基因編輯嬰兒或將面臨早逝的風險

基因編輯嬰兒或將面臨早逝的風險在這張顯微鏡圖片中,科學家們從一個5天大的囊胚中篩選出了囊性纖維化基因。研究人員正在利用包括基因編輯在內的多種技術,解決疾病的遺傳根源。但最近的研究表明,對人類基因組進行可遺傳的改變可能會帶來意想不到的風險。
攝影:DAVID LIITTSHWAGER, NAT GEO IMAGE COLLECTION

撰文:MICHAEL GRESHKO
 
  2018年11月,賀建奎宣布,他的實驗室利用Crispr-Cas9技術成功創造出世界首例基因編輯雙胞胎,舉世震驚。這是有史以來,第一例基因組具有可遺傳變化的人類。賀建奎稱,這種變化可以降低嬰兒感染艾滋病的風險,但關于是否應該對人類進行基因編輯這個問題,倫理和醫學上的爭議不斷。
 
  現在,一項研究發現,基因編輯可能減少嬰兒的壽命。
 
  這篇論文發表于6月3日的《自然醫學》雜志,研究者分析了英國的基因數據庫,發現如果一個人天生具有類似于賀建奎植入嬰兒DNA的特性,那么他在76歲前死亡的風險比沒有這種特性的人高21%。
 
  研究合著者、加州大學伯克利分校的生物學家Rasmus Nielsen說:“通常人們會覺得,一種突變對應一種效果,但事實上一種突變可能有多種不同效果。當我們說對人類進行基因編輯時,必須考慮到這一點:結果很難預測。在一種環境中有益的突變在另一種環境中則可能帶來很多問題。”
 
風險提高

 
  在2018年的公告中,賀建奎稱他的目標是抵抗艾滋病,即人體免疫缺損病毒。通過修改CCR5基因,編輯免疫細胞外的受體,使之在免疫系統中起到重要作用。關于CCR5基因,科學家研究最多的突變之一是?32突變,它比正常情況要短,本質上來說是破損的。而它可以提供針對艾滋病的保護,因為艾滋病病毒會通過鎖定CCR5基因編碼的蛋白質,來感染免疫細胞。
 
  但艾滋病的治療已經取得了長足的進步,當時很多專家認為,從醫學角度沒有必要做這種手術。而且,當CCR5被破壞后,其他病原體會大量繁殖,反而會帶來其他風險。例如,2015年的一項研究顯示,擁有一個或兩個CCR5- ?32基因副本的人死于流感的概率接近平常人的四倍。
 
  雖然賀建奎引入的突變和?32不完全一樣,但嬰兒的CCR5基因似乎以同樣的方式被破壞了。為了弄清楚這對于嬰兒的意義,Nielsen和伯克利分校的博士后研究員魏馨竹梳理了近41萬個基因組,尋找那些天然擁有兩個CCR5- ?32副本的人,看看他們的命運如何。這些基因組來自英國生物樣本庫,其中的DNA檔案由志愿者提供。
 
  為了調整抽樣偏差,魏馨竹和Nielsen隨機抽取了1000組數據,進行比對。他們發現,總體而言,有兩個CCR5- ?32副本的人在76歲之前死亡的風險從3%增加到了46%,平均上升了21%。
 
  魏馨竹和Nielsen提醒說,不要過度解讀他們的研究,部分原因在于今天的DNA數據庫存在地理偏差。這項研究基于的是英國志愿者的基因組,而非中國人。而在賀建奎的基因編輯嬰兒實驗中,也存在著同樣的偏差:此前的研究發現CCR5- ?32針對艾滋病具有保護作用,這是在歐洲人身上,而非東亞人。
 
  研究的首席著者魏馨竹在郵件中說:“我想把這個情況講清楚:基因突變的影響取決于遺傳背景和環境,我們無法推測出它對東亞人的影響。”
 
持續影響
 
  這些新發現勢必會讓人們重新關注賀建奎的研究所帶來的倫理困境。在他發表聲明之前和之后,全世界的研究人員都要求暫停對人類基因組的可遺傳編輯。在今年5月發表于《自然》雜志上的一篇文章中,多位中國著名生物倫理學家譴責了賀建奎,并呼吁全面改革中國的研究倫理管制。今年1月,賀建奎被中國深圳的南方科技大學解雇。
 
  研究人員謹慎地指出,不應該因賀建奎相關的爭論,而低估Crispr技術的醫學價值,因為在很多治療應用中,基因編輯技術沒有帶來可遺傳的改變。例如,為了治療一種遺傳病,科學家可以從人體器官中獲取細胞,用Crispr技術修復那些細胞的基因,再將修復后的細胞重新引入器官再生長。同樣的,研究人員也可以通過改造艾滋病患者的免疫細胞,使之對病毒更具抵抗力,從而達到用CCR5- ?32來幫助治療HIV的目的。
  
  然而,賀建奎編輯女嬰的基因組時,她們還只是受精卵的狀態,這意味著當前的編輯幾乎會影響身體里的每一個細胞,包括她們的卵子。這兩個名為露露和娜娜的嬰兒如果以后打算生育,那她們的孩子至少會有一個被破壞的CCR5基因副本。
 
  魏馨竹在郵件中說:“區別相當于修改電腦的整個操作系統和修改為了特定任務安裝的軟件。我認為,大部分情況下,在遇到問題時,如果有別的解決辦法,人們不會重裝新操作系統。”
 
  而且Crispr技術也并非百分百精確,所以嬰兒的其他基因也有可能被改變了,最終或將帶來意想不到的未知后果。也許幾十年后,它們才會體現在露露和娜娜身上。在《自然》雜志上的那篇文章中,中國的生物倫理學家們認為,這對雙胞胎的余生必須得到監控和護理。
 
  現在,她們為全世界的科學家敲響了警鐘,正如Crispr技術的共同發現者、加州大學伯克利分校的遺傳學家Jennifer Doudna在今年4月的《時代》雜志中所寫的那樣。
 
  “科學界現在正致力于建立更強的保障,賀建奎無視‘不傷害’的基本醫學原則,孤注一擲,可能會造成意想不到的后果。這將成為歷史上最令人震驚的誤用科學技術的經典案例。”

(譯者:Sky4)
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