0 引言
随着生物医学技术的发展,人源类器官的研究正逐渐成为生命科学与医学领域的前沿话题。此类研究不仅关乎重大医疗技术的突破,同时也触及深刻的伦理问题。在全球化背景下,不同国家和地区对于人源类器官研究的伦理认知和态度存在差异,这对国际科研合作提出了新的挑战。因此,深入分析人源类器官伦理研究的国际现状,对促进跨国界科研伦理规范的统一、增进人类健康福祉有着重要意义。本文旨在通过对2016—2024年间Web of Science数据库中有关人源类器官伦理研究文献的可视化分析,揭示该领域的研究热点、学术网络及趋势变化,以期为未来的伦理学研究和跨领域合作提供参考与启示。研究目的主要集中在以下三个方面:第一,梳理和揭示人源类器官伦理研究的国际现状与趋势,为科研人员和决策者提供宏观视角;第二,通过文献计量学手段,展现人源类器官伦理研究的核心作者、机构、国家/地区,以及它们之间的合作网络,旨在促进国际间的学术交流与合作;第三,通过挖掘和分析研究热点及其演进,为科研人员指明未来研究的方向,对伦理决策和政策制定提供理论依据。
1 数据来源与研究方法
1.1 数据来源
本研究采用Web of Science数据库作为检索平台,目标是筛选并分析涉及“人源类器官”与“伦理”主题的文献。具体检索范围设定为2016—2024年间发表的相关论文,并设置关键词检索表达式为:“(TS=(human organoids) AND TS=(ethics)) OR (TS=(human organoids) AND TS=(ethical)) OR (TS=(human organoid) AND TS=(ethics) OR (TS=(human organoid) AND TS=(ethical))”。搜索限定在Web of Science的核心合集数据库内,时间跨度为2016—2024年,截至2024年12月31日,共检出文献274条。为保证所选文献质量与研究深度,本文对检索结果进行了筛选,仅考虑了属于“研究论文”与“综述”类别的文献。通过这一标准,共计筛选出262篇论文作为研究对象。所有筛选结果均以Excel和纯文本格式导出,确保数据的完整性与可用性。
1.2 研究方法
在当前的科学研究领域,文献计量及数据可视化技术成为分析数据的关键工具。首先,通过文献计量学的技术手段,利用Microsoft Excel软件来收集与分析相关论文的数据,包括论文的发表日期、高引用率论文、作者姓名、关键词及论文的来源国与机构等方面的信息。利用这些数据进行统计分析后,可以创建论文产出量变化趋势图,从而清晰地描绘出科研活动随着时间的演进过程。继而,借助VOSviewer软件工具,选择不同的分析节点,如作者、国家、机构、关键词等,以此来构建并可视化科学研究的合作网络和主题词的共现网络。在所生成的图谱中,各节点的尺寸大小表示了它们共现的频次,而节点之间连线的粗细则代表它们之间的关联度,连线越粗表明其关联性越强。最后,通过使用CiteSpace软件来进行关键词的聚类分析以及趋势突现分析,这有助于跟踪最新的学术前沿和研究热点的演变。具体地,利用最大似然法(log-likelihood ratio, LLR)对特定研究领域,例如人源类器官伦理的关键词进行聚类分析,并产生聚类图谱。通过对纯文本文件的导入、设置时间切片(1年)以及适当调整参数(例如γ等),可以揭示时间序列中关键字的突现动态,从而识别出该研究领域内的新趋势和变化。
2 “人源类器官伦理”研究的基本特征
本研究共获取“人源类器官伦理”相关论文262篇,相关论文分布于43个国家,发文量最大的是美国,共78篇,占全部论文的29.8%,其次为中国(37篇)、英格兰(31篇)、意大利(27篇)、日本(24篇)、德国(23篇)、荷兰(17篇)、澳大利亚(16篇)、加拿大(12篇)、法国(11篇)等;来自中国作者的论文共37篇,占全部论文的14.1%。
