科學家成功修復人類胚胎中的基因缺陷

圖為將一種基因修復酶和一名攜帶某基因突變的捐贈者的精子一同注射後，所生成的胚胎的發展變化。這種基因突變可導致肥厚型心肌病。圖片來源：Oregon Health & Science University

記者Amy Dockser Marcus

研究人員宣布，他們編輯了可存活的人類胚胎，修復了一項會致病的缺陷基因。他們避開了一些困擾以往類似研究的問題，但同時也引發了外界擔憂：實驗室里基因編輯技術的進步，走在了關於這項技術的倫理學公開討論之前。這是美國首次用基因編輯技術修改人類胚胎。

研究人員稱，他們用一種名為Crispr-Cas9的基因編輯工具，成功修復了一項可導致肥厚型心肌病的基因突變。肥厚型心肌病是導致年輕運動員心臟性猝死的常見殺手，估計每500人中就有1人患有此病。

研究由俄勒岡健康與科學大學(Oregon Health & Science University)、索爾克生物學研究所(Salk Institute for Biological Studies)和韓國基礎科學研究所(Korea』s Institute for Basic Science)牽頭完成。研究使用的胚胎由捐獻者的卵子和精子結合而成，其中捐卵者身體健康，而捐精的那位成年男性不僅攜帶肥厚型心肌病的基因突變，還有該疾病的家族史。俄勒岡健康與科學大學發言人稱，卵子和精子的捐獻者是在俄勒岡州招募的，基因編輯工作在美國完成。

研究人員表示，胚胎僅供研究使用，並未移植到女性體內。研究成果發表在8月2日的科學期刊《自然》(Nature)上。

研究成果因涉及修改人類生殖細胞系（即精子、卵子或胚胎的基因），可引發倫理問題。科學家和生物倫理學家呼籲，請務必謹慎對待生殖細胞系的編輯，因為這種編輯修改不僅會改變個體，還會代代相傳。

監管部門表示，願意考慮就治療個人疾病的Crispr-Cas9療法展開測試。但法律規定，美國食品藥品監督管理局(U.S. Food and Drug Administration)不得利用聯邦撥款支持有關人類生殖細胞系編輯研究。

美國國家科學院(U.S. National Academy of Sciences)和美國國家醫學院(National Academy of Medicine)發起成立的某國際倫理委員會今年發表的一份報告認為，生殖細胞系的編輯修改有朝一日可能獲批，但是會附帶限定條件。該倫理委員會給出的建議之一是，生殖細胞系編輯技術只能用於治療那些除了坐以待斃、別無他法的重疾。

一旦科學文獻發表了相關研究，其他組織就會試圖複製研究成果。有的國家可能會允許生殖細胞系修改技術最終用於臨床試驗。英國生育監管部門就允許科研人員以研究為目，用Crispr修改人類胚胎。中國科學家也在不斷推進基於Crispr技術的人類胚胎研究。

約翰·霍普金斯大學伯曼生物倫理學研究所(Johns Hopkins Berman Institute of Bioethics)所長卡恩(Jeffrey Kahn)說，這篇新論文給（關於胚胎編輯的）「國際討論帶來了壓力。」他表示，按照計劃安排，基因編輯國際峰會將於2018年初在上海或北京召開。

關於胚胎基因修改研究應以多快速度向前推進，參與此次研究的科研人員也意見不一。

索爾克生物學研究所基因表達實驗室教授、這篇論文的通訊作者、前述國際倫理委員會成員Juan Carlos Izpisua Belmonte說，研究結果的前景光明，但「這種研究應限制在實驗室里，好讓科學家可以對技術進行改善。」

論文的高級作者、俄勒岡健康與科學大學的米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)說，雖然要複製研究成果還需展開更多工作，但他的目標是讓這項技術應用於臨床試驗，將胚胎植入子宮並孕育出健康的孩子。

米塔利波夫並未排除在英國等其他地方做臨床試驗的可能性。他說：「我們願意做接受監管的臨床試驗。」他擔心，美國的嚴令禁止可能導致這項技術用在「無監管地帶，而這是不應該發生的。」

Crispr技術的工作原理是瞄準DNA的特定部位，將其切除。當細胞修復了切除部位後，就可用健康的DNA來替代有缺陷的基因。這項技術給很多疾病都帶來了巨大的治癒希望。

該項研究的主要研究人員，左起為：索爾克生物學研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte、俄勒岡健康與科學大學胚胎細胞和基因治療中心的項目負責人Shoukhrat Mitalipov博士、韓國基礎科學研究所和首爾國立大學的Jin-Soo Kim。

那些準備利用Crispr技術的公司已引來滾滾資金。數億美元投入到了以營利為目的初創企業中，這些企業由科學家成立，而科學家所在的科研機構正就Crispr專利技術彼此大打出手。

以前的類似實驗總會有這樣或那樣的問題。比如，Crispr技術切除了DNA里的非目標部位，而這有可能引發其他疾病。再比如，有時該技術只修復了部分胚胎細胞（也稱「嵌合現象」），從而引發其他擔憂。

本次發表於《自然》雜誌上的研究是在人類胚胎的早期修復致病突變，所以避免了上述的一些問題。科學家稱，修復了58個胚胎中42個胚胎的基因突變，成功率為72.4%。除一個胚胎外，他們還成功消除了其他所有胚胎中的嵌合現象。

一些科學家提醒說，讓研究走出實驗室尚為時過早。加州大學戴維斯分校醫學院(UC Davis School of Medicine)的幹細胞生物學家Paul Knoepfler說：「72%的成功率雖然遠高於其他研究，但還需要更上一層樓。要想真正應用到人類生殖細胞系的編輯修復技術，需要做到幾乎萬無一失才行。」

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