基因改良的超级婴儿可能诞生吗

作者:文/本刊记者 贺涛 编辑/王小
《财经》杂志
摘要 科研人员具有相当的科研能力,相关法律约束较为宽松,治疗性的胚胎基因编辑技术可能在中国率先突破。由于这项技术对伦理的重大挑战,科学家、伦理学家、政策制定者和患者应该共同参与制定伦理准则

继中国科学家宣布对人类胚胎进行了第一次基因编辑后,美国科学家出手了。

《麻省理工技术评论》在2017年7月26日报道称,来自俄勒冈健康科学大学的生物学家舒克拉特·米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)的团队,使用CRISPR基因编辑技术改变了数十个单细胞胚胎的DNA。

两年前,中山大学35岁的副教授黄军就在国际生物学界掀起一场伦理规范的“史诗”般的讨论。黄军就团队利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,试图在胚胎中改变一个特定基因的突变,让有家族病史的新生儿避免患β地中海贫血这种遗传疾病。

相比于中国同行,米塔利波夫领衔的这项研究,在实验胚胎的数量上更占优势。据称,其重要进展是,它验证了基因缺陷导致的遗传性疾病,可以通过基因编辑手段进行纠正,并且是高效、安全的。

从首例人类胚胎基因编辑开始,这一研究一直伴随着巨大的争议:如果人类胚胎基因可以被科学家编辑,那么会不会出现“设计”婴儿,就是满足父母们期望的拥有“更聪明”“更健康”“更漂亮”基因的孩子?

要知道,整容技术最初只是为了修复患者面部严重的缺陷或畸形,而现在,它以塑造了大量千篇一律的网红脸而著称。

谁知道同样的结果,会不会在人类的基因层面再现?值得注意的是,一旦这种变化发生,是烙刻在基因里代代相传下去的。

 

两块“拦路石”

科学家编辑人类胚胎基因的目标,是根除或纠正那些引起遗传性疾病的基因,以治愈遗传病及其相关疾病。一旦研究成功,经过胚胎基因编辑的孩子,可以通过生殖细胞将这种变化传递给后代,从而摆脱笼罩在家族头上的病魔阴影。

米塔利波夫和黄军就所使用的CRISPR技术,于2013年在美国刚一问世,即成为最热门的研究领域。它允许科研人员准确地切掉选择的基因,插入新的基因;而且操作如此简单,任何一个有基本分子生物学背景的学生都能在很短时间内学会并操作。

不过,这一技术有两块“拦路石”:基因嵌合现象和脱靶效应。

基因嵌合现象,是指在基因编辑过程中,会导致一部分编辑错误,并且在一个胚胎中仅有部分细胞被编辑,这样没有经过编辑的细胞,仍然可能出现病变,导致不可预测的后果。

而脱靶效应,是指在应用CRISPR技术时,会有一定的几率殃及到目标之外的基因。

《自然》杂志曾如此评价,用现有技术对人类胚胎进行基因编辑,可能会对下一代产生无法预计的影响。换句话说,现阶段的胚胎基因编辑技术存在很大的安全性问题。

在黄军就的研究中,团队实验操作胚胎86枚,等待48个小时后存活71个胚胎,最终54例通过基因测试,其中只有28个胚胎的目标片段被成功剪切,而且只有很少一部分成功修饰了基因。《麻省理工技术评论》的报道称,米塔利波夫的最新研究结果表明,基因嵌合和脱靶效应这两个CRISPR的已知弊端,是可以克服的。

由于米塔利波夫还没有将这项研究正式发表,人们无法获知研究细节。至今,米塔利波夫本人也拒绝发表任何与此相关的言论。

 

一把“魔术剪刀”

基因编辑技术最初是在人类的体细胞上展开的,已经有近40年的历史。但直到CRISPR这把编辑基因的“魔术剪刀”出现,才将人类带向似乎接近“造物主”的角色——根据需要对物种进行改造。

近两年,依靠CRISPR技术,中国科学家陆续发表了3项关于人类胚胎基因编辑的论文。

一位国内医学伦理专家告诉《财经》记者,在CRISPR技术的发源地美国,科学家出于伦理考虑不敢做,中国科学家开了先河。

美国没有正式禁止人类生殖细胞的基因编辑研究。但美国国立卫生研究院(NIH)的态度明确,曾在2015年发表过一个声明,重申禁止对人类胚胎进行基因改造的长期政策,不会向这类研究提供科研经费。

转机出现在今年2月,美国国家科学院生成了关于CRISPR研究工作的首份指导方针报告。报告指出,科学家只能出于防止婴儿患上严重的遗传性疾病考虑,才可以对胚胎基因进行编辑,而且还有严格的前提条件,如医生要符合特定的安全和道德要求;婴儿的父母除此之外,也没有其他选择。

这意味着,原来对人类胚胎基因编辑研究紧闭大门的美国,敞开了一条门缝。米塔利波夫的研究由此获得了伦理依据。

“从当前国际社会的主流立场看,这项研究在伦理上是站得住脚的。”北京协和医学院人文学院教授张新庆告诉《财经》记者。

美国国家科学院的指导方针传递的一个明确信号是,胚胎基因干预的临床前研究,伦理上可以接受。它所提及要遵循的,是反对用于非医学目的的胚胎基因编辑。

在米塔利波夫的研究中,总共有数十个试管受精胚胎被用来实验,其中精子的捐献者均患有遗传性疾病,且这些疾病都是由基因突变引起的。

实验阶段的胚胎是很小的肉眼不可见的细胞团。所有的胚胎仅发育几天,就终止了。实际上,目前为止的所有胚胎细胞基因编辑研究中,都没有胚胎被植入子宫并继续发育成为婴儿,尚处于临床前研究阶段。

