基因编辑婴儿或将面临早逝的风险

基因编辑婴儿或将面临早逝的风险在这张显微镜图片中,科学家们从一个5天大的囊胚中筛选出了囊性纤维化基因。研究人员正在利用包括基因编辑在内的多种技术,解决疾病的遗传根源。但最近的研究表明,对人类基因组进行可遗传的改变可能会带来意想不到的风险。
摄影:DAVID LIITTSHWAGER, NAT GEO IMAGE COLLECTION

撰文:MICHAEL GRESHKO
 
  2018年11月,贺建奎宣布,他的实验室利用Crispr-Cas9技术成功创造出世界首例基因编辑双胞胎,举世震惊。这是有史以来,第一例基因组具有可遗传变化的人类。贺建奎称,这种变化可以降低婴儿感染艾滋病的风险,但关于是否应该对人类进行基因编辑这个问题,伦理和医学上的争议不断。
 
  现在,一项研究发现,基因编辑可能减少婴儿的寿命。
 
  这篇论文发表于6月3日的《自然医学》杂志,研究者分析了英国的基因数据库,发现如果一个人天生具有类似于贺建奎植入婴儿DNA的特性,那么他在76岁前死亡的风险比没有这种特性的人高21%。
 
  研究合著者、加州大学伯克利分校的生物学家Rasmus Nielsen说:“通常人们会觉得,一种突变对应一种效果,但事实上一种突变可能有多种不同效果。当我们说对人类进行基因编辑时,必须考虑到这一点:结果很难预测。在一种环境中有益的突变在另一种环境中则可能带来很多问题。”
 
风险提高

 
  在2018年的公告中,贺建奎称他的目标是抵抗艾滋病,即人体免疫缺损病毒。通过修改CCR5基因,编辑免疫细胞外的受体,使之在免疫系统中起到重要作用。关于CCR5基因,科学家研究最多的突变之一是∆32突变,它比正常情况要短,本质上来说是破损的。而它可以提供针对艾滋病的保护,因为艾滋病病毒会通过锁定CCR5基因编码的蛋白质,来感染免疫细胞。
 
  但艾滋病的治疗已经取得了长足的进步,当时很多专家认为,从医学角度没有必要做这种手术。而且,当CCR5被破坏后,其他病原体会大量繁殖,反而会带来其他风险。例如,2015年的一项研究显示,拥有一个或两个CCR5- ∆32基因副本的人死于流感的概率接近平常人的四倍。
 
  虽然贺建奎引入的突变和∆32不完全一样,但婴儿的CCR5基因似乎以同样的方式被破坏了。为了弄清楚这对于婴儿的意义,Nielsen和伯克利分校的博士后研究员魏馨竹梳理了近41万个基因组,寻找那些天然拥有两个CCR5- ∆32副本的人,看看他们的命运如何。这些基因组来自英国生物样本库,其中的DNA档案由志愿者提供。
 
  为了调整抽样偏差,魏馨竹和Nielsen随机抽取了1000组数据,进行比对。他们发现,总体而言,有两个CCR5- ∆32副本的人在76岁之前死亡的风险从3%增加到了46%,平均上升了21%。
 
  魏馨竹和Nielsen提醒说,不要过度解读他们的研究,部分原因在于今天的DNA数据库存在地理偏差。这项研究基于的是英国志愿者的基因组,而非中国人。而在贺建奎的基因编辑婴儿实验中,也存在着同样的偏差:此前的研究发现CCR5- ∆32针对艾滋病具有保护作用,这是在欧洲人身上,而非东亚人。
 
  研究的首席著者魏馨竹在邮件中说:“我想把这个情况讲清楚:基因突变的影响取决于遗传背景和环境,我们无法推测出它对东亚人的影响。”
 
持续影响
 
  这些新发现势必会让人们重新关注贺建奎的研究所带来的伦理困境。在他发表声明之前和之后,全世界的研究人员都要求暂停对人类基因组的可遗传编辑。在今年5月发表于《自然》杂志上的一篇文章中,多位中国著名生物伦理学家谴责了贺建奎,并呼吁全面改革中国的研究伦理管制。今年1月,贺建奎被中国深圳的南方科技大学解雇。
 
  研究人员谨慎地指出,不应该因贺建奎相关的争论,而低估Crispr技术的医学价值,因为在很多治疗应用中,基因编辑技术没有带来可遗传的改变。例如,为了治疗一种遗传病,科学家可以从人体器官中获取细胞,用Crispr技术修复那些细胞的基因,再将修复后的细胞重新引入器官再生长。同样的,研究人员也可以通过改造艾滋病患者的免疫细胞,使之对病毒更具抵抗力,从而达到用CCR5- ∆32来帮助治疗HIV的目的。
  
  然而,贺建奎编辑女婴的基因组时,她们还只是受精卵的状态,这意味着当前的编辑几乎会影响身体里的每一个细胞,包括她们的卵子。这两个名为露露和娜娜的婴儿如果以后打算生育,那她们的孩子至少会有一个被破坏的CCR5基因副本。
 
  魏馨竹在邮件中说:“区别相当于修改电脑的整个操作系统和修改为了特定任务安装的软件。我认为,大部分情况下,在遇到问题时,如果有别的解决办法,人们不会重装新操作系统。”
 
  而且Crispr技术也并非百分百精确,所以婴儿的其他基因也有可能被改变了,最终或将带来意想不到的未知后果。也许几十年后,它们才会体现在露露和娜娜身上。在《自然》杂志上的那篇文章中,中国的生物伦理学家们认为,这对双胞胎的余生必须得到监控和护理。
 
  现在,她们为全世界的科学家敲响了警钟,正如Crispr技术的共同发现者、加州大学伯克利分校的遗传学家Jennifer Doudna在今年4月的《时代》杂志中所写的那样。
 
  “科学界现在正致力于建立更强的保障,贺建奎无视‘不伤害’的基本医学原则,孤注一掷,可能会造成意想不到的后果。这将成为历史上最令人震惊的误用科学技术的经典案例。”

(译者:Sky4)
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