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中国失败的基因编辑婴儿实验证明我们还没有准备好进行人类胚胎修饰

一年多以前,中国生物物理学家何建奎试图使用CRISPR技术修饰人类胚胎并使它们对HIV具有抗性,这一举动震惊了世界,这导致了双胞胎Lulu和Nana的诞生。

现在,该研究摘要的最新版本中揭示了关键细节,这引发了人们对露露和娜娜基因组如何被修饰的一系列担忧。

CRISPR是一项技术,可让科学家通过改变其序列来精确编辑任何DNA。

使用CRISPR时,您可能试图通过使基因失活来“敲除”基因,或者尝试实现特定的修饰,例如引入或去除所需的DNA。

CRISPR系统的基因编辑依赖于两种蛋白质的结合。一种叫做Cas9的蛋白质负责“切割” DNA。另一种蛋白质是短的RNA(核糖核酸)分子,可作为“向导”,将Cas9带到应该切割的位置。

系统还需要正在编辑的单元格的帮助。DNA损伤很常见,因此细胞必须定期修复DNA损伤。相关的修复机制是在进行基因编辑时引入缺失,插入或修饰的机制。

露露和娜娜的基因组如何被修饰

Jiankui和他的同事们针对一种叫做CCR5的基因,该基因对于HIV病毒进入白细胞(淋巴细胞)并感染我们的身体是必需的。

CCR5的一个变体,称为CCR5Δ32,缺少特定的一串32个“字母”的DNA代码。这种变异自然存在于人类中,并导致对最常见的HIV病毒具有高水平的抵抗力。

Jankui的团队希望使用CRISPR在人类胚胎上重现此突变,以使其对HIV感染具有抵抗力。但这并没有按计划进行,他们可能有几种失败的方法。

首先,尽管在他们未发表的文章的摘要中声称他们复制了人类CCR5突变,但实际上,该团队试图将CCR5修饰为接近 Δ32突变。

结果,他们产生了不同的突变,其作用是未知的。它可能会或不会赋予HIV抗药性,并且可能会或可能不会带来其他后果。

令人担忧的是,他们没有进行任何测试,而是继续植入胚胎。这是不合理的。

马赛克效果

错误的第二个来源可能是编辑不够完美。这意味着并非必须对胚胎中的所有细胞进行编辑。

当有机体混合了已编辑和未编辑的细胞时,就称为“马赛克”。尽管可用数据仍然有限,但Lulu和Nana似乎都是马赛克。

这使得基因编辑的婴儿对艾滋病毒感染具有抵抗力的可能性更低。镶嵌风险可能是不植入胚胎的另一个原因。

此外,编辑可能会对基因组其他地方产生意想不到的影响。

设计CRISPR实验时,请选择“指南” RNA,以使其序列对于您所靶向的基因而言是唯一的。但是,“脱靶”切割仍然可能发生在基因组中其他地方,序列相似。

Jiankui和他的团队测试了经过编辑的胚胎中的细胞,并报告了仅一种脱靶修饰。但是,该测试需要对细胞进行采样,因此不再是胚胎的一部分,而是继续发育。

因此,尚未测试胚胎中剩余的细胞,并且可能具有不同的脱靶修饰。

这不是团队的错,因为在检测偏离目标和马赛克的过程中总是存在局限性,我们只能得到部分了解。

但是,该部分图片应该使它们暂停了。

一个坏主意开始

上面,我们描述了与对胚胎进行修饰相关的几种风险,这些风险可能会遗传给后代。

只有在收益明显大于风险的情况下,胚胎编辑才在道德上是合理的。

除了技术问题,建奎的团队甚至没有解决未满足的医疗需求。

虽然双胞胎的父亲是HIV阳性,但已经有一种成熟的方法可以防止HIV阳性的父亲感染胚胎。该团队实际上使用了这种“ 精子清洗 ”方法。

如果得到证实,尝试进行基因修饰的唯一好处是可以减少双胞胎在以后的生活中感染艾滋病毒的风险。

但是,存在控制感染风险的更安全的现有方法,例如避孕套和强制性的献血检测。

基因编辑作为一个领域的意义

基因编辑有无数的应用。它可以使卡文迪许香蕉等植物更具抗性。它在适应气候变化中可以发挥重要作用。

在健康方面,通过β地中海贫血和镰状细胞疾病的体细胞编辑(即患者自身细胞的非遗传修饰),我们已经看到了可喜的结果。

但是,我们还没有准备好编辑人类胚胎。我们的技术还不够成熟,并且没有理由提出其他技术无法解决的广泛需求,例如植入前的基因检测。

在治理方面还需要进行大量工作。从世界卫生组织到教科文组织,都有个人呼吁暂停胚胎编辑,并设立了专家小组。

然而,尚未达成共识。

重要的是,这些讨论必须同步进行到第二阶段,在此阶段,应与其他利益相关者(例如患者组)进行更广泛的协商(并告知)。与公众的参与也至关重要。

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