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但这一成果也是曾被认为难以置信并且遭人惧怕的人类基因工程的案例之一,毫无疑问会再度引发道德方面的担忧:有人会刻意设计具有某些特征的婴儿,比如更高的智商或者更强的运动天赋。
长期以来,科学家们就担心对人类基因进行非自然遗传的更改会带来不可预见的医学问题。文化方面可能的影响也同样让人担忧:某些专家警告,不受监管的基因工程可能带来一种新的优生学,有钱人可以付钱获得能力提升的后代,而那些带有缺陷的婴儿则被视为没有价值。
这项刊登在《自然》期刊上的研究,是在一次的全国科学委员会会议后数月发表的,这个委员会放松了(对胚胎编辑的)一揽子禁令,但敦促这一技术只被用来应对严重的医学问题。
麻省理工学院癌症研究专家、委员会联合领导人理乍得·海因斯(Richard Hyens)说:“我们过去一直强调不应该编辑基因,主要原因是编辑无法安全进行。这依然是真实现状,但目前看来很快就能安全进行了。”他还补充说这一研究是“一个重大的突破。”
“我们报告里说的是,一旦科学上的障碍被清除,之后就会出现必须要考虑的社会问题,以及不可避免的讨论。现在就是这个时候了。”
俄勒冈卫生科学大学(Oregon Health and Science University)的科学家们和加州、中国、韩国的同行们都报告他们成功修复了一些胚胎,修复了一个能引发常见心脏问题、能导致猝死的变异。
如果变异被修复的胚胎能获准发育成婴儿,他们不仅可以活得健康,还不会把疾病遗传给后代。
这些研究人员解决了两个重要的安全问题:他们制造了所有细胞(并非部分)里都没有变异的胚胎,他们还避免了制造出其它不想要的变异。
科学家们试了两种方法来移除危险变异。第一个方法:基因“剪刀”被植入了受精卵中。某些受精卵里的变异被修复了,但并非是每个细胞都能被修复。第二个方法效果更好:通过把“剪刀”和精子一起植入卵子,得到了更多每个细胞都被修复的胚胎。
在临床试验以前,还需要进行很多研究,而且目前临床试验是美国联邦法律不允许的。但如果技术被证实对这一种变异和其他变异安全有效,也许能帮助到那些无法生出健康宝宝的夫妻。
这一技术有潜力来处理由特定遗传变异引起的、1 万多种疾病中的任何一种。研究人员和专家们说,这些疾病包括了和 BRCA 变异相关的乳腺癌和卵巢癌,以及亨丁顿舞蹈症,、家族黑蒙性白痴、地中海贫血,甚至是镰状细胞性贫血、囊胞性纤维症和一些早发型阿兹海默症。
没有参加这一研究的基因和胚胎学教授,伦敦弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的罗宾·洛弗尔-巴奇(Robin Lovell-Badge)说:“这肯定可以帮到那些带有严重基因疾病的家庭。”
“完全可以想象未来(对这一技术的)需求会增加。可能规模不大,但对于某些人来说,这个技术非常重要。”
研究人员们还有一些意外收获:胚胎以一种之前不为人知的方式进行了自我修复。
这一研究是之前努力的极大进步。2015 年起,中国进行的三组实验里,研究人员很少能够在胚胎基因中成功进行所计划的改造。
某些胚胎里含有没被修复的细胞,镶嵌性的现象能导致变异被传下去,还包括那些能导致其他健康问题的计划外变异。
二月,美国国家科学、工程和医学学院(National Academy of Sciences, Engineering and Medicine)下的一个委员会为胚胎编辑背书,但要求只更正那些导致严重疾病的变异,而且要在没有别的合理替代方案可用时才能使用。
斯坦福大学法律和生物科学中心主任汉克·格里利(Hank Greely)说,培育出更少的缺陷胚胎还能减少生殖诊所丢弃胚胎的数量,而丢弃胚胎这个行为受到了一些人的反对。
更大的问题是所谓的生殖细胞系工程,指的是对胚胎做出无法靠遗传获得的改变。
格里利博士说:“如果你属于一类人,这是个要避免的糟糕情况,但如果你是另一类人,这种方式值得尝试。不管人们将其视为一个选择还是一个缺陷,这都将是一场持续的斗争,”
米塔利波夫博士之前就挑战过科学的极限,用一个所谓的“三亲”宝宝培育引发了伦理上的争议:将一个细胞线粒体失活的卵子的原子核植入另一个健康妇女的卵子里(再和一名男性的精子结合)。食品药品管理局没有批准这个方案,但英国可能会很快进行同一实验。
这项新研究还涉及了每 500 人中约有一例的肥大型心肌病,这是一种常见于年轻运动员中间,导致突然心衰的疾病。
疾病由一个名叫 MYBPC3 基因上的突变引起。如果双亲一方有这个突变,就有 50% 的几率把这一疾病传给儿女。
研究人员们用一名患有肥大型心肌病男子的精子和来自 12 名健康妇女的卵子制造了受精卵。通过植入用作基因剪刀的 CRISPR-Cas9,把男性 MYBPC3 基因上的变异 DNA 序列剪下来。
在 54 个胚胎中,36 个没有了致病基因,相比天然过程是一个巨大的进步,后者只有约一半的胚胎不会带有致病变异。另外 13 个胚胎也没有致病基因,但不是每个细胞里都没有。
研究人员们试图通过更早介入来消除这个问题:把精子和基因剪刀 CRISPR-Cas9 同时植入卵子,而不是把 CRISPR-Cas9 植入已经受精的卵子里。
结果 58 个胚胎中的 42 个,72% 胚胎的每个细胞里都有两组没有致病变异的复制基因。这些胚胎在大约三天后被销毁时,里面也没有发现其它不想要的变异。
这个方法并非完美。剩下的 16 个胚胎带有不想要的症状或者 DNA 不完整。米塔利波夫博士说他相信对过程的微调能让至少 90% 的胚胎不带致病变异。
他说,对于母体基因上携带的致病基因,随着来自父亲的健康基因被复制,同样的过程也应该发生。
米塔利波夫博士还说,但如果双亲的基因都有缺陷,这个方法就不管用了。之后,科学家们则不得不决定如何让其中一个基因复制合成的健康 DNA 序列。
否则,这个方法将对很多疾病有效,“包括很多遗传变异。”他说道。
和海因斯博士一起领导委员会,麦迪逊-威斯康星大学(University of Wisconsin at Madison)的生物伦理学家阿尔塔·查罗(Alta Charo)说这个新发现也许还能揭示导致不孕和流产的更多信息。
“没人会因为不重要的原因而选择这个方法。比起体外受精,性更便宜更有意思。所以除非真的有需求,否则人们不会用这个方法。”查罗博士说道。
翻译 熊猫译社 Harry
题图来自 Pexels
© 2017 THE NEW YORK TIMES
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