捏w細胞結合怎么可能發(fā)育呢”“用大熊貓克隆，你買得起嗎？大熊貓是無價之寶，一只多少錢……”

最大的反對聲音當來自被譽為“熊貓之父”的北大教授潘文石。從1980年起，潘文石就在臥龍和秦嶺的野地中對野生大熊貓進行野外研究，探尋大熊貓瀕臨滅絕的真正原因。他堅決反對克隆大熊貓，并認為“錢要用在刀刃上，應該把錢用在大熊貓生態(tài)研究或保護上”，且克隆大熊貓會“影響物種多樣性”。

他甚至寫了一篇文章“我為什么反對克隆大熊貓”，直指陳大元。而讓局面變得更加混亂的是，很多單位看到陳大元的成果，也躍躍欲試，準備申請項目進行大熊貓的克隆。為此，科技部專門舉辦了一次答辯會。

一位當時參與競爭的項目申請人曾經(jīng)明確表示，實驗室不具備做克隆大熊貓的能力，但是領導給予的答復是，“去了把錢弄回來，我們做別的還不行嗎？武裝我們的實驗室，做別的工作?！?/p>

答辯當天，陳大元去得很早，在門口，他遇到了當時的科技部部長徐冠華。“陳先生，你知道今天來的專家都是誰嗎？我告訴你，你不要緊張，三分之二都是反對你的?！?/p>

來的專家有二十多位，涵蓋了農(nóng)口、醫(yī)口、教育口以及中科院等五大部門的專家。陳大元很平靜，他摸了摸腦門，沖陪他來答辯的學生笑了笑，成竹在胸。

和他預料的一樣，七嘴八舌，反對聲音撲面而來。陳大元一一作答，包括經(jīng)費的如何設置以及使用，都很詳細。很多專家最后都不說話了。最后，專家投票，他獲得了科技部600萬的經(jīng)費。

也有來參加答辯的項目申請人，被在座專家問得啞口無言，有一個大學教授提出申請的經(jīng)費為8000萬，是所有提出的項目申請中最高的。

（資料圖片）如今克隆大熊貓要面對技術和經(jīng)費的雙重困難。

“8000萬怎么用？你是要買熊貓嗎？”評審的一個專家問他。申請人回答：“是的，要買幾只大熊貓，需要大量費用。”專家說：“大熊貓是國寶，是無價的。”申請人回答：“不不不……”無言以對，就離開了會場。

即使承受再多壓力，陳大元也從沒有將其轉移給他的學生?！瓣惱蠋煆膩矶己芷届o，和以往一樣樂呵呵地指導我們實驗?！睎|北農(nóng)業(yè)大學教授劉忠華告訴《中國新聞周刊》。

克隆牛第一人

陳大元的克隆工作不只是在大熊貓，他還是中國第一頭體細胞克隆牛的創(chuàng)造者，被稱為“中國體細胞克隆牛第一人”。1999年，在大熊貓工作緩慢的推進過程中，他同時開始進行克隆牛的研究。

要想做克隆牛，必須要有一個好的基地。陳大元四處尋找可以合作的養(yǎng)?；?。盡管沒有遭受克隆大熊貓那么大的壓力，但是科學界對中國是否能做出體細胞克隆動物尚有爭論。

幾經(jīng)周折，2001年，陳大元團隊將270枚克隆胚胎移植到135頭母牛的子宮里，每頭牛的子宮里移植兩枚。

2002年1月19日，中國第一頭克隆牛誕生，取名 “委委”，體重有62公斤。委委躺在篝火前，有點虛弱，它的頭部和背部有大面積的黑色花斑，身上都是血跡，有十多名值班人員一直在照顧它。

李勁松仍然記得當時的情形，當時所有待產(chǎn)的母牛都被帷帳圍著，五十多家媒體記者的相機、攝像機從帷帳的上面探出頭，對著他們。“只覺得人很多，場景很混亂”。

出生的委委一動也不愿意動，頭耷拉在脖子上，偶爾弱弱地發(fā)出一些聲音。不到一個小時，它就斷了氣。李勁松一下子慌了，他慌亂地望了陳大元一眼。

“大家沉住氣，實驗總有失敗?！标惔笤脑?，讓李勁松有了底氣，“他一直坐在那里等著，就像我們心中的定海神針。”

還好，隔了四天，剩下的小牛陸續(xù)出生，總共生了有14頭，活了5頭。到現(xiàn)在陳大元還保存著5頭小牛的合影：4頭黑白花的母牛，還有1頭全身黃燦燦的公牛。到現(xiàn)在，牛廠里還有黑白花的后代。

“我其實不緊張，第一次做，總會有成敗。沒想到居然成功了。”陳大元樂呵呵地告訴《中國新聞周刊》。

事后，分析小牛的死因，陳大元發(fā)現(xiàn)，這些牛存在先天發(fā)育不良的現(xiàn)象，體重高，體型大。這也是國外克隆動物面臨的同樣問題，體細胞是已分化的細胞，在被移入去核的卵母細胞后，遺傳物質(zhì)重編程不完全是導致克隆牛死亡的主要原因。

“我不敢說能不能成功”

克隆牛成功的經(jīng)驗，增加了陳大元對異種克隆大熊貓的信心。與此同時，世界范圍內(nèi)不少科學家開始把克隆技術用在瀕臨滅絕的哺乳動物上。

2001年，意大利科學家們從兩只死于撒丁島的雌性歐洲盤羊體內(nèi)抽取出體細胞核，再把細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)轉移到普通羊只的卵細胞里，最后誕生了一只雌性歐洲盤羊。

這是異種克隆成功的先例。“歐洲盤羊和普通的羊是兩個種屬，但是生理構成依然很接近?！崩顒潘筛嬖V《中國新聞周刊》，相比于這些成功的案例，陳大元的異種克隆大熊貓的難度更大。

2005年經(jīng)費用完之后，已經(jīng)72歲的陳大元無法再申請經(jīng)費，項目也因此停了。但陳大元的研究工作并未止步，2012年起，他甚至把國家自然科學獎的獎金和中國科學院給他的100萬元獎金也用在培養(yǎng)博士生和大熊貓克隆工作上。

事實上，因為被延聘和返聘了好幾次，80歲的時候，陳大元才從動物所真正退休，當時的中科院院長路甬祥特批他繼續(xù)工作：“陳先生退了，關于受精和克隆的工作沒有人主持。”陳大元自己也不舍得放下異種克隆大熊貓研究。

按照計劃，2016年一開春，陳大元要去福建一趟。他要與福州大熊貓研究中心合作繼續(xù)異種克隆大熊貓的實驗。

黑熊作為代孕母體的昂貴費用，他們已經(jīng)負擔不起。陳大元繼續(xù)選擇貓來做實驗。冬末春初是貓發(fā)情的季節(jié)，也是進行實驗的好時機。陳大元要趁這個時候，將大熊貓異種克隆胚胎移入貓的子宮里。

“如果，最后做不成功會怎樣？”很多人都會問陳大元這樣一個問題。

“那起碼能告訴后人，以后不要走彎路，若是問題出在科技水平上，只好讓后人再用高科技來解決?！标惔笤f。

盡管很多人認為這是他最后一搏，但他的回答一如往日的嚴謹。“能不能生出來，我不敢說，生下來能不能活，我也不敢說?！?