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CRISPR 的进步意味着种系基因编辑时代已经到来

CRISPR-Cas9 快速、准确且易于使用,使基因组编辑更加高效——但同时也使人类生殖系编辑变得更加可行,消除了为阻止科学家编辑遗传基因而设立的许多道德障碍.

“关于现在所谓的人类基因编辑的伦理争论已经持续了 50 多年,”加州大学圣地亚哥分校实用伦理研究所的联合主任约翰·H·埃文斯博士写道。“几乎在那段时间里,人们一致认为体细胞和人类生殖系编辑之间存在道德分歧。”

在发表在《美国国家科学院院刊》 ( PNAS ) 上的一篇文章中,埃文斯认为,曾经使生殖系编辑成为禁止概念的许多有力的生物伦理学论点在 CRISPR 时代已经开始消失。

埃文斯和越来越多的其他伦理学家认为,长期以来将生殖系与体细胞编辑的科学思想分开的道德鸿沟正在明显减弱。

2018 年,何建奎在中国宣布通过 CRISPR 对人类胚胎进行基因改造——生产出 Lulu 和 Nana 的双胞胎——有助于加强有关生殖系基因编辑的政策。尽管全世界都对他进行无耻的人体实验行为嗤之以鼻,但他的研究也有助于引入关于操纵生殖系基因的更温和的观点。政策制定者在关于涉及遗传基因的研究可行性的指导方针中采取了较为温和的语气。事实证明,越来越多的科学家表示有兴趣通过操纵生殖系 DNA 中的基因序列来开发潜在的治疗方法。

“目前,尽管表面上看,在对科学政策实际发生的事情影响最大的美国和英国主流生物伦理辩论中,体细胞/种系区分已经失去了它的力量。例如,尽管对何建奎的促进妊娠引起了轩然大波种系改造儿童在中国诞生,第二届人类种系编辑国际峰会的领导层含蓄地同意他的看法,即从事种系干预原则上是可以接受的,只要是安全的,并遵循人类受试者保护,“埃文斯在PNAS 上写道。

“事实上,美国国家医学科学院、国家科学院和皇家学会的一个委员会最近开发了一种用于“负责任地使用”生殖系应用的“转化途径”,”埃文斯争辩道。

基因组编辑实际上是指允许科学家“重写”生物体遗传密码片段的几种技术。DNA 序列可以在几乎任何基因组位置删除,或接收添加或更改。与其他基因组编辑技术不同,CRISPR-Cas9 更快、更高效且更易于使用。生物学家越来越多地表示,CRISPR 为强大的生物工具所能实现的目标开辟了新的可能性。

但是,尽管 CRISPR 看起来是高科技,但它并不是在实验室中发明的。编辑技术实际上是对在细菌和古细菌中发现的自然发生的基因组编辑系统的改编。这些生物体从入侵它们的病毒中获取无限小的遗传物质序列,然后使用这些捕获的序列创建称为 CRISPR 阵列的 DNA 片段。

这些阵列允许细菌和古细菌在未来入侵时召回病毒渗透者。当病毒(噬菌体)再次攻击时,细菌或古细菌会从 CRISPR 阵列中产生 RNA,将病毒基因归零。细菌和古细菌然后依靠 Cas9 来切断病毒基因,从而有效地破坏病毒。在许多方面,这种记忆传染性病毒的能力相当于一个粗略的免疫系统,其作用类似于更复杂的哺乳动物免疫系统的记忆 B 和 T 细胞。

加州大学伯克利分校的 Jennifer Doudna 和巴黎巴斯德研究所的 Emmanuelle Charpentier 因涉及 CRISPR-Cas9 的合作获得了 2020 年诺贝尔化学奖。该技术最初是由西班牙阿利坎特大学教授、西班牙生物学家弗朗西斯·莫吉卡开发并命名的。他没有被列为获奖者。

与此同时,埃文斯强调,当 CRISPR 在 2010 年代初成为一种强大的实验室工具时,“种系修饰总是不可能的”似乎仍然存在。

埃文斯写道:“在发现一些科学家正试图在实验室中使用 CRISPR 修改人类胚胎之后,许多科学团体发布了关于人类生殖系编辑的立场文件,主要是利用非恶意的价值来捍卫体细胞/生殖系屏障(安全)。”

例如,根据埃文斯的说法,2015 年 8 月,美国基因和细胞治疗学会和日本基因治疗学会发表声明指出,人类生殖系编辑的“安全和伦理问题” “足够严重,足以支持强有力的研究”。反对在人类细胞中进行基因编辑或基因修饰以产生具有可遗传生殖系修饰的可行人类受精卵的立场。”

他通过呼吁分子生物学界注意近年来基因编辑的速度进步来结束他的论点。“CRISPR 革命使对自然世界的各种干预成为可能,而这些干预都有其周围的伦理争论。

“随着基因工具变得越来越强大,我们必须专注于我们为什么使用这些工具——我们的价值观——否则就有可能陷入'可以做的事情应该做的事情'。”

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