2018年11月26日,从各种角度上来说,这都是中国医学史上值得被记住的一天。
中国科学家贺建奎团队宣布首次获得基因编辑的人类婴儿,而这件事的背后,无论技术还是伦理,都笼罩着重重阴云。
“令人遗憾和担忧的事实是,基因编辑——一种强大而有用的技术——被用于不必要的环境中。”
——阿尔蒂乌斯生物医学科学研究所副所长、基因编辑科学家FyodorUrnov
2015年,中山大学生命学院的黄军就教授在人类胚胎中首次使用基因编辑技术,修复了β-地中海贫血的基因缺陷。这一成果引起科学界广泛震动,也促使中英美三国科学家在华盛顿举行了第一届国际基因编辑峰会,重点讨论基因编辑带来的伦理问题。
这次大会达成的共识之一是,“技术在人体上成熟,以及社会达成广泛的共识之前,基因编辑小孩是“不负责任的(irresponsible)”。
然而3年后,不负责任的事情还是发生了。
就在香港召开第二届国际基因编辑峰会之前一天,南方科技大学的贺建奎副教授宣布,世界首例基因编辑婴儿在中国深圳和美妇儿科医院诞生。被CRISPR-Cas9技术编辑的基因是CCR5,这让这对双胞胎宝宝获得了对HIV病毒的抵抗能力。
具有讽刺意味的是,本次基因峰会的目的之一就是讨论人类是否要开始改变自己的基因。
CCR5全名C-C趋化因子受体5,也叫做CD195,是一种白细胞表面的蛋白质。作为趋化因子的受体,CCR5参与引导T细胞到达特定的组织和器官,可以说是免疫系统相当重要的一部分。可惜的是,这个守门大将同时也是HIV病毒的目标,它是HIV感染细胞的主要共同受体(但不是唯一的)[1]。
CCR5有一种名为CCR5-Δ32的突变,该突变存在32对碱基缺失,导致CCR5受体功能丧失。因为CCR5是HIVR5毒株感染所必需的,所以携带这种突变的人能够在高风险暴露的条件下抵抗HIV感染。
这种突变多见于欧洲人中,杂合子等位基因频率为10%,纯合子约为1%,此前研究也表明,这部分人对HIV病毒具有较强的抵抗力,杂合子人群对HIV的抗性不如纯合子。
CCR5蛋白结构
CRISPR系统来自微生物,原本是一种用于抵抗噬菌体入侵的防御系统。之所以说它简洁优美,就是因为它构造简单,仅由识别/切割DNA的Cas酶和引导DNA组成,体积小巧。结合不同Cas酶的功能,CRISPR已经取得了多项成果,包括对基因的引入、删除、修改,甚至在不切断DNA的条件下进行单碱基编辑。目前被研究得最透彻、技术最成熟的当属CRISPR-Cas9技术。
本次临床试验,贺建奎团队招募的志愿者都是只有丈夫携带HIV,并且控制良好的夫妻。实际上,如果只是丈夫感染了HIV,通过洗精就可以安全怀孕,避免妻子和宝宝感染HIV病毒[2]。
贺建奎表示,他的目标不是治愈或预防一种遗传性疾病,而是试图赋予孩子们抵抗未来可能感染HIV病毒的能力,避免她们遭受跟父母一样的命运。
试验中,先从精液中分离出精子,去除病毒,而后用其让一个卵子受精,形成胚胎,进行基因编辑。在受精后的3~5天,从胚胎中取出少量细胞检测,最终22个胚胎中有16个编辑成功。在使用了其中11个胚胎,进行了6次移植尝试后,才有了这次成功的双胎妊娠。
贺建奎
参与了研究的一位美国科学家表示,这样的基因编辑研究在美国是被禁止的,因为它带来的基因变化能遗传给后代,并可能影响其它基因的功能。
而宾夕法尼亚大学(UniversityofPennsylvania)基因编辑专家KiranMusunuru博士也认为:“这是不合情理的,在人类身上进行这种试验在道德或伦理上都站不住脚。对那个孩子来说,在预防艾滋病方面几乎没有任何收获,却要面对所有未知的安全风险。”
缺失CCR5除了带来抵抗艾滋病的能力,也会让人更容易感染其它的一些病毒,如西尼罗病毒,还会增加死于流感的风险[7,8]。
加州斯克里普斯研究转化研究所所长EricTopol博士表示,现在进行这样的研究为时过早,“我们处理的是对人类的操作指令,这事关重大。”
也有科学家对此表示支持,比如哈佛大学的著名遗传学家、CRISPR技术的开拓者之一GeorgeChurch。他认为HIV是一个重要而日益严重的公共健康威胁,为预防艾滋病而进行基因编辑是合理的。
CRISPR界四巨头,左一为GeorgeChurch
不过研究数据显示,双胞胎中的一个,CCR5基因的两个副本都被成功编辑了,而另一个宝宝中,只有一个副本被编辑失活。此外,其中一人还似乎是由不同变化的细胞组成的嵌合体。
Church也承认:“这几乎就像是完全不编辑。”因为如果只关闭了一个副本,或者只有部分细胞被编辑,仍会感染艾滋病。
我们需要一个经过定制的“完美小孩”吗?
这个问题并不是今天才出现的。1963年,DNA双螺旋结构获得诺奖的第二年,就有科学家预言,通过修改人体基因来治疗疾病只是个时间问题。但是我们对生命的“干涉”到什么程度是可以被接受的呢?
