这仍然是科学界最大的谜团之一:一个人类细胞——太小而无法用肉眼看到——是如何分裂和繁殖的，最终成为一个由30多万亿个细胞组成的人体?

　　从精子与卵子融合的那一刻起，人类胚胎的发育就涉及到一系列复杂而又鲜为人知的过程。

　　我们对胚胎发育的了解大多来自老鼠、兔子、鸡和青蛙等动物，在大多数国家，对人类胚胎的研究受到严格控制和管制。

　　但动物研究只能告诉研究人员这么多。

　　在人类胚胎发育过程中，特别是在关键的第一个月，发生了什么，在很大程度上仍然未知。

　　以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)干细胞生物学和胚胎学教授雅各布·汉纳(Jacob Hanna)说:“最重要的是在第一个月，剩下的八个月主要是大量生长。”

　　“但第一个月基本上仍是一个黑匣子。”

　　能够窥探这个黑盒子将打开一个生物医学的可能性世界，使科学家揭开以前模糊的胚胎发育窗口的神秘面纱-最终导致更好地了解流产，先天性出生缺陷和怀孕期间服用药物的副作用。

　　一些研究人员认为，他们已经找到了一种不需要卵子或精子的方法。

　　利用干细胞技术的进步，世界各地的实验室正在制造类胚胎结构——一组像胚胎一样的细胞，但不能长成胎儿。

　　该领域的最新突破是多年艰苦实验室工作的结晶，它带来了希望，也带来了一些警告，引发了关于这些模型的伦理地位的紧迫问题，它们应该在多大程度上被当作人类胚胎对待，以及它们是否会被滥用。

　　这种胚胎样结构本质上是在实验室中培养的细胞团，比一粒米还小，代表了人类发育的最早阶段，在任何器官形成之前。

　　他们没有跳动的心脏和大脑。

　　今年9月，汉娜所在的一个以色列团队公布了最先进的模型，展示了胚胎发育所必需的所有细胞类型——胎盘、卵黄囊、绒毛膜囊(外膜)和胚胎发育所需的其他组织。

　　这些结构被放置在那里发育8天，达到了相当于子宫内人类胚胎第14天的发育阶段，这是自然胚胎获得内部结构的重要时刻，使它们能够进入下一阶段:发育身体器官的祖细胞。

　　汉纳说，他们是迄今为止开发的最精确的模型，与其他团队创建的模型不同，他们没有进行基因改造来启动产生不同类型细胞所需的基因，只有化学推动。

　　“不仅仅是你把细胞放在一起，它们就在那里，”他说。

　　汉纳说:“但你看到建筑，你也开始看到非常精细的细节。”

　　汉娜的研究小组没有使用受精卵。

　　他们从被称为多能干细胞的人类细胞开始，这种细胞有可能被编程成多种细胞类型，并广泛用于生物医学研究。

　　其中一些来自成人皮肤细胞。

　　然后，研究小组对这些细胞进行了重新编程，使其进入他们所谓的“na?ve状态”——相当于一个自然人类胚胎发育的第7天，大约是它植入子宫的时候。

　　这些“na?ve”细胞被分成三组。

　　其中一组打算成为胚胎，却没有受到影响。

　　另外两组则被使用某些化学物质“轻推”，这些化学物质会开启特定的基因，使其发育成维持胚胎所需的组织，比如胎盘。

　　汉纳说，两天后，这三组人会被放在一起。

　　他解释说:“在头三天，你看不到太多东西，你只看到一团细胞在生长。”

　　“但到了第四天，你开始看到……这有一个结构，你知道，你可以看到胚胎将在哪里形成……以及卵黄囊将在哪里。”

　　在相当于第7天的阶段，合成的人类胚胎模型是大约120个细胞的集合体，它们的直径约为0.01毫米。

　　到第14天，它们含有大约2500个细胞，尺寸为0.5毫米。

　　汉纳和他的团队说，这些模型忠实地模拟了早期胚胎获得开始转变为胎儿所需的所有结构的方式。

　　内部组织与20世纪60年代胚胎学图集上的图像相匹配，当他们将这些细胞的分泌物用于商业妊娠测试时，结果呈阳性。

　　然而，只有1%的聚集细胞继续自我组织成胚胎样结构。

　　汉纳说，要使胚胎模型成为科学家的有用工具，需要更高的比例，这是可能的，但可能需要数年时间才能完善。

　　“我认为我们将能够从这些基于干细胞的胚胎模型中学到很多东西。目前还有一些缺点。在本周的新闻发布会上，Peter Rugg-Gunn表示:“它们的制造效率非常低……所以很明显，我们必须提高效率，才能真正最大限度地从这些模型中学到东西。”

　　Rugg-Gunn是专注于生命科学研究的Babraham研究所的小组负责人和公众参与负责人。

　　迄今为止，没有一个胚胎模型生长超过相当于14天，主要是因为培养这些结构所涉及的限制和挑战。

　　然而，14天是一个重要的里程碑，因为这是允许对培养的人类胚胎进行实验室研究的常规结束时间。

　　在体外受精被广泛接受之前，公众对试管婴儿的担忧，以及对科学家忽视人类胚胎特殊道德地位的担忧，这一界限是在1990年由英国的《受精与胚胎法》(Fertilisation and Embryology Act)确立的。

　　14天规则随后被其他几个国家采用，最终成为国际公认的道德限制。

　　一些科学家希望扩大这一限制，但这一限制并不适用于基于干细胞的胚胎模型，国际干细胞研究协会(International Society for Stem Cell Research)表示，这种模型不应被视为胚胎。

