世界首例基因编辑婴儿在中国诞生:本不该发生,至少不应在今天

2018-11-27 绿谷生物 中国科普博览
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大脑就被快世界首例人类基因编辑婴儿的新闻轰炸了,来发表一下看法。

科技是一个双面剑,既会给人类带来潜在的收益,也会有潜在的风险,这个风险就来源于未知。在这里我们只谈谈技术,伦理尚且不说。

就目前而言,人类并没有完全掌控住生命的规律,虽然已经破译了一些遗传物质,但在基因的表达与调控机制等领域仍存在很多盲区。

遗传真的有那么简单吗?

举个例子,人类胚胎基因编辑技术以中心法则为生物学基础,什么是中心法则?就是认为遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递到蛋白质,然后再由蛋白质进行表达,这个遗传顺序是不会发生改变的。

图源:Wikipedia

 

遗传要是有这么简单就好了,一个基因对一个性状(比如说这个事件里的编辑了CCR5,让它没有艾滋病的受体,也就避免了艾滋病),那科学家也不会头疼了,对着基因挨个改性状就好了。

CCR5受体 图源:Wikipedia

但是,实际上人体的遗传系统是极为复杂的,基因与蛋白质、基因与性状之间并非一一对应的关系,有时往往是十几种基因同时影响某一遗传性状。没有几种人类疾病可以清晰明了地归咎于某一种基因,而多数情况下某种疾病通常是由两个或多个基因相互耦合的结果,反过来,两个或多个基因的共同作用才能导致某一疾病的发生。

所以你以为改了CCR5,然后呢,真的只是改变了这一个免疫艾滋病的性状吗?其他与之相关的基因会发生什么变化?人体的相互依存的基因系统会发生什么样连锁反应?

致病基因真的那么简单吗,

改改就完事了吗?

人的成长、发育、生病、衰亡以及某些行为方式,都由基因因素和非基因因素决定的。即便是单基因遗传病,就是只受一对等位基因控制的遗传病,哪怕99%说这个基因和某种病相对应,也不能说由基因决定。

蚕豆病就是单基因遗传病,病因是葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷,导致无法正常分解葡萄糖。追根溯源是G6PD(葡糖-6-磷酸脱氢酶)缺乏,导致吃了蚕豆之后会出现急性溶血。但蚕豆病发病情况颇为复杂。

G6PD(葡糖-6-磷酸脱氢酶)图源:Wikipedia

比如蚕豆病只发生于G6PD缺乏者,但并非所有的G6PD缺乏者吃蚕豆后都发生溶血;曾经发生蚕豆病患者每年吃蚕豆,但不一定每年都发病;发病者溶血和贫血的程度与所食蚕豆量的多少并无平行关系;成年人的发病率显著低于小儿。

由此可以推测,除了红细胞缺乏G6PD以外,必然还有其他因素与发病有关。可见,蚕豆病发生溶血的机制比G6PD缺乏所致的药物性溶血性贫血复杂,并不能简单的把基因和疾病完全挂钩。

那多基因遗传就不多说了,这个复杂性相比于单基因遗传病更大,遗传效应较多地受环境因素的影响。与单基因遗传病相比,多基因遗传病不只由遗传因素决定,而是遗传因素与环境因素共同起作用。比如冠心病、精神分裂症、糖尿病就属于此类别。

 

CRISPR/Cas9 技术真的很安全吗?

 

原理图 图源:A Review of CRISPR-Cas9:How is the Gene Editing Tool Changing the World? LABIOTECH.eu

这是一个基因编辑工具,Cas9是一种蛋白质,可以识别在CRISPR中存储的特殊序列,并通过序列匹配剪切DNA。那切错了怎么办?这就叫脱靶效应,简单来说,就是本来想对这个基因进行编辑,切割的地方就被称为靶点,但一不小心,切了靶点以外的基因,就叫脱靶,然后引发了一些列不想要的基因突变,那就会大大增加了人类患其他疾病的风险。虽然说只要试验设计的好,脱靶的概率很低很低,但总归还是不好说啊!

另一个就是“镶嵌现象”。镶嵌现象是指从单一受精卵发育而成的同一个体的细胞有不同的遗传组成、染色体结构或染色体数目的现象。简单来说,就是基因组并不只是在人与人之间有差异,它也可能在同一个身体里、细胞与细胞之间产生。

2017年,英国维康桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)的研究者检验了241名女性的白血球DNA序列。每位女性皆有约160个新的突变,每个突变皆在其细胞中占有一定的比例。

用CRISRP/Cas9 技术编辑多细胞胚胎,由于被修饰细胞的数量难以控制,最终可能只有部分细胞被成功编辑,导致出现被改变和未改变的遗传嵌合体,其功能性结果由此将变得复杂和不可预料,包括导致下一代成为癌症易感者或其他疾病的易感者。 

最重要的是,如果人类胚胎基因编辑出错了,结果导致其他病变,想要把ta的基因改回来,这是没有办法的哦,在接受基因编辑之后,新的DNA会在婴儿体内永久留下印记,直到死去。

因为以上这些因素(当然还有其他很多因素),人类胚胎基因编辑技术才会引起争议。2015年,我国中山大学黄军就课题组利用废弃胚胎进行基因编辑,以观察与地中海贫血症相关基因的遗传情况,结果很快遭到学术界的批评。

这一事件也最终促使2015年12月“全球人类基因编辑峰会”的召开,并成立人类基因编辑委员会。经由多国顶尖科学家、伦理学者等对“人胚胎的基因编辑”问题充分讨论,与会者达成共识:

“鼓励基因编辑的基础研究和体细胞的临床应用,但是生殖细胞的基因编辑研究应遵循限制性的伦理规范,未来在条件允许下才可以考虑临床应用。”

至此,对“能否开展相关研究”的争议逐渐平息。

 

所以,按道理来说这个事本来就不应该发生的,至少不是在今天。

 

参考文献:

http://b.38zhubao.net/KCMS/detail/detail.aspx?QueryID=7&CurRec=2&recid=&filename=ZRBZ201806011&dbname=CJFDLAST2018&dbcode=CJFQ&yx=&pr=&URLID=&forcenew=no

http://b.38zhubao.net/KCMS/detail/detail.aspx?QueryID=5&CurRec=3&recid=&filename=ZRBT201811014&dbname=CJFDTEMP&dbcode=CJFQ&yx=&pr=&URLID=&forcenew=no

http://med.sina.com/article_detail_103_2_42121.html

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%BF%83%E6%B3%95%E5%89%87

https://en.wikipedia.org/wiki/CCR5

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%91%A1%E8%90%84%E7%B3%96-6-%E7%A3%B7%E9%85%B8%E8%84%AB%E6%B0%AB%E9%85%B6%E7%BC%BA%E4%B9%8F%E7%97%87

https://www.nature.com/articles/nature21703

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