克隆(clone)一词源于希腊语的“klōn”（嫩枝）[1]，其遗传学的定义为不同的个体含有相同的DNA或基因组。克隆可以是自然克隆，例如由无性生殖或是由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体(如同卵双胞胎)。克隆一词有两方面的含义，一方面是指一个遗传背景完全一致的群体，另一方面的含义则指克隆的过程。“克隆”在生物的分子、细胞、个体三个不同的层次上有不同的含义。在生物学实验室中，克隆是经常被用来产生大量的各种各样的应用于实验中的遗传物质，包括基因的克隆、细菌的克隆、细胞的大量无性繁殖等等，以满足各种研究的需要[2]。

自1997年通过克隆技术产生了“多莉羊”以来，对生物界引起了具有里程碑意义的变化，同时“一石激起千层浪”，宗教界、法学界、哲学家、社会学家等对克隆技术派生出治疗性克隆和生殖性克隆产生强烈反响和涉及伦理问题的争议[3]。

1.克隆技术发展的历程碑

引起伦理之争的克隆是指科学家通过有意识的设计来产生的完全一样的生物复制体。也就是说是利用生物技术手段，由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程，是无性繁殖产生后代个体的过程，在实验室培育出一个在遗传上与亲本个体完全一样的多细胞生物[4]。

1.1克隆的羊“多莉”培育成功

克隆引发人们的兴趣，源于1997年2月英国罗斯林研究所维尔穆特博士小组公布了由体细胞克隆的羊“多莉”培育成功。在这项研究中伊恩·维尔穆特及其领导的小组从一只雌性的芬兰多塞特白面绵羊的乳腺细胞中取出细胞核，移植到一个去核的苏格兰黑脸羊的卵细胞中，经体外诱导使之发育为囊胚，最后又接种到一只苏格兰黑脸羊的子宫中。胚胎细胞进一步分化和发育，最终于1996年7月5日诞生了一只小绵羊--多莉[5]。

多莉的诞生是发生在生物界中的一个里程碑的事件，因为它是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨大进展意味着：在理论上证明了，同植物细胞一样，分化了的动物细胞核仍具备发育成个体的全能性；在实践上证明了，利用体细胞进行动物克隆的技术是可行的，将有无数相同的细胞可用于作为供体进行核移植，并且在与卵细胞相融合前可对这些供体细胞进行一系列复杂的遗传操作，从而为大规模复制动物优良品种和生产转基因动物提供了有效方法[6]。

1.2体细胞核具有发育的全能性

克隆羊与以往的胚胎移植培养不同，维尔穆特从6岁母羊乳腺细胞建立的细胞系培育出世界上第一只用成体细胞发育成的哺乳动物，具有深远的意义。

第一、多莉的诞生证明高度分化成熟的哺乳动物乳腺细胞，仍具有全能性，还能像胚胎细胞一样完整地保存遗传信息，这些遗传信息在母体发育过程中并没有发生不可回复的改变，还能完全恢复到早期胚胎细胞状态。最终仍能发育成与核供体成体完全相同的个体。以往的遗传学认为，哺乳动物体细胞的功能是高度分化了的，不可能重新发育成新个体。与这一理论相反，多莉终于被克隆出来了。

第二、成功地找到了供体核与受体卵细胞质更加相容的方法。过去对高度分化细胞的核移植不能成功的原因，是供体核与受体卵细胞周期的不兼容性，因而发生染色体异常、细胞核可能发生额外的DNA复制和早熟染色体聚合成非整倍体或者发生异常。克隆多莉的实验解决了高度分化了的体细胞核移植成功的关键性技术[7]。

第三、以往用于基因移植的方法比较原始的，仅能插入一个基因并且很不精确。而克隆多莉方法可使移植的细胞在成为核供体之前诱发精确的遗传变化，又能精确地植入基因。然后选择技术帮助准确地挑选出那些产生令人满意变化的母细胞来作为核供体，这样就能用同一个体的许多细胞繁殖出遗传表现完全相同的动物个体。这就为一种生殖性克隆奠定了基础。