2.1 人源类器官伦理国际研究进程
通过对2016—2024年SSCI数据库中人源类器官伦理国际研究的论文年度发文量分布进行统计和分析,刻画该领域的研究热度和发展趋势。“人源类器官伦理”研究论文年度发文量分布如
表1所示。
2.2 人源类器官伦理国际研究核心力量分布
①核心作者分布及其合作网络。核心作者的分布是了解该领域学术地位和发展趋势的重要窗口。Web of Science数据库显示,共有1 173位学者在该领域发表过相关论文。有9位作者(占0.77%)发表了4篇或以上的论文,22位作者(占学者总数的1.88%)发表了3篇及以上的论文。发表论文最多的作者为意大利帕维亚大学的Lavazza Andrea和日本广岛大学的Sawai Tsutomu,发文量均为9篇。排在第二位为荷兰乌德勒支大学医学中心的Bredenoord Annelien L发文量为7篇。墨尔本大学的Gyngell Christopher、哈佛大学医学院的Hyun Insoo,广岛大学的Kataoka Masanori、新加坡国立大学的Savulescu Julian,发文量均为5篇,具体发文情况见
表2。
本研究以VOSviewer软件为工具,构建了人源类器官伦理研究领域的作者合作网络图谱(仅统计发表文献数量2篇以上的作者,详见
图1)。网络图谱结果显示共有53个节点,节点间有135条连接线,研究者之间存在着密切的合著关系,这表明在人源类器官伦理主题的国际学术研究中,作者间合作撰写文章已成为一种普遍现象。图谱进一步展示了几个较为突出的核心合作团队,包括:以Lavazza Andrea和Greely Henry T为核心成员的科研团队;以Bredenoord Annelien L和Boers Sarah N为核心成员的科研团队;以Sawai Tsutomu和 Gyngell Christopher为核心成员的科研团队;以Hyun Insoo为核心成员的科研团队及以Song Hongjun、Chen H Isaac等为核心成员的科研团队。这些团队内部呈现出较强的合作精神和研究联合力度。
②国家/地区发文量变化趋势及其合作网络。在探索全球范围内人源类器官伦理研究的现状时,为清晰展现不同国家和地区在该领域的研究贡献与实力,本研究采集了相关论文发表数据,并通过网络图谱的方式予以直观展示。在统计榜单的前十位中(详见
表3),排名第一的是美国,共发表论文78篇,占总发文量的29.77%。其余分别为中国、英格兰、意大利、日本、德国、荷兰等国家或地区。整体来看,在人源类器官伦理的研究领域,美国发文表现出明显优势。
③研究机构分布及其合作网络。对机构进行合并(如乌德勒支大学医学中心合并为乌德勒支大学、哈佛大学医学院合并为哈佛大学)后列出发文量居前十的机构,见
表4。由
表4可知,发文量排名前10的研究机构主要分布在美国、英国、澳大利亚和日本,荷兰、意大利各有一所。哈佛大学和乌德勒支大学以16篇论文发表数量位居首位,均占发文总量的6.11%。紧随其后的是京都大学、墨尔本大学、约翰霍普金斯大学,发文量分别为12、10、9篇。默多克儿童研究所、帕维亚大学、俄亥俄大学系统的发文量均为8篇,在榜单上各占据一席。
在人源类器官伦理领域,机构合作网络的构成十分关键。一个合作网络的可视化图谱通过结点与连线的形式来表示不同机构之间的合作状况。
图2为人源类器官伦理领域发文量3篇以上的36所机构的合作网络。在此图谱中,各结点的尺寸反映机构作者论文产量,结点越大,说明其学术产出越丰富。结点间的连线粗细则显示了两机构之间的合作密切程度,连线越粗,代表二者的合作关系越紧密。深究网络图谱可以发现,机构间联系最密集的是斯坦福大学,与哈佛大学、约翰斯·霍普金斯大学、牛津大学等机构合作紧密。其次是以墨尔本大学、京都大学等为中心的合作网络。总体来看,合作网大多以美国机构间合作为主,呈现出密集及群集的合作模式。
