複製與再生黑足雪貂安東尼婭的故事：牠生下2個寶寶，為整個族群增添了八分之一的「祖先」基因
刊出日期 2025.05.27
2023年5月，第二和第三號複製雪貂安東尼婭、諾琳也接著出生，諾琳出生於科羅拉多州的國家黑足雪貂保育中心（National Black-footed Ferret Conservation Center）、安東尼婭則居住在史密森尼國家動物園暨保育生物學研究所（Smithsonian’s National Zoo & Conservation Biology Institute）。黑足雪貂大約6個月就成年，成年的安東尼婭與3歲大、人工圈養的雄性黑足雪紹烏爾金（Urchin）交配，順利當上媽媽，而牠的孩子紅雲和思貝兒也和媽媽一同住在史密森尼國家動物園暨保育生物學研究所。
食源土撥鼠被大量撲殺，影響黑足雪貂生機
黑足雪貂是北美唯一的原生雪貂物種，在北美洲大草原上生活超過十萬年。牠們曾在草原上自在地奔跑，土撥鼠是牠們主要的食物。但隨著人類大規模開墾草原、發展農業，棲地逐漸被破壞，牧場主大量撲殺吃牧草的土撥鼠，讓雪貂食源大幅減少，再加上森林鼠疫的肆虐，黑足雪貂漸漸從大自然中消失，一度被認為已經滅絕。
由於這群雪貂彼此都是近親關係，導致族群基因過於單一，對疾病與環境變化的抵抗力極弱，一旦爆發感染，容易集體滅絕。
什麼是「近親繁殖」？為什麼讓物種容易滅絕？
當一群動物的基因太過於相近，好比兄弟姊妹之間交配，就是所謂「近親繁殖」。這會讓整個物種愈長愈像，也讓原本隱藏在父母基因中的缺陷更容易在下一代表現出來，導致寶寶容易生病、免疫力差，甚至可能降低整體出生率。
相反的，如果一個族群擁有更多元的基因，在遇到病毒傳染或是環境變化時，就更可能有人「撐得住」，延續族群不至於滅絕。這也是為何在保育動物上，需重視一個族群的基因多樣性。
當科學家回顧參與繁殖計畫的18隻黑足雪貂時，發現其中一隻叫做薇拉的雪貂，雖然生前未留下後代，但牠的基因卻擁有現存雪貂近乎3倍的遺傳變化。於是他們決定用複製動物技術製造薇拉的分身，並讓這些分身繼續生寶寶、延續族群。
借助家養雪貂供卵，複製黑足雪貂可望「抹去」異種基因
黑足雪貂複製技術並非新科技，與30年前複製桃莉羊的體細胞核轉置技術相同，需要3個「媽媽」：第一位提供體細胞的細胞核，也就是複製體的基因來源；第二位提供卵子；第三位則是懷孕並生下複製體的代理媽媽。科學家取得了薇拉被冷凍的組織樣本，並提取細胞，將其中含有完整DNA的細胞核植入另一隻雪貂的去核卵子，再將胚胎放入代理孕母體內，成功誕生3隻薇拉的基因分身：伊莉莎白安、安東尼婭和諾琳。
像黑足雪貂這類的瀕臨絕種動物，因為數量稀少，科學家選擇用親緣關係接近，身體構造和懷孕過程也相容的家養雪貂（domestic ferret，學名：Mustela putorius furo），協助提供卵子並擔任代理孕母的角色，這項跨物種協作讓複製技術得以實現。
黑足雪貂複製1號伊莉莎白出生後，科學家曾對牠進行過基因檢測，顯示牠是一隻100％的黑足雪貂，但粒線體DNA來自貢獻卵子的家養雪貂，也就是仍帶有家養雪貂的痕跡，但科學家也計劃一步步去除家養雪貂的基因。複製黑足雪貂之後若產下雄性黑足雪貂，再與人工圈養的雌性黑足雪貂交配，就可以一步步生產出不再攜帶家養雪貂粒線體DNA的後代。
也就是說，安東尼婭的兒子紅雲，成年後與雌性黑足雪貂交配，就可以剔除他的「複製媽媽」留下來的異種痕跡。
目前安東尼婭和牠的後代生活在史密森尼國家動物園暨保育生物學研究所，主導整項計畫的政府單位美國魚類和野生動物管理局（U.S. Fish and Wildlife Service）對外強調，這些複製體不會放回野外，團隊將繼續觀察牠們的健康狀況，也會拿來和現在已經存在的雪貂做比較，看看牠們的體能和適應力表現如何。
複製技術開啟保育新可能，冷凍細胞和組織保存是關鍵
這項由美國政府主導，並串連多家生技公司與保育單位的複製計畫之所以成功，關鍵之一來自冷凍細胞保存技術與計畫。
聖地牙哥動物園的「冷凍動物園」（Frozen Zoo）保存了過世黑足雪貂薇拉的組織樣本。就像人類現在會冷凍卵子與精子，類似的概念早已運用在野生動物保育上，最初是保存精子、卵子和胚胎等生殖細胞，後來也擴展到皮膚等體細胞，以及血液、尿液等樣本，用來研究動物的荷爾蒙、健康與疾病狀況。
