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人类胚胎基因可变 是否为医疗界的"潘多拉"魔盒

2015-04-28 14:35:26 来源:第一财经日报

近日,有中国科学家宣布可以改变人类胚胎的基因,修复其中的致病部分,并且这一“优质基因”可以得到遗传。

正是由于修改过的人类基因可以被遗传,不少国内外的科学家认为这一技术的持续发展将会对人类未来带来不可估量的影响。如果该技术继续发展,意味着阿尔海默茨综合征、唐氏综合征等家族遗传疾病存在彻底根除的可能。

争议随之而来“基因非常复杂,在纠正一个基因的时候,产生的后续影响难以评估,要知道人和猩猩的基因也就2%左右的差别,像这样的研究在国外是无法通过伦理论证的。”上海长海医院一位从事基因研究的专家告诉《第一财经日报》记者。

“如同克隆人的争议”

4月18日,生物学杂志《蛋白质与细胞》(Protein&Cell)在线发表了中山大学副教授黄军就的研究:他们利用一种叫做CRISPR/Cas9的工具成功修改了多个人类三原核受精卵中编码血红蛋白beta亚基的基因HBB。

HBB基因主要与地中海贫血症有关。在中国南方,地中海贫血症在儿童中常见,甚至可能致命。

尽管已发表论文,但这项技术远未成熟。

据了解,该团队注射了86个胚胎细胞,等待了48小时之后,每个胚胎细胞分别分裂成了8个细胞。在生存下来的71个胚胎中,有54个接受了基因测试,最终有28个胚胎拼接成功,只有一小部分包含替代的遗传物质。

黄军就在接受《自然》杂志采访时表示:“如果要在正常胚胎上做这些实验,就需要接近100%的成功率。这也是我们没有将这项技术应用在正常胚胎的原因,我们认为它还不够成熟。”据了解,此次实验所用的是无法孕育婴儿的废弃胚胎,研究团队只让这些受精卵存活了48小时(约八细胞期)便终止发育。

实际上,包括本次中山大学的研究在内,大量基于CRISPR/Cas9等新兴基因编辑技术的研究都报道了一种称为“基因脱靶”(off-targeteffect)的现象,也就是说,这些技术有一定的几率去“篡改”靶标序列以外的基因。

如果一名医生替一对夫妻的胚胎移除掉坏基因,那么胚胎的细胞样本中必须全部是好基因。如果一半好一半坏,那么最终出现在婴儿身上的坏基因还是会影响他的身体健康。

“此类研究在国外是无法通过伦理认证的,就如同克隆人的争议一样。”前述基因研究专家告诉记者。

也正因此,该论文最初的投稿方《自然》和《科学》将其拒之门外。

谁在编辑胚胎基因

包括英国在内的很多国家已经立法禁止了类似黄军就这一方向的研究,但美国和中国没有禁止。实际上,全球有很多科研团队在从事人类胚胎基因改造技术的研究。

CRISPR/Cas9基因编辑技术就是基因改造的重要一环。有别于胚胎基因改造的巨大争议,该基因编辑技术在得到应用限制的前提下被众多基因研究的科学家推崇。

所谓基因编辑技术,是指对DNA核苷酸序列进行删除和插入等操作,使人们可以依靠自己的意愿改写遗传密码。

长期以来,对DNA的编辑只能通过物理和化学诱变、同源重组等方式来实现。这些方法要么编辑位置随机,要么需要花费大量人力物力进行操作,而CRISPR/Cas9能够方便而精确地对DNA和核苷酸序列进行编辑,在诸如医疗、农业、畜牧业等研究中,这一技术显现出了巨大的应用前景。

去年,美国费城研究人员首次成功地运用CRISPR/Cas9基因编辑技术清除了入侵细胞的HIV病毒,这标志着人类朝永久治愈艾滋病迈出重要一步。

该技术通过RNA(核糖核酸)做向导,把Cas9酶带到相应的位置,然后用这种酶切割病毒DNA。由于艾滋病病毒两端含有几乎对等的长重复序列,利用Cas9酶剪断长重复序列,便切除了其间的艾滋病病毒基因组,此后细胞可自我修复。

研究人员利用艾滋病病毒潜伏感染的多种细胞模型进行实验,包括巨噬细胞、小胶质细胞和T淋巴细胞等,均成功地根除了潜在的艾滋病病毒。

论文作者卡麦乐·哈利利(KamelKhalili)教授表示:“这是一项令人激动的成果,但不是说目前就能进入临床应用,它只是概念性地证明我们在朝正确的方向走。”

但基因编辑用于定向疾病的诊治毕竟不同于胚胎基因的改造。有科学家怀疑,技术得到进一步突破后,未来是否会出现身体机能特征得到设定的“定制家族”?

爱丁堡大学的布鲁斯·怀特洛(BruceWhitelaw)教授指出:“这项结果表明基因组编辑技术的使用正在被拓展,但同时也强调了许多应用还亟待技术优化。基因组编辑固然是一项令人兴奋的技术工具,但它仍然还处在发展阶段。”

据悉,目前中国至少有四家实验室正在开展编辑人类胚胎基因的相关工作。(作者:王悦)

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