3 人源类器官伦理研究热点与前沿
3.1 聚类分析
本研究利用最大似然法(log-likelihood ratio, LLR) 对人源类器官伦理领域的关键词进行了深入的聚类分析。通过分析关键词网络的模块度(modularity Q)和平均轮廓系数(mean silhouette),揭示了其内在联系特征。模块度Q是衡量网络聚类效果的指数,其值高于0.3则意味着网络聚类具有较高的内聚性和社团结构的显著性
[1]。在此次分析中,modularity Q值为0.4783,显著高于0.3,说明关键词聚类具有紧密的内部连接。同时,平均轮廓系数衡量聚类内元素的一致性,该指标越接近1,聚类质量越高。研究结果显示,Mean Silhouette值为0.813 6、明显高于0.5,表明人源类器官伦理领域的研究关键词聚类具有较高的同质性,反映出聚类结果合理有效。因此,两个指标共同验证了关键词网络聚类的有效性和合理性。如
图3所示,本文将人源类器官伦理研究划分为6个聚类,分别为:#0 self organization(自组织)、#1 moral status(道德地位)、#2 embryoids(胚状体)、#3 3D models(3D模型)、#4 In vitro models(体外模型)、#5 Growth(发育)。除聚类#4 in vitro models(体外模型)较为独立,其他聚类间重叠部分较多,说明各聚类间联系紧密,研究热点集中。具体关键词聚类信息见
表5。
CiteSpace通过关键词共现分析可呈现某个领域内研究主题的纵向演变。在人源类器官伦理研究领域中,引入时间维度构建关键词的时间线聚类图谱,能够有效指引研究者识别人源类器官伦理研究领域的演进趋势,追踪研究热点以及未来可能的研究方向。本研究使用CiteSpace的Timeline视图功能,创建2016—2024年国际人源类器官伦理领域的关键词时间线图谱(见
图4)。由
图4可知研究主题的演变轨迹:聚类#3 3D模型和#5 发育中的关键词大多集中在2019年后出现,#5 发育中的部分关键词至今仍受到学术界的关注;聚类#0 自组织、#1 道德地位出现时间较早,#2 胚状体的关键词从2017年后开始出现,这几个聚类为后续的研究提供了基础;聚类#4 体外模型并非当前的研究热点,学界对此的关注较少。
根据
表5 的关键词聚类信息,可将6个主要关键词聚类归纳为人源类器官伦理研究的三大类热点主题,具体分析如下:
①经典伦理问题讨论。该主题大致涵盖#0 自组织、#3 3D模型、#4 体外模型和#5 发育五个聚类,主要关键词有:多能干细胞、再生医学、宿主-寄生物相互作用、基因诊断、脑类器官、信息理论、扰动复杂性指数、器官培养技术、微生理系统、共培养技术、细胞移植、疾病模型、发育、形态发生、干细胞、图式形成、类器官、原肠作用、体外模型、细胞多样性、伦理学等。学界认为,类器官有望影响生物医学研究的整个创新周期,会引发类器官技术的潜力、风险和安全性
[2],对人的尊严、权利和动物福利的潜在影响
[3],生物样本库的伦理治理
[4-7](包括捐赠者的知情同意和隐私权)等传统伦理问题,因而需要重新审查潜在伦理问题和重新校准既有法律政策
[8]。
②伦理问题新挑战。该主题大致涵盖#1 道德地位、#2 胚状体两个聚类,主要关键词有:伦理学、脑类器官、道德地位、胚胎、胚状体、原始条纹、神经元、神经发生、大脑活动、信息理论、康德的人性公式、法律保护、大脑活动、大脑振荡、组织工程研究等。其中人脑类器官相关的伦理问题最为关键且最受学界关注。学界普遍认为,就目前来看,将人脑类器官用于研究利大于弊,在伦理上是可接受的,但人们对此保持伦理敏锐和警觉是必要的