要进入后续的临床试验乃至临床应用阶段,胚胎细胞基因编辑研究还需要时间,政策之门并未完全打开。目前,美国国会就禁止食品药品监督管理局(FDA)审查涉及胚胎编辑的临床试验申请。

实际上,在国际生物学界,干预后代的基因一度是“无人敢碰的禁区”。

除了监管上的禁令,科学家对于基因是如何发挥特定作用的,也存在巨大的认知局限。比如,编辑哪些基因可以实现人类长寿,这种基础问题都没搞清楚,尽管手握基因剪刀,却不知从何处下手。

 

一个红色禁区

尽管有严格的约束,当科学家手握“魔剪”时,还是让人紧张和担忧,2013年的一部美剧《机器之心》就出现了未来有钱人的孩子都是完美的剧情。

胚胎编辑可能被用于诸如定制超级婴儿的用途,学术界称之为基因增强。

至少在原理上,这种科学幻想是可行的,对人类胚胎进行基因编辑,既可以修改那些致病的坏基因,也可以增强那些所谓的好基因。

试想一下,改动某个与智商相关的基因,你的后代就变得异常聪明,听起来多么诱人?

这样的设想屡见于媒体报道乃至争议双方表达的意见中。在中国社科院研究员、医学伦理专家邱仁宗看来,这种情况表明,人们对基因编辑的伦理学讨论的历史和进展都存在着误解。

很难想象超级婴儿的描述出自负责任的研究者之口,“没有一个科学家会愚蠢到这个地步,让大家群起而攻之”。张新庆说。

虽然中国没有成型的法律条文禁止类似的研究,黄军就团队还是极力规避了国际研究禁区:正常的受精卵是一个卵细胞结合一个精子后形成的,他在实验中使用了一种异常胚胎——一个卵细胞接受了两个精子,这种胚胎不能正常发育,本来就会被医院废弃。

斯坦福大学法律教授和生物伦理学家汉克·格里利(Hank Greely)认为,如果对胚胎基因进行编辑后,想把这个胚胎植入子宫内,那就是挑战约束之举,应该先进行充分的讨论才能决定是否去做。

经过许多年的讨论后,大多数科学家和生命伦理学家一致同意,基因编辑研究存在伦理上的优先次序,依次是:治疗性体细胞基因编辑、治疗性生殖系基因编辑、增强性体细胞基因编辑、增强性生殖系基因编辑。

简单来说,体细胞基因治疗的临床研究,是可以得到伦理学辩护的,因为体细胞的基因编辑是不能遗传的,因此这方面不存在问题和争议。邱仁宗介绍,体细胞基因治疗有些已经进入II期和III期临床试验,有些被批准临床应用。

而包括人类胚胎和生殖细胞在内的生殖系基因编辑,是可遗传给后代的,因此相关研究争议巨大。

其中,由于生殖系细胞基因编辑存在太多不确定、未知的因素,现有的成本和效益分析、风险评估等方法也不适用,学术界对它实行“有罪推定”的政策,即在支持者有责任提供不会对后代造成严重伤害的证据后,方可进行临床研究。

至于增强性的基因编辑,是一个众所周知的“红色禁区”。基因编辑不能用于非医学目的、改善非病理性性状的研究,比如编辑出一个携带高智商基因的婴儿。

目前,美国国家科学院咨询委员会对此态度明确,不管是体细胞还是生殖系的基因增强,都排除在研究以外,这也符合公众的态度。

美国的独立性民调机构皮尤研究中心,在2014年8月进行的一项调查中发现,有46%的成年人支持对婴儿进行基因编辑,以降低患重病的风险。但是,有83%的人认为,如果这样做是为了使婴儿更聪明,那就是对“医学的过度利用”。

增强性基因编缉目前根本无法进入科学家的研究日程,但治疗性的胚胎基因编缉前途可期。

加利福尼亚大学戴维斯分校干细胞研究员Paul Knoepfle预测,中国科学家以及米塔利波夫实验室的研究成果,早晚有一天会应用于人类。

有观点认为,中国科研人员具有相当的科研力,且相关法律约束较为宽松,可能会率先实现这一成就。

这种预测则让张新庆感到担忧。大约十年前,中国大陆有数百家医疗机构开展尚处于临床试验阶段的干细胞移植疗法,收取高昂的费用,接受治疗的患者根本不清楚可能面临的风险。到2012年初,原卫生部叫停干细胞治疗。但时至今日,这一史无前例的违规案件,也没有得到严肃处理。

干细胞临床治疗的乱象,不仅打乱了国内干细胞研究的正常秩序,也破坏了干细胞科研界的形象,恶劣的影响已然形成。目前在生殖系基因编缉领域与当初的干细胞治疗相似,不仅没有立法,也缺少正式的伦理讨论。

张新庆直言,国内科研界可以为了占领科技竞争制高点,放下争议,做了再说。但合理的做法应该是,科学家、伦理学家、政策制定者和患者应该坐下来,共同制定伦理准则,“先说后做,而不是先做再说。”

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