1.3生殖性克隆与治疗性克隆

生殖性克隆就是以产生新个体为目的的克隆。目的是产生一个独立生存的个体。于此相对的是治疗性克隆，治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核转移到去核卵母细胞中形成重组胚，把重组胚在体外培养成囊胚，然后从囊胚内分离出胚胎干细胞，获得的胚胎干细胞使之定向分化为所需的特定细胞类型(如神经细胞，肌肉细胞和血细胞），以用于替代那些因缺血、炎症等死亡的细胞。这种方法的最终目的是用于干细胞治疗，而非得到克隆的个体。运用克隆技术获得人体早期胚胎，但目的不是将胚胎培育成人，而是为了提取全能型的胚胎干细胞，然后在合适的条件下，使其发育成为人体某一个可用于医疗的目的的器官，包括大脑、肌肉、血液和神经等[8]。

1.4克隆技术不断完善以逐渐满足伦理学的要求

早期，无论生殖性克隆还是治疗性克隆，其都涉及到了细胞核移植技术，都涉及到了从志愿者体内获得卵子，以及核卵融合后的胚胎。尽管细胞核转移技术取得了突破，但融合后的卵细胞培育的失败率却极高，即使培育成胚胎，许多都存在先天缺陷或者出生后早亡。

由于核移植技术成功率非常低，这就需要大量的卵母细胞。还有，从女性身体中直接从女性体内取卵母细胞在各个国家法律都是不允许的,例如韩国的黄禹锡把人类的体细胞核移植到(从女同事体内取出的)卵子细胞内[9]。由于多莉的早衰、由于多莉生产过程中数以千计的畸形胚胎，还由于获得卵子过程中对妇女的伤害，更由于在获得胚胎干细胞的过程中不得不破坏胚胎，使得科学家们对克隆人疑虑重重。克隆羊之父维尔穆特就曾经说过，“当我一想到克隆婴儿大多缺胳膊少腿的景象，我就感到恶心”！尤其是2003年2月，不到7岁的多莉因肺部感染和各种老年疾病而被科研人员实施了“安乐死”，使人们更看到了克隆技术本身的缺陷。一只普通的绵羊寿命11到12年，而多莉仅仅存活了6年[10]。

2003年8月13日，《Cell Research》报道了中国女科学家盛慧珍教授领导的研究小组运用克隆技术，从外科废弃的皮肤组织（包括2名5岁男孩和2名成年男子的阴茎包皮和1名60岁妇女的面部组织）中提取了细胞，并将这些细胞融合到新西兰兔的去核卵母细胞中，成功获得400多个融合胚胎，其中有100多个发育至囊胚阶段，从而获得了干细胞，这是国际上第一例人兔融合胚胎成功的报道[11]。

这项研究结果再次表明，人的体细胞核可以被重新启动并发育到囊胚阶段，验证了克隆羊的研究结果在人体内是可以进行的。同时也说明人体细胞核重编程可以用非人哺乳类卵母细胞来执行，进而可以从人体细胞起源的囊胚中分离出胚胎干细胞。这样，科学家们就可以绕过损伤胚胎获得胚胎干细胞这一环节了。尽管在盛慧珍的论文发表前，相关的伦理委员会这项工作进行了严格的规定：不能进行生殖性克隆；治疗性克隆的胚胎不能超过14天(因为超过14天，细胞团增大，神经细胞会生成)[12]；另外，不能进行人兽配子杂交试验，它会引起人兽染色体混合。因此，盛慧珍等人的研究仅仅是基础性研究，没有让胚胎存活超过7天。

虽然这种种间细胞融合方法为人胚胎干细胞研究提供了新途径。但是，人兔混合胚胎在伦理学上却遭遇到了更大的阻力。首先，这些胚胎不能存活超过14天，这样就使这些细胞的应用受到了更大的限制。还有人兽混合的细胞，在发育成组织和器官的过程中，会遭遇到什么样的命运，仍未可知。