[9]。将人脑类器官用于研究也会引发传统的伦理问题,比如人体生物材料的采集和知情同意问题、动物伦理
[10-12]。但也会引发特定的伦理问题,其中最为复杂和敏感的是人脑类器官的意识和道德地位问题。通过半结构化访谈,有学者发现科学家并不担心人脑类器官的意识涌现问题,但认为需要与公众更加深入地沟通,避免使用“迷你大脑”等术语,以免引发公众不必要的恐慌与担忧
[13-14]。另有学者通过半结构式访谈,发现患者和非专业人员最关心的是大脑类器官可能发展意识和潜在的误用
[15]。对于人脑类器官的道德地位问题,存在以下三种不同的观点:一是自由派。有学者提出,截至目前,人脑类器官属于生物材料,没有权利获得任何特殊的法律保护
[16]。相较于被视为“人类主体”的胚胎而言,人脑类器官并非从子宫诞生,也并没有表现出任何发育成一个完整的人的潜力,与胚胎有着本质的区别,因而不能被视为“主体”,更不能被视为“人”
[16]。另有学者指出,应区分作为人类法人的“自然人”和作为非人类法人的“法人”这两种类型的法人,并认为目前人脑类器官技术在许多方面都非常有限,人脑类器官尚且达不到可成为自然人或法人的阶段
[17]。甚至有学者基于后果主义的观点认为,只要与生物医学研究相关的巨大预期利益足够大,那么,使用“有意识或潜在有意识的脑类器官(相当于体内大脑发育20周或更长时间)”和“具有发展高级认知能力潜力的脑类器官(例如,能够与外界环境相互作用的成熟脑类器官)”均是合法的
[18]。二是保守派。有学者认为,人脑类器官研究存在内在困境:人脑类器官的结构和功能越接近自然人脑,则模型会有研究价值;但模型越有价值,则人脑类器官的结构和功能就愈加成熟,可能跨越“客体”而成为“主体”,即具有高级的或者完全的道德地位
[19]。并且他们认为,人们很可能会希望借助人脑类器官来研究意识的机制,因此涉及人脑类器官的相关实验应该得到严格的监管。三是预先防范态度。有学者主张根据人类起源、特定的生物阈值及潜在的道德地位这三个因素对人脑类器官进行伦理分析
[20],尤其对脑类器官是否有道德上值得考虑的意识进行考察和评估
[21]。有学者认为,当人脑类器官发展到应该被赋予道德地位时,研究行为需要经过审慎的伦理审查
[20]。有学者假设人脑类器官会发展出一种原始的意识,并建议采用扰动复杂性指数来验证人脑类器官是否存在意识,强调一旦人脑类器官被认定为存在意识,仍需进一步确定人脑类器官应获道德地位的等级,并赋予相应的权利
[22]。关于人脑类器官的治理,有学者认为神经科学家和干细胞生物学家在人脑类器官伦理治理方面主要发挥以下三方面的作用
[22]:首先,为伦理讨论提供适当的科学基础,确保结论(尤其是涉及公共政策的结论)符合科学;其次,清楚地阐明人脑类器官对社会的科学价值和转化效益,以便适当地权衡伦理或道德风险;最后,秉持开放合作的态度,深入理解相关伦理考虑,共同构建人脑类器官基础研究和转化应用的伦理治理对策,使得相关研究和应用能够遵守伦理底线。
③跨领域应用产生的伦理问题。脑类器官技术与嵌合体、脑机接口等其他生命科学技术相结合,相关研究主要关注两个方面。其一是将人脑类器官移植给非人动物产生嵌合体(chimerism,本文特指该类型嵌合体)所引发的伦理问题。2018年,索尔克生物研究所的盖奇团队
[23]声称,他们已经在培养皿中培养了40~50天的人类大脑类器官,并进一步将这些类器官插入成年小鼠脾后皮层的空腔中,这是运动和空间获取的关键区域。然后在第14天,密集的网状血管在类器官内形成,因为类器官的某些标记物的浓度表明从人类神经祖细胞发育成神经元,并形成突触。移植后第90天,小鼠脑内的人脑类器官已产生轴突。具有脑类器官的人-动物嵌合体已经被制造出来进行强化研究。马萨诺