　　然而，该组织确实建议，涉及这些模型的研究需要伦理监督。

　　在未来，这些模型有可能被用于研究14天以后的人类发育。

　　汉纳和其他研究小组已经将小鼠胚胎模型培养到了后来的等效点。

　　他说，在未来，人类胚胎模型可能会持续40天。

　　汉纳说，然而，反乌托邦式的担忧是，研究这些模型的科学家正试图创造一种替代方式来生产人类生命，这是科幻小说的内容。

　　他说:“人们立即认为我们在尝试，你知道，用这种胚胎模型代替怀孕或妊娠，但这真的不是，这不仅不是目标，而且我认为这是不可能的。”

　　就目前的研究来看，胚胎模型仍处于初级阶段，与人类胚胎有明显的科学差异，没有形成胎儿的潜力。

　　此外，国际干细胞研究协会在其指导方针中禁止将任何胚胎模型移植到人类或动物的子宫。

　　“我想强调的是，这些模型不是胚胎，每一个关注这一问题的司法管辖区和社会都表示，试图将任何基于干细胞的胚胎植入女性或人类胚胎植入动物子宫都是非法的。伦敦弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)干细胞生物学和发育遗传学实验室(Laboratory of Stem Cell Biology and Developmental Genetics)主任、教授罗宾·洛弗尔-巴奇(Robin Lovell-Badge)在简报会上说，这应该被禁止。他帮助起草了指导方针。

　　许多科学家认为，人类胚胎模型，特别是如果它们可以大量生产，为研究稀缺和珍贵的人类胚胎提供了一种道德选择，而这些胚胎通常是作为体外受精的副产品获得的。

　　“由于他们的干细胞基础，我们可以扩大规模。我们可以在它们身上做实验，而我们不能在珍贵的、罕见的(人类)胚胎上做实验。因此，它只是改变了我们可以做的实验类型和我们可以回答的问题，”伦敦弗朗西斯克里克研究所发展模型实验室的小组组长内奥米·莫里斯说。

　　一个潜在的应用可能是药物筛选和研究。

　　由于担心父母和未出生的孩子的安全，孕妇经常被排除在药物试验之外。

　　在她的实验室里，莫里斯对胚胎模型进行了实验，以观察它们对沙利度胺等药物的反应。沙利度胺曾作为治疗孕吐的药物上市，但人们已经知道，这种药物会导致出生缺陷。

　　她说，我们的目标是找出“他们是否对这些我们知道会对早期胚胎有毒的药物敏感，然后我们可以使用(胚胎模型)来筛选我们实际上不知道的药物?”

　　莫里斯同意，鉴于这些模型的干细胞来源，而且它们仍然缺乏某些特征，因此不应该将其归类为胚胎，然而，她指出，不可能确切地知道。

　　“我们不能做黄金实验，把它放在子宫里，看看它是否能继续生长，如果不能做这个实验——非常正确——我们作为研究人员怎么能决定我们是否已经越过了界限，进入了我们所说的胚胎?”我认为这是一个大问题。这个问题很难回答，”莫里斯说。

　　该领域的一些人设想了一个“临界点”，在这个临界点上，随着科学的进步，胚胎模型与现实生活中的胚胎模型之间的差异越来越小，人类胚胎模型可能会像人类胚胎一样受到一些保护。

　　根据8月份发表在《遗传学与发育》杂志上的一篇关于人类胚胎国家政策和管理需求的论文，未来基于干细胞的模型也有可能复制诸如原始神经褶皱、臂芽和早期心脏样区域的出现等里程碑式的发展，这些区域可能有潜力发展成跳动的心脏组织、循环血液和神经元。

　　该论文的作者指出:“随着进一步的进展，越来越难以确定这些模型不能达到疼痛感知、意识或生存能力的程度。”

　　“因此，公众很快就会问，(胚胎模型)是否得到了适当的监管?科学家是否以道德上负责任、社会上可接受和适当负责的方式使用它们?”

　　汉纳相信，设计和基因改造人类胚胎结构是有可能的，这样它们的发育就会受到限制——不能产生脑细胞或心脏组织——这让科学家们能够解决一些伦理问题。

　　研究人员一致认为，随着研究的进展，这个新兴领域需要更好的监管，解决什么应该被允许，什么不应该被允许。

　　“法律显然落后于科学技术，”莫里斯说。

　　她补充说:“我认为，作为研究人员，我们非常渴望站在最前沿……让监管到位。”

　　“因为科学家喜欢在线条内工作，如果我们知道我们站在公众对该领域看法的正确一边，我们会感到更舒服。”如果我们有一套明确的指导方针和规定，我们都应该遵守，我们会高兴得多。”

　　在英国，Moris参与的基于干细胞的胚胎模型治理项目召集了学术研究人员、法律学者、生物伦理学家和研究资助者，准备了一套使用这项技术的指导方针。

　　Moris表示，该组织预计将在新的一年发布治理框架草案。

　　布莱顿和苏塞克斯医学院(Brighton and Sussex Medical School)的临床和生物医学伦理学教授博比·法赛德斯(Bobbie Farsides)也是该小组的一员，她说，对她来说，值得注意的是，科学家们自己也在深入研究伦理问题。

　　法尔赛德说:“当我第一次在这类空间工作时，我感觉社会或公众非常担心，律师和监管机构正试图理清科学家的问题。”

　　“我们现在看到的是，科学家们自己在说，‘好吧，我们该如何让公众放心?我们如何进行自我调节?我们该在哪里划红线呢?”我认为这是一个巨大的变化。”