2015年,中山大学黄军就团队首次在人类胚胎中,利用CRISPR-Cas9单碱基编辑技术实现了对β-地中海贫血基因的“修正”,即使试验使用的是不能够正常发育的缺陷胚胎,这项研究也在国内外引起了极大的震动——或者说,批判。
这直接促使了2015年底国际人类基因编辑峰会的召开,当年的讨论核心就是伦理问题。
首先,伦理的大前提是任何人都拥有自决权,人类无权成为未来人类的设计者。
用于治疗严重遗传疾病尚且不提,如果是用于获得某些“好”的性状,比如智商更高、跑得更快,那么这就违背了最基本的伦理道德。在道德之外,这种对人类进化的“操控”也会带来丧失多样性等问题,更何况以我们现在的认知,是根本无法确定到底那些基因是“必需”那些基因是“垃圾”。
会议上,科学家们讨论得出了四项共识:
1、研究还是要继续,但是要在法律和道德的监督下进行;
2、对体细胞的临床编辑要受现有医疗体系的监管;
3、对生殖细胞的编辑在技术成熟和社会达成广泛共识之前,编辑胎儿是不负责的;
4、鉴于各国之间对基因编辑的规定不一,应当建立国际组织制定相关的规范。
2015年国际人类基因编辑峰会现场
2017年,来自美国国家科学、工程与医学研究院的22名科学家联名发表了一分长达216页的报告,建议开放在人类胚胎中的基因编辑——在严格的监管下,允许研究人员利用基因编辑技术对人类的精子、卵子或早期胚胎进行编辑,以消除严重的遗传疾病。
针对这项报告,不少科学家表示担忧,用于治疗疾病的技术也同样可以用于制造超级士兵,治疗和增强之间的界限是很模糊的。
除了伦理问题,CRISPR技术本身也并非十全十美。这项技术诞生不过十余年,尚且处于发展阶段,例如近期奇点网曾报道过的人体内存在Cas9同源蛋白可能导致编辑无效、CRISPR-Cas9可能会导致作用靶点远处的大规模DNA删除、编辑成功的细胞可能具有p53缺陷等,这些是技术发展时必须跨越的难关,而现在看来我们还没有做好准备。
黄军就团队也曾在论文中指出,对技术的使用需要小心。实验结果说明,从基因编辑到基因疗法技术,中间有明显的障碍,在达成任何临床应用之前,仍有许多问题要研究清楚。
今天(11月26日)上午,多家主流媒体以“中国诞生世界首例免疫艾滋病基因编辑婴儿”或类似的标题报道了贺建奎团队的研究成果,一时间舆论可谓“普天同庆”都在为中国科学家又摘走一项世界第一庆贺。
然而随着科技领域媒体的跟进,事情很快有了反转。
首先,就试验本身的伦理问题和CCR5编辑的必要性,《知识分子》旗下《赛先生》对国内基因编辑及相关领域专家学者进行了采访。↓
激烈反弹:基因改变婴儿导致生物医学界普遍批评
来自北大、清华等科研机构的科学家均表示,首先,CCR5在人体内有重要免疫作用,不可缺失,而且敲除CCR5基因也无法完全避免HIV感染;其次,试验中招募的双亲为父亲HIV感染,母亲健康,100%可以生下健康可爱的孩子,并没有进行CCR5编辑的必要。
如贺建奎在外国新闻采访中所述,不为治病,只为避免孩子(可能)遭受痛苦,那这明显是不符合伦理规范的。
根据网络流传的一份伦理审查申请书,批准了贺建奎研究的是深圳和美妇儿科医院(该院被指为莆田系医院),但国外媒体STAT报道,和美并非提供研究所用胚胎的四家医院之一,而贺建奎借口保护参与者的隐私,也没有向其他医院透露这项研究的性质。
申请时间、批准项目、申请理由,槽点很多。另外签名这几位,根据和美官网披露的信息,显然不符合伦理委员会
下午3时许,新京报记者从深圳市卫计委医学伦理专家委员会获悉,该项试验进行前并未向该部门报备。而稍早时间,界面发布了和美对各界质疑的回应,否认该院和此事有关:“这件事不属实,我们没有接受过相关信息,不知道这件事为什么会上热搜,正在调查。”至于贺建奎是否有挂靠深圳和美进行相关研究,和美方面表示“不了解情况”。
在临床试验注册中心确有报备
锅由谁来背?不少人在怀疑贺建奎作为创始人的瀚海基因。说起来贺建奎作为一名致力于交叉学科的生物学家,其团队之前“开发”的三代测序仪也曾遭质疑。第一财经致电深圳市瀚海基因生物科技有限公司,公司人员称,“老板的项目和公司没有任何关系,是老板在实验室的项目。”
锅还在天上,不知道最终会砸到谁。
截至发稿,贺建奎还没有接听任何媒体的电话。据称,贺建奎目前正在香港参加第二届国际人类基因组编辑峰会,不知道他在会上有没有发言。
参考资料:
[1]
[2]ZaferM,HorvathH,MmejeO,(HIV)transmissionandassistpregnancyinHIV-discordantcouples:asystematicreviewandmeta-analysis[J].Fertilityandsterility,2016,105(3):645-655.e2.
[3]
[4]
[5]《“首例免疫艾滋病基因编辑婴儿”未经医学伦理报备》,新京报,;isappinstalled=0#/detail/1/4087
[6]《深圳和美妇儿科医院否认免疫艾滋病的基因编辑婴儿和该院有关:不属实,医院没有接收过相关信息》,界面新闻,
[7]KeynanY,JunoJ,MeyersA,Δ32alleleinpatientswithseverepandemic(H1N1)2009[J].Emerginginfectiousdiseases,2010,16(10):1621.
[8]LimJK,GlassWG,McDermottDH,:nolongera‘goodfornothing’gene–chemokinecontrolofwestNilevirusinfection[J].Trsinimmunology,2006,27(7):308-312.
[9]《谁是基因编辑婴儿制造者贺建奎?》,界面新闻.
本文作者|孔劭凡代丝雨
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