這類結合生物技術與保育的研究，統稱為「生物樣本庫」（BioBanking）。從聖地牙哥動物園、史密森尼國家動物園暨保育生物學研究所，到台北市立動物園，全球已經有多個機構投入相關工作。
「建立野生動物的BioBank（生物樣本庫），不只是希望收集更多物種，我們也希望能在同一個物種中盡可能擴大樣本的多樣性，」史密森尼國家動物園暨保育生物學研究所的研究員李佩芝接受《少年報導者》採訪時說到，這項工作對野生動物保育的重要性在於保存不同個體的基因樣本，有助於維持物種的基因多樣性。
就像出現在漫威（Marvel）漫畫的奇異博士，擁有控制時間與空間的超能力，李佩芝說明，這些樣本經由冷凍保存，未來能用在人工繁殖上，幫助那些生前沒能留下後代的動物，透過人工授精延續基因，生出新生命。
黑足雪貂的復育計畫，有台灣研究員的身影！
復育黑足雪貂計畫由美國魚類及野生動物管理局主導，參與合作的組織十分龐大，包括聖地牙哥動物園野生動物聯盟、動物園與水族館協會（Association of Zoos & Aquariums）、非營利野生動物保護組織的生技公司Revive & Restore以及史密森尼國家動物園。而史密森尼負責了關鍵的複製貂安東尼婭的繁殖、以及安東尼婭新生寶寶紅雲和思貝兒一家三口的照顧，更是備受關注。
《少年報導者》越洋專訪了史密森尼國家動物園暨保育生物學研究所台籍研究員李佩芝，她指出，該研究所能參與這項關鍵任務，與1980年代協助美國政府圈養並繁殖黑足雪貂的前輩們所打下的基礎有關。
在那之前，曾有過嘗試人工復育黑足雪貂的計畫，但最終皆以失敗告終。於是團隊從頭開始深入研究，針對黑足雪貂的賀爾蒙變化、繁殖行為及所需的生活環境展開調查。更關鍵的是，他們也著手保存各種生物樣本，不僅限於精子等生殖細胞。正因為這樣的準備，如今啟動複製計畫時，才有珍貴的野生基因資源可以使用。
雖然沒有直接參與這次「安東尼婭繁殖計畫」，但李佩芝負責建立生物樣本庫（BioBanking）的工作，長期協助保存野生動物的生物樣本，也包括黑足雪貂。在與我們訪談間，她便收到一隻過世黑足雪貂的卵巢組織。她的工作是盡可能妥善保存這些樣本，作為未來瀕臨絕種動物繁殖所需的遺傳資源，不僅能減少近親繁殖的風險，還有助於讓後代能夠健康地重返野外，對維持物種的遺傳多樣性具有關鍵意義。
從小就喜愛動物的李佩芝，大學就讀台灣大學動物學系，之後進一步專攻分子生物學，並在台大分子醫學研究所取得碩士學位後，前往美國西北大學攻讀博士，主修生物學。她的同學多半選擇到藥廠或投入研究領域，2012年畢業前夕，她對前途一度很迷惘，在老師指引下獲悉史密森尼國家動物園有工作機會，才發現原來動物園也有做研究，這讓她非常興奮，自己的專業可以用來幫助野生動物，同時滿足了她對動物的喜好與分子生物的專長。
曾助美國首例大熊貓以冷凍精子人工授精並順利產子
和人類冷凍精子、卵子的流程相比，保存野生動物的遺傳資訊與關鍵細胞，最大的挑戰就在於怎麼取得樣本。
李佩芝解釋，樣本來源主要有兩種：一種是接獲動物過世的消息後，必須在短時間內迅速出動，趁著細胞還存活，取下卵巢、睪丸等生殖組織；另一種則是遇到動物園年度體檢時，動物會被麻醉，這時候能把握機會採集精液或其他細胞。但若希望在動物清醒、無麻醉的情況下順利取樣，機會非常稀少。
她的日常挑戰，就在於如何在這種「靠運氣」的限制下，根據不同物種的特性，找到最適合的保存條件。比方說，貓的卵巢細胞可以在4℃冷藏一天內處理，仍保持良好品質；牛科動物則需要維持在接近體溫的環境，才能避免細胞受損；又像精子對溫度極為敏感，不能在未經處理的情況下直接冷凍進液態氮，必須先加入保護液、再逐步降溫。不同物種、不同細胞要冷凍，都有自己的「個性」。
在史密森尼服務10幾年，她最感動的一個任務是在2020年COVID-19疫情期間，為大熊貓「美香」進行人工繁殖。一般情況下，大熊貓人工繁殖作業需要大量人力，因為母熊貓一年只發情一次、而且每次只有24～72小時，必須監測她們的荷爾蒙變化，團隊得再向公熊貓取精，同時出動兩組人分頭進行。當時因為防疫措施、也擔心病毒傳播，必須保持社交距離，為了精簡人員，他們決定使用冷凍精子進行授精。
