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修改人类基因 婴儿可被设计?

今年四月,中山大学生命科学院黄军就副教授修改了人类胚胎中导致β型地中海贫血的基因,作为世界首例人类胚胎基因修改,这项实验成果引发了极大争论——既然可以对基因进行选择和编辑,那未来我们能否完全摆脱遗传疾病,甚至从根源上“设计”婴儿?这一系列干预生殖背后,伦理问题又该如何解决?

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修改“地贫”基因


科研成果引争议


近日,国际著名科学杂志《自然》的网站称,中山大学生物科学院的黄军就副教授及其团队完成了全球第一次在人类胚胎进行的基因修改实验,他们从医院获得了86个无法发育成婴儿的问题胚胎,并对当中与地中海贫血症有关的基因细胞进行基因编辑实验,利用一种叫做CRISPR/Cas9的工具成功修改了28个胚胎的基因。也就是说,如果此次基因改造技术成功,人类则有望从预防阶段彻底解决地中海贫血症。这一消息旋即引发了国内外媒体和科学界的广泛关注。


大部分科学家支持的观点是,从理论上说,基因改造技术可以用来帮助遗传病患者,让他们及其后代都摆脱家族性疾病的梦魇;但是从本质上说,这种实验是对人类生殖过程进行基因操纵。在英、德等欧洲国家,类似的研究是被法律禁止的,在美国,只能在严格的管制下用非联邦的经费进行。


对此,复旦大学生命科学院的赵世明教授也表达了他的担忧:“编辑基因有其限制和风险,虽然基因编辑实验是定向的,但改变基因序列可能会导致意外问题,这种问题也许会从上一代传到下一代,引发其他缺陷或疾病。”黄军就副教授的研究报告也提到,在实验后期的处理环节中,他们发现胚胎中有一些变异。此外,基因实验还涉及成功率的问题,黄军就的团队用了86个废弃胚胎做实验,最后,DNA编辑只在其中28个胚胎中成功,成功率只有大约30%。“如果要对正常人类胚胎进行临床实验,成功率必须接近100%,可见这项研究还不够成熟。”黄军就副教授说。


地中海贫血症


在我国南方,地中海贫血症(简称“地贫”)是儿童中最常见、但可能致命的血液异常疾病。地贫以β和α型较为常见,输血治疗是常见疗法,但仅适用于中间型β和α地贫。对于重型β地贫,造血干细胞移植是目前可行的根治方法,如果手术成功,可以消除患者对输血的依赖,消除进一步铁过剩的影响,但不会逆转已存在的铁毒性,也不能防止将地贫遗传给下一代。所以,无论是输血还是造血干细胞移植,都不能一劳永逸地解决地中海贫血症。


“设计婴儿”:


胚胎植入前诊断


既然基因修改技术尚不能用于临床,在对抗疾病、优生优育方面,目前现代医学采取了基因选择技术。1988年,伦敦哈姆斯密医院的医生首创了植入前遗传学诊断技术(简称“PGD”,又名“第三代试管婴儿”)。利用这种诊断技术,医生可以“设计”出一个不带遗传性疾病基因的婴儿,从根源上规避遗传性疾病。


PGD的第一步是进行试管受精,然后医生可以测试胚胎,选择健康的、不携带缺陷基因的胚胎植入母体。全球第一个“无癌宝宝”出生,应用的就是PGD技术:在母亲服用排卵药物后,一共有11个卵细胞在她体外受精,接着它们在试管里开始发育,等到成长至有8个细胞那么大的时候,基因选择就开始了——医生们小心地从它们体内抽取一个完整的细胞,进行基因测试。


结果,有6个胚胎遗传了父亲癌变基因,它们的人生还没有开始,就被宣告结束了。医生从剩余的5个胚胎中挑选获胜者。其中的两个幸运地进入了母亲的子宫,有一个顺利存活下来。而遵从父母的意愿,还有两个胚胎被冷冻起来,以备今后能为自己的孩子再添个弟弟或者妹妹。


PGD技术:预防出生缺陷,避免性别筛选


我国大陆首例试管婴儿在北京大学第三医院诞生,如今,北医三院生殖中心在试管婴儿方面处于国内领先和国际先进行列。院长乔杰介绍道:“所谓的PGD与传统的产前诊断技术不同的是:通过胚胎植入前的基因检测,能提高试管婴儿成功率;而且由于是在胚胎植入母体前进行遗传学诊断,在胚胎阶段就接受基因筛检,剔除携带高风险致病基因的胚胎,筛选出没有遗传病的‘合格胚胎’植入子宫,这样可避免选择性流产,并减轻终止异常胎儿妊娠给妇女带来的心理压力,帮助不孕夫妇及携带地中海贫血、血友病、染色体异常等遗传致病基因的夫妇生出健康的宝宝。”


自第一例PGD婴儿诞生以来,全球已有超过12000个婴儿通过这项技术出生。这项技术将会像羊膜穿刺术一样普遍,成为另一项检测胎儿畸形的常规孕前检查。


与此同时,挑选具有特定基因的胚胎,也使得父母对于子女基因组成拥有前所未有的强大决定权。不久,除了避免疾病外,父母是否会选择利用PGD技术,使孩子拥有某些特定的性状——例如出众的外貌和运动能力?


乔杰院长认为这种想法并不科学:“PGD主要是针对出生缺陷的预防。我国现在每年出生缺陷的新生儿多达90万,与发达国家相比,还是有比较高的出生缺陷率。在临床上, PGD首先是要掌握相应的适应症,对适当的病人去进行检查,再一个要避免的就是胚胎的性别选择,避免产生未来人口的不平衡性。至于运动能力或样貌优化,单从技术层面看,并不是由单一基因决定的,很难通过PGD实现。”


反思:干预生殖是好是坏?


就在黄军就副教授发表修改“地贫”基因的实验报告后,一些世界顶尖的基因科学家在《自然》上发表了一篇评论,呼吁暂停对人类胚胎细胞进行基因改造研究。其实无论是PGD还是修改胚胎基因,它们都属于生殖干预的手段。人类究竟有没有权力决定一个胚胎的生存权?胚胎植入前诊断实际上就是一种筛选,人工受精卵中的一个将会被选中,而其他的则被遗弃,可以算是某种程度上的生殖试验。基因改造研究的反对者们认为,即便是试管中尚未植入子宫的胚胎,也应享有生命的基本权利。


立法方面,在西欧15个国家里,12国允许医学界进行植入前遗传学诊断技术:其中西班牙、英国和法国在20多年前就开此先河,德国则是最后迈出这一步的国家,在德国,对于胚胎进行疾病诊断直至2011年才得以合法化。


从长远来看,部分科学家还担心优生技术将失去医疗前提,反而被滥用。随着技术的发展,我们可以想象,未来人们不仅可以选择子女的性别,甚至还可以选择他们眼睛和头发的颜色。但仍有不少人支持改造人类基因组的想法。2014年,一项针对1000个美国人的调查显示,有26%的受访者认为,“准父母可以改变他们孩子的DNA,以得到更聪明、健康,甚至健美的后代。”


黄军就副教授的研究成果是国际上首次成功使用基因编辑对人类胚胎细胞进行的基因修改,这一研究无疑具有里程碑意义,也推动了道德伦理方面的讨论,但从目前来说,人类还远未能将这种技术应用于人类疾病治疗。


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