[24]认为,将无意识的人脑类器官移植到动物体内,仅涉及动物的生物人化问题(biological humanization),与其他类型的人-动物嵌合体没有本质差异,如果将有知觉的人脑类器官(即,有能力感受痛苦和快乐)移植到动物体内,则应该严格审查以下三点:移植的目的;是否可以合理地预期产生相关和有用的信息;有知觉的人脑类器官(和宿主动物)的福利。安德鲁、克瑞斯
[8]通过将传统3R(减少、精炼和替代)动物伦理框架扩展为六原则,以评估神经嵌合体和脑类器官异种移植等动物伦理问题。其二是将人脑类器官与人工智能(AI)、机器人等非生物实体连接产生杂合体(hybrids,本文特指该类型杂合体)所引发的伦理问题。将具有意识的人脑类器官与人工智能、机器人等非生物体连接形成杂合体,则杂合体可能获得类似人类的学习和记忆能力
[25]。拥有实在“身体”的杂合体已经不能再被视为“器官”,这将提出三个伦理挑战:第一,应该赋予杂合体以何种道德地位?第二,是否应该允许可能导致非生命体道德人化的杂合体研究?如果允许,应该允许何种程度道德人化的杂合体研究?关于第一个伦理问题,学界存在以下两种观点:第一,部分学者基于人类中心主义观点,将人脑类器官与其他非生命系统结合生成的杂合体视为“人类个体”
[26]。但大多数学者并不认同这种基于物种中心主义的推理思路。第二,有学者认为,应该赋予活着的、有意识的、有知觉的,或能感受痛苦、有欲求、有理性或道德能力的人工智能、机器人等与人类同等水平的道德地位,且赋予他们相应的基本权利
[27]。对于第二个问题,基于对杂合体道德地位的不同理解可能产生三种不同的应允态度。部分学者认为应将杂合体视为“人类个体”,进而主张全面禁止设计、制造杂合体。另有学者主张可能致使产生感知痛苦等现象意识的杂合体研究。因为杂合体本身具有强大的智能系统和坚强的人形外壳,一旦拥有感知痛苦等现象意识将升级“智能人类”可能反向控制人类。人们不免担心,如同美国科幻电影《人猿星球》(
Planetof the Apes)中所呈现的情景,人类可能落入“智能人类”的手中而成为他们的研究对象。还有学者基于防范原则应对可能生成感受痛苦等高级认知能力的杂合体研究予以限制,但对于不会生成上述高级认知能力的杂合体研究保持谨慎开放
[26]。
3.2 主题分布及其动态演进的可视化分析
在对科研前沿的探讨中,洞察关键词的分布与联系成为发现领域研究热点的有效途径。通过梳理262篇学术文献,以出现频次至少为3次作为筛选标准,提取出53个关键词。其中,类器官出现频率最多,为61次,并与众多其他关键词建立紧密连接。其他关键词出现频次均在20以下,按频次排名前10的关键词还有:伦理、意识、干细胞、脑类器官、芯片器官、诱导多能干细胞、道德地位、组织工程学、生命伦理学。
3.3 关键词突现
本研究采用CiteSpace软件,对2016—2024年间人源类器官伦理研究文献的关键词进行统计分析,通过调整突变算法参数,生成了11个高频率出现的关键词,即“突现词”,具体详情见
表6。这些突现词展现了人源类器官伦理学科在不同时间段内的研究焦点,为理解领域演变提供了重要线索。
从关键词突现强度与时间跨度看,“大脑类器官”“自组织”“文化”等关键词的突现强度高于其他突现词,尤其“大脑类器官”的突现强度为3.25,表明其在该研究中的重要性和影响力尤为突出。“体外模型”是突现时间最长的关键词,从2016年开始至2020年结束共5年,对该领域发展产生了长远影响。“人脑发育”“人体肝脏”等关键词也呈现出较高的突现强度,说明其在人源类器官伦理研究领域产生了较大的影响。从突现词的时间演进看,2016年以来,人源类器官伦理研究逐渐起步,“体外模型”“大脑类器官”“自组织”“多能干细胞”等主题出现。2020年以后,“文化”“人体肝脏”“体外扩增”等研究不断发展。“大脑发育”相关主题至今仍是学术界的研究热点,并持续保持前沿地位,可能是人源类器官伦理领域今后的前沿主题。