儘管到了她手中的樣本，多半都來自已過世的動物、甚至是瀕臨絕種，沒有面孔也沒有呼吸的一支支冷冰冰的試管，卻可能成為這個動物或物種未來「重生」或「新生」的生命起點。李佩芝目前所屬的研究團隊，已保存超過100個物種的生殖細胞，以及來自600個物種的各類生物樣本。
「這個工作最期待的事，當然是讓瀕臨絕種的野生動物能回到原本的棲地自由生活。」這條路非常艱苦也漫長，她目前經手保存的樣本尚未有繁殖後成功野放的案例，但史密森尼曾在2016年參與復育已在野外滅絕的非洲劍羚（African Scimitar-Horned Oryx），這些動物如今不只成功重返自然，還在野外生下後代、繼續繁衍。對李佩芝來說，這就是最動人的回報。
黑足雪貂是「極端個案」，複製作為保育手段還需要更多研究
複製黑足雪貂安東尼婭，讓這項技術重新回到大眾視野。接下來，複製技術會走向什麼方向？
「黑足雪貂最初用來繁殖的只有7隻，算是比較極端的個案，」當《少年報導者》詢問美國當地對複製雪貂安東尼婭成功產子的反應時，李佩芝表示，黑足雪貂屬於「特殊情況」，也因此大家對於採用複製技術來嘗試保育，態度相對較能接受。
她強調，安東尼婭的案例，不代表複製技術未來就會被大量使用。
「它（複製技術）還需要花時間研究，因為安東尼婭只是第一隻真的可以成功產下後代的複製黑足雪貂，我們的了解還不夠多，而且我們還是希望，盡可能以目前比較普遍使用的自然繁育等方式，來實現維持基因多樣性的目標，」李佩芝說道。
複製之外，再生細胞也為器官短缺帶來希望
豬在再生醫學與器官移植上的潛力日益受到關注。由於與人類在生理構造、器官尺寸與基因結構上的高度相似，豬早已被用作醫學研究模型。近年透過基因編輯，科學家成功培育出模擬糖尿病、阿茲海默症、囊性纖維化等人類疾病的「疾病豬」，提升對病理機制與藥物反應的理解。
在異種移植方面，科學家運用CRISPR/Cas9等工具，剔除豬體內可能引發免疫排斥與病毒感染的基因，提升其器官移植至人體的可能性。2022年，美國馬里蘭大學醫學中心曾將一顆基因編輯豬心臟移植至一名末期病患體內病人存活近2個月。國立台灣大學動物科學技術學系暨研究所教授吳信志指出，豬的器官大小與人體相近、繁殖快速且成本低，是目前最具潛力的器官供體。這項異種移植技術已進入臨床試驗，為無法接受傳統移植的病患帶來新希望。
在複製技術方面，科學家將去除排斥反應基因、並加入人類基因的豬細胞，再透過體細胞核轉置技術（SCNT）複製出整隻豬，使其器官具備一致性與醫療應用的穩定性。吳信志強調：「基因修改有其極限，目前至多可以一次修改3個基因，而要進行異體移植至少需要修改10個基因，就需要體細胞核轉置技術，將已基因剔除的複製豬，一代一代地剔除不要的基因。」
若是像科幻片一樣，養一個複製人以替換自己所需的器官呢？中央研究院生物醫學科學研究所特聘研究員謝清河則指出，以SCNT複製靈長類，在技術上雖成熟，但由於牽涉龐大倫理、法律與社會爭議，因此複製人類在實務上「不可能發生」。他說：「你複製了一個自己，卻無法控制他，他也不是你。」因此，謝清河認為，目前最具可行性的再生醫療技術是誘導性多能幹細胞（iPSC），該技術可由個體的血液或其他體細胞重編程為多能幹細胞，再分化為心肌或神經等功能細胞，進行自體細胞治療，不僅免疫排斥風險低，潛力更大。
此外，iPSC技術已被應用於培養「類器官」，如心臟、肝臟等微型組織，不過，現階段規模與功能仍有限，要能長出一個「完整的器官」仍有很漫長的路要努力。但若能完成，未來不必為了替重症病人爭取器官、而直接複製出一個完整的生命，為了救一個重症病患、又犧牲了另一個生命。
吳信志也提醒，桃莉羊誕生後十年間，複製動物曾一度退燒，「許多科學期刊的主編也直接表明，如果只是為了複製動物而去複製，他們不會接受這樣的論文投稿。」如今，這項技術從實驗室走進保育、寵物市場，進而到異種移植，吳信志認為，無論未來如何發展，人類最需要釐清的仍是：為了什麼而做複製？
🎬同場加映：10隻見證複製技術關鍵突破的動物
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核稿
《少年報導者》總監。從沒有手機和電腦的時代開始當記者。記者是挖礦人、是點燈人、是魔術師──要挖掘世界的不堪，為喪志的人點燈，將悲傷的事幻化成美麗的彩虹⋯⋯常常會失敗，但不能放棄去做到。
