科学家成功修复人类胚胎中的基因缺陷

源济

研究人员成功修复了早期人类胚胎中一项可导致肥厚型心肌病的基因突变。这项技术给很多遗传疾病都来了巨大的治愈希望。

图为将一种基因修复酶和一名携带某基因突变的捐赠者的精子一同注射后，所生成的胚胎的发展变化。这种基因突变可导致肥厚型心肌病。 图片来源：OREGON HEALTH & SCIENCE UNIVERSITY
AMY DOCKSER MARCUS
华尔街日报  2017年 08月 29日 17:09

研究人员宣布，他们编辑了可存活的人类胚胎，修复了一项会致病的缺陷基因。他们避开了一些困扰以往类似研究的问题，但同时也引发了外界担忧：实验室里基因编辑技术的进步，走在了关于这项技术的伦理学公开讨论之前。这是美国首次用基因编辑技术修改人类胚胎。

研究人员称，他们用一种名为Crispr-Cas9的基因编辑工具，成功修复了一项可导致肥厚型心肌病的基因突变。肥厚型心肌病是导致年轻运动员心脏性猝死的常见杀手，估计每500人中就有1人患有此病。

研究由俄勒冈健康与科学大学(Oregon Health & Science University)、索尔克生物学研究所(Salk Institute for Biological Studies)和韩国基础科学研究所(Korea’s Institute for Basic Science)牵头完成。研究使用的胚胎由捐献者的卵子和精子结合而成，其中捐卵者身体健康，而捐精的那位成年男性不仅携带肥厚型心肌病的基因突变，还有该疾病的家族史。俄勒冈健康与科学大学发言人称，卵子和精子的捐献者是在俄勒冈州招募的，基因编辑工作在美国完成。

研究人员表示，胚胎仅供研究使用，并未移植到女性体内。研究成果发表在8月2日的科学期刊《自然》(Nature)上。

研究成果因涉及修改人类生殖细胞系（即精子、卵子或胚胎的基因），可引发伦理问题。科学家和生物伦理学家呼吁，请务必谨慎对待生殖细胞系的编辑，因为这种编辑修改不仅会改变个体，还会代代相传。

监管部门表示，愿意考虑就治疗个人疾病的Crispr-Cas9疗法展开测试。但法律规定，美国食品药品监督管理局(U.S. Food and Drug Administration)不得利用联邦拨款支持有关人类生殖细胞系编辑研究。

美国国家科学院(U.S. National Academy of Sciences)和美国国家医学院(National Academy of Medicine)发起成立的某国际伦理委员会今年发表的一份报告认为，生殖细胞系的编辑修改有朝一日可能获批，但是会附带限定条件。该伦理委员会给出的建议之一是，生殖细胞系编辑技术只能用于治疗那些除了坐以待毙、别无他法的重疾。

一旦科学文献发表了相关研究，其他组织就会试图复制研究成果。有的国家可能会允许生殖细胞系修改技术最终用于临床试验。英国生育监管部门就允许科研人员以研究为目，用Crispr修改人类胚胎。中国科学家也在不断推进基于Crispr技术的人类胚胎研究。

约翰﹒霍普金斯大学伯曼生物伦理学研究所(Johns Hopkins Berman Institute of Bioethics)所长卡恩(Jeffrey Kahn)说，这篇新论文给（关于胚胎编辑的） “国际讨论带来了压力。”他表示，按照计划安排，基因编辑国际峰会将于2018年初在上海或北京召开。

关于胚胎基因修改研究应以多快速度向前推进，参与此次研究的科研人员也意见不一。

索尔克生物学研究所基因表达实验室教授、这篇论文的通讯作者、前述国际伦理委员会成员Juan Carlos Izpisua Belmonte说，研究结果的前景光明，但“这种研究应限制在实验室里，好让科学家可以对技术进行改善。”

论文的高级作者、俄勒冈健康与科学大学的米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)说，虽然要复制研究成果还需展开更多工作，但他的目标是让这项技术应用于临床试验，将胚胎植入子宫并孕育出健康的孩子。

米塔利波夫并未排除在英国等其他地方做临床试验的可能性。他说：“我们愿意做接受监管的临床试验。”他担心，美国的严令禁止可能导致这项技术用在“无监管地带，而这是不应该发生的。”

Crispr技术的工作原理是瞄准DNA的特定部位，将其切除。当细胞修复了切除部位后，就可用健康的DNA来替代有缺陷的基因。这项技术给很多疾病都带来了巨大的治愈希望。

该项研究的主要研究人员，左起为：索尔克生物学研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte、俄勒冈健康与科学大学胚胎细胞和基因治疗中心的项目负责人Shoukhrat Mitalipov博士、韩国基础科学研究所和首尔国立大学的Jin-Soo Kim。

那些准备利用Crispr技术的公司已引来滚滚资金。数亿美元投入到了以营利为目的初创企业中，这些企业由科学家成立，而科学家所在的科研机构正就Crispr专利技术彼此大打出手。

以前的类似实验总会有这样或那样的问题。比如，Crispr技术切除了DNA里的非目标部位，而这有可能引发其他疾病。再比如，有时该技术只修复了部分胚胎细胞（也称“嵌合现象”），从而引发其他担忧。

本次发表于《自然》杂志上的研究是在人类胚胎的早期修复致病突变，所以避免了上述的一些问题。科学家称，修复了58个胚胎中42个胚胎的基因突变，成功率为72.4%。除一个胚胎外，他们还成功消除了其他所有胚胎中的嵌合现象。

一些科学家提醒说，让研究走出实验室尚为时过早。加州大学戴维斯分校医学院(UC Davis School of Medicine)的干细胞生物学家Paul Knoepfler说：“72%的成功率虽然远高于其他研究，但还需要更上一层楼。要想真正应用到人类生殖细胞系的编辑修复技术，需要做到几乎万无一失才行。”