4 结论与展望
4.1 研究结论
本文采用CiteSpace工具对2016—2024年间国际上关于科技伦理的262篇学术文章进行了计量分析,包括研究发展阶段、核心力量分布、研究热点与研究趋势等。主要结论如下:
①从研究论文年度发文量分布来看,人源类器官伦理国际研究整体呈上升趋势。特别是自2019年起,该研究领域迅速吸引了众多学者的眼球,其研究重点经历了从伦理问题整体梳理拓展至具体伦理问题深入剖析与治理策略的深刻转型,显示出研究向纵深发展的趋势。
②人源类器官伦理国际领域主要研究力量分布在美国、中国、英格兰、意大利、日本、德国、荷兰等国家或地区。其中,美国以78篇高发文量位居榜首,中国位列第二,美国与中国作为发文量最多的两个国家。值得注意的是,中国的伦理研究仅限于科学家在研究中提及伦理问题,截至发文前中国伦理学者较少在国际学界专门撰文探讨伦理问题。此外,人源类器官伦理作者合作网络联系紧密,形成了5个较为突出的核心合作团队,这些团队内部呈现出较强的合作精神和研究联合力度。但也有不少科研人员在科技伦理研究中保持相对独立的状态。
③2016—2024年人源类器官伦理国际研究热点聚焦三大主题:一是经典伦理问题讨论,如知情同意、样本库、商业化、可专利性等;二是伦理问题新挑战,包括人脑类器官、类胚体和性腺类器官的道德地位等;三是跨领域应用产生的伦理问题,包括人-动物嵌合体问题,人脑类器官与人工智能、机器人等非生物体连接形成杂合体问题,动物或非生物体道德人化等问题。人脑类器官研究和应用等所引发的伦理问题及其治理,已经成为学术界的研究热点,并将继续保持研究前沿地位。
相较而言,国内学者自2015年开始关注类器官研究的伦理议题,近年来相关研究呈稳定增长趋势。根据中国知网(CNKI)以“类器官”和“伦理”为主题的文献检索,共检索到相关成果30篇。这些研究主要集中在人源类器官研究伦理问题的整体梳理
[28]、人脑类器官的道德地位判定
[29-31]以及类器官样本库建设中的伦理治理框架
[32]等方面。
4.2 研究展望
本研究尝试提出若干具有前瞻性的研究角度,希冀为科技伦理领域的学者以及政策制定者提供一定的参考。
①拓展人源类器官研究方法。现有研究大多以理论分析为主,未来可加强人源类器官伦理的实证研究,尤其补充中国的调查情况,提供更加科学的数据支持,以弥补理论研究的抽象性。
②深耕人脑类器官、性腺类器官和胚状体等特殊类器官的伦理治理讨论。这些器官由于其独特性,在科学研究和医学应用中扮演着重要角色,但同时也伴随着极高的伦理风险。因此,合理制定指导原则,确保科研活动在尊重生命、保障人权的前提下进行,对于推动科学健康发展和维护社会公共利益具有重要意义。
③完善人源类器官伦理治理框架。目前,针对人源类器官领域的伦理评估往往沿用干细胞研究和应用的管理规范,缺乏针对性的标准和全面性的审视,尚未形成一套成熟的伦理评估框架。应立足全球伦理共识,融合国际经验与本土实际,建构人源类器官伦理评估指标,完善相关科技伦理审查框架,以引导人源类器官技术负责任创新和可持续发展。
总之,本文对人源类器官伦理的国际研究进行文献梳理和可视化分析,可为科研管理部门、医疗卫生机构及伦理审查委员会等理解该领域的知识结构和演进路径提供数据支持,能够为优化相关资源分配、指导合理立法、提升科研伦理审查质量提供决策支持。诚然,本研究对国内外该领域研究的横向对比不够深入,亟待未来持续耕耘,以期为国内人源类器官伦理的纵深研究注入新的活力。
国家社会科学基金一般项目“人源类器官研究和应用中的伦理问题”(22BZX130)
2023年度河南省本科高校青年骨干教师培养计划项目“河南省科技伦理治理问题研究”(2023GGJS105)
河南省软科学项目“河南省多元共治科技伦理治理体制建设研究”(242400410004)