2006年开始，日本学者山中伸弥和美国学者Thomson分别在《Cell》[13]及《Science》[14]刊出他们的研究报告，证实小鼠和人类的皮肤细胞经过“基因直接重组(directreprogramming)”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德争议，另一方面也使得干细胞研究的来源更加广阔。他们所使用的方式都是利用病毒将c-Myc、Oct3/4、Klf4和Sox2等四个基因送入皮肤成纤维细胞，促使其去分化为带有胚胎干细胞性质的多能性干细胞(induced pluripotent stem cells，iPS)。进一步的实验证实，用这种方法培养的iPS细胞能够分化生成表皮、横纹肌和神经组织等多种细胞。因为iPS细胞不涉及伦理问题，在再生医疗领域具有更广阔的应用前景。然而，由于在导入外源基因的时候，科学家们使用了反转录病毒载体，其安全性受到了质疑。但是很快，科学家们又发明了运用信号肽将这4种基因导入细胞的方法，解决了因病毒载体携带基因所面临的安全隐患。

诱导多能干细胞具有和胚胎干细胞类似的功能，却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍，因此在医疗领域的应用前景非常广阔。一直对胚胎干细胞研究持反对意见的美国白宫在iPS细胞研究成果公布不久，迅速发表声明，对这一新成果表示欢迎。美国科学家在这一领域也迅速跟进。美国怀特黑德生物医学研究所的科学家利用“iPS细胞”治疗老鼠的镰状细胞血症获得进展，这是科学界利用“iPS细胞”进行医疗研究的首次尝试。美国哈佛大学科学家又宣布直接从志愿者身上提取皮肤细胞，并将其改造成了“iPS细胞”。英法认知“iPS细胞”潜在优势:在“iPS细胞”研究成果正式公布之前，世界第一只体细胞克隆动物多利羊的培育者、英国苏格兰爱丁堡大学教授伊恩·威尔莫特就宣布放弃人类胚胎干细胞克隆研究，转而进行“iPS细胞”研究，他认为这种细胞比胚胎干细胞更具潜在优势。2009年7月23日Nature在线发表了中国科学家周琦和曾凡一团队将iPS细胞直接植入四倍体囊胚，得到了具有繁殖能力的小鼠，从而在世界上第一次证明了iPS细胞的全能性[15]。2012年日本科学家将诱导性多功能干细胞(iPS) 植入一只老鼠，培植出一只虽然体积小，但能正常工作的人类肝脏[16]。

这些科学上的进步都直接绕过了传统意义上的获得卵子、破坏胚胎等伦理学上的障碍。但是，尽管iPS细胞和“四倍体补偿”比起体细胞核移植技术有了很大的进步，但仍然避免不了一些生命伦理的问题。为此，有些科学家认为，不仅要禁止使用体细胞核移植技术克隆人，也要禁止使用“四倍体补偿”等措施，直到有说服力的证据表明“四倍体补偿”技术是安全的。

1.5体细胞克隆技术的推广应用前景

体细胞克隆技术成功的应用包括：首先应用克隆技术，繁殖优良物种。常规育种周期长还无法保证100%的纯度；用克隆这种无性繁殖，就能从同一个体中复制出大量完全相同的纯正品种，且花时少、选育的品种性状稳定，不再分离。此外，还可以拯救濒危动物，保护生态平衡。克隆技术的应用可望人为地调节自然动物群体的兴衰，使之达到平衡发展。

利用克隆动物造福于人类。例如， (1)建立实验动物模型，探索人类发病规律。(2)克隆异种纯系动物，提供移植器官。采用克隆技术，可先把人体相关基因转移到纯系猪中，再用克隆技术把带有人类基因的特种猪大量繁殖产生大量适用器官，且能同时改变器官的细胞表面携带人体蛋白和糖分特性，当猪的器官植入病人体内时，免疫排异反应减弱，成功率提高，用起来也更加安全。 (3)建造动物药厂，制造药物蛋白。利用转基因技术将药物蛋白基因转移到动物中并使之在乳腺中表达，产生含有药物蛋白的乳汁，并利用克隆技术繁殖这种转基因动物，大量制造药物蛋白。

第二部分见：http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=616948&do=blog&id=644194