从多莉羊到半克隆，国产技术如何为生命科学按下“快进键”？

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1996年7月5日，一只名叫多莉的小羊在英国诞生，轰动了全世界，让克隆走入大众视野。可早衰、体弱等难题始终制约传统克隆发展。如今，中国原创的半克隆技术为生命科学提供全新解题思路。它不仅赋能遗传病防控、药物研发与生物育种，更向胚胎发育机制和物种演化规律发起深度探索。本期《全民健康大讲堂》邀请中国科学院院士、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员、上海交通大学医学院研究员李劲松，聊聊半克隆技术能为我们改变什么？

中国科学院院士、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员、上海交通大学医学院研究员李劲松（左）参与“全民健康大讲堂”节目直播

从多莉羊的遗憾到“半克隆”的突围

多莉的出现，让普通人第一次听说了“克隆”这个词。但在聚光灯下，多莉的命运并不完美，它的早衰和健康问题，引发了全球对克隆技术安全性的深刻反思。

李劲松用了一个非常形象的比喻来解释克隆的核心原理：“我们每个人都是从一个受精卵来的。受精卵就像山顶的一个小球，它只能自上而下地滚动发育分化。而多莉证明了一件事——分化的细胞可以往回走，逆转变成一个全新的生命体。”

通俗地说，传统克隆就是把一个已经“定型”的成年细胞，通过技术手段“时光倒流”，让它重新变回胚胎状态，再发育成一个完整的个体。

但传统克隆有一个先天缺陷。李劲松谈及一项外国实验：连续用克隆技术繁殖小鼠，一代接一代。前25代一切正常，但到了第26代，克隆效率突然急剧下降；做到第58代时，所有克隆个体都死亡了。原因很简单，克隆是“无性繁殖”，基因组在不断的复制中会积累突变，就像复印机反复复印同一张纸，画面会越来越模糊。而有性繁殖则能通过基因重组不断“刷新”基因组，这也是为什么人类可以世代延续。

那么，“半克隆”又是什么？

如果说传统克隆是“完整复印”一个生命，半克隆技术则像是“智能编辑和重组”。

李劲松团队在2012年开创了一项革命性技术：他们把精子——这种在体外无法培养、也无法进行基因编辑的细胞——通过克隆的方式变成了一种可以在培养皿中无限增殖的“类精子干细胞”。

打个比方：天然精子就像一颗一次性的“种子”，种下去就没了；而“类精子干细胞”则是一盒可以无限繁殖的“种子库”，你可以在播种之前先对种子进行各种“改造”——添加、删除或修改特定的基因，然后再用它去“播种”，生出你想要的小鼠。

这项技术被命名为“半克隆技术”，因为用这种方式生出的小鼠，一半的基因组来自同一个被“克隆扩增”的精子。2012年，这项成果入选“中国科学十大进展”。

中国科学院院士、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员、上海交通大学医学院研究员李劲松讲解半克隆

从实验室到生活：半克隆技术离我们有多远？

听到这里，你可能会想：这些实验室里的“小鼠故事”，跟我的生活有什么关系？关系比你想象的要大得多。

中国有超过2000万罕见病患者，很多家庭为了确诊一个罕见病，往往要辗转多年、花费数十万元。为什么罕见病这么难治？一个关键原因是，我们缺少能够模拟这些疾病的动物模型。李劲松举了一个例子：有一种叫“歌舞伎综合征”的罕见病，患者有特定的面容和发育异常。有一次，医生遇到一个患者，表现和歌舞伎综合征完全一样，但已知的致病基因在这个患者身上却是正常的。后来发现，问题出在另一个从未被报道过的基因RBM42上。

怎么确定这个新基因就是“元凶”？李劲松团队用半克隆技术快速构建了携带这个基因突变的小鼠模型，小鼠完美再现了患者的症状，从而确认了这个基因与疾病的关系。确认之后，医生就可以通过第三代试管婴儿技术筛选不携带该突变的胚胎，从源头上阻断疾病传递给下一代。

目前，团队已经利用半克隆技术构建了牙本质发育不全、神经管发育畸形等多种疾病的动物模型。

半克隆技术还能用在药物研发上。一款新药从研发到上市，平均需要10到15年，耗资超过10亿美元。其中很大一部分时间和成本，花在了动物实验阶段——因为传统的基因改造动物模型构建周期长、成本高、成功率低。

半克隆技术可以大大缩短这一过程。2024年，李劲松团队与李逸平团队合作，成功开发了斑马鱼半克隆技术，成功率最高达到30%。更厉害的是，这项技术可以一步到位获得基因纯合的斑马鱼，两三个月就能完成过去半年到一年的工作。

“我们相当于给新药研发按下了一个‘快进键’。”李劲松说。

2017年，李劲松提出了一个雄心勃勃的计划——基因组标签计划（GTP），被称为生命科学研究的“北斗导航系统”。

这是什么意思呢？人体内有大约2万多个编码蛋白质的基因。要研究某个蛋白质，传统方法需要为它“量身定做”一个抗体——就像你要找一个人，每次都要专门为他设计一套寻找方案。而基因组标签计划的做法是：给每一个蛋白质都装上同一个“标签”，然后用同一个标准化的“信号”去追踪所有蛋白质——它在哪儿、和谁在一起、在干什么。

“如果我们把2万多个蛋白质的功能都搞清楚，就相当于给生命描绘了一本百科全书。”李劲松说。

最后，关于克隆技术，有三个常见的误区需要澄清：

第一，克隆不是“克隆人”。世界各国法律都严令禁止克隆人。中国的刑法也明确规定了非法植入基因编辑、克隆胚胎罪。半克隆技术目前只用于动物模型研究和基础科研，绝不涉及人类生殖性克隆。

第二，克隆不能“定制婴儿”。基因编辑人类胚胎并植入体内，在中国是明令禁止的。我们对大多数基因的功能了解还很有限，贸然编辑可能带来不可预知的后果。

第三，宠物克隆不等于“死而复生”。克隆出来的宠物在基因上和原来的宠物一样，但性格、记忆、习惯都是在后天环境中形成的，不可能通过克隆“复制”过来。“它外形上一样，你仿佛见到了曾经的它，但性格是不是一样，要看你怎么养它。”李劲松说。

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澎湃新闻记者 许珈