他开启了编辑人类胚胎细胞基因,也引爆了业界争议

来源: 全球医生组织 / 作者: / 2017-09-11
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8 月初,《自然》刊发了俄勒冈健康与科学大学生殖生物学家 Mitalipov 教授 (链接原文) 首次应用基因编辑技术修饰人胚胎细胞携带的致病基因。

该研究是第一次编辑人生殖细胞基因,瞬间引爆了业界争议:下一步是否该设计婴儿,有计划、有意向生育了?甚至有人认为这是违背生物进化自然法则,涉嫌优化人种或创造精英个体。

Mitalipov 教授知道自己一石激起千层浪,打开了潘多拉魔盒。始料不及的是科学界同行质疑不是伦理方面,而是科学推论。认为他的研究结果站不住脚,误导了科学界相信他能编辑人类生殖细胞,最终除掉致病基因的潜在风险。

他完成了编辑胚胎细胞,也打开了潘多拉魔盒

业界质疑编辑胚胎细胞携带的突变基因,并不意味着“从根儿上”刨除该致病基因诱发的疾病。目前还没有证据证明修饰突变基因,能根治该基因诱发的疾病。况且疾病是在基因、蛋白水平上、在机体系统和器官多层面上的整合效果。

该研究的初衷是希望用基因编辑“移除”已知致病基因,避免出生后遗传疾病。这也是传统中医理论“治未病”的实验基础,此处为中西合璧:中医提出了理论,西医找出了方法!

回顾 Mitalipov 教授的研究项目,即编辑携带特异性基因突变的人胚胎细胞,已知该突变基因可诱发先天性肥厚型心肌病。Mitalipov 团队编辑变异基因的实验是可重复验证的,即应用 CRISPR-Case9 编辑修饰精子携带的变异 MYBPC3 基因,采用卵子正常基因取而代之。实验验证编辑后胚胎细胞含有两个正常 MYBPC3 基因编码。

问题出在了替补异常 MYBPC3 基因编码是卵子复制的,而非来自精子或实验室预制的 DNA 片段。

胚胎细胞中致病基因编码的确被敲除了。但替补 DNA 片段并不是精子携带的正常 DNA 编码片段,而是卵子正常 DNA 片段的复制结果。这样似乎有悖于受精卵胚胎细胞学的生物学机理:胚胎细胞基因信息应当一半来自卵子,另外一半来自精子。Mitalipov 教授认为这才是让他困惑不解的问题,其中的生物学机制又是什么?

质疑该基因编辑结果

本周,哥伦比亚大学干细胞专家 DieterEgli、纪念斯隆 - 凯特琳癌症中心发育生物学专家 MariaJasin 和哈佛大学医学院遗传学家 GeorgeChurch 将联合发表文章质疑没有任何证据证明卵子携带的基因通过替代精子的变异基因,进而改变细胞生物学机制。

关键问题是 Mitalipov 团队的研究结果不是修饰变异基因,而是替换,其结果是不能如此推论。Egli 和 Jasin 将在《自然》刊发他们论点和论据。

Egli 和 Jasin 认为 Mitalipov 团队错误解读了基因编辑实验结果:“基因编辑 CRISPR 引入敲除掉亲本基因,Cas9 切酶打开了 DNA 双螺旋链,然后细胞就可以任意修复或再组合 DNA 单链了“。这根本不可能发生在受精卵细胞内。

Mitalipov 认为:“Egli 等并没有实验数据支持他们的论点,仅仅依靠我们的实验结果提出各种可能性推测而已”。

业界其他观点

另一组科学家是英国巴斯大学生殖生物学家 AnthonyPerry。他认为卵子受精后成为受精卵(胚胎细胞),卵子和精子遗传基因物质分别位于受精卵两端。这种自然位置很难让人理解用卵子正常基因来修饰或取代变异的精子 DNA 片段,这是遗传学同源重组过程。因此,很难想象亲本的基因组在细胞核内发生如此重组替换过程。

澳大利亚国立大学遗传学家 GaétanBurgio 也认同 Egli 等观点。提出“自我修复变异基因过程并不像“编辑基因”那样简单修补或替补。此外,Egli 也提出了所谓单性生殖的机理,卵子可以不需要精子 DNA 基因物质而成为“受精卵”。

英国 FrancisCrick 研究院的发育生物学家 RobinLovell-Badge 则认为:我们并不完全了解人胚胎细胞在最初阶段的生物学机制,这些正是 Mitalipov 团队所发现人胚胎细胞基因相互修补机制及其过程。他认为不能过早下结论 Mitalipov 的研究结果是误导,需要更多实验验证。

Mitalipov 教授的团队针对各种评述已做好回应准备,他们坚信实验结果是经得住推敲和验证的。

从实验推测到临床应用

普及基因筛查,了解个体未来健康状况,渐渐成为新常态。若发现高危致病基因,应用基因编辑“剪刀”修饰那些坏基因编码,让正常基因编码取而代之。这种在胚胎细胞水平的基因编辑和替补异常基因,不仅意味着从根儿上治愈疾病,也预示着“设计婴儿”的时代不远了!

然而,在我们理解前沿创新科技应用时,包括近年来 IBM 沃森 AI 临床应用、基因编辑 CRISPR-Case9 等,专业人士和各类媒体并没有正确诠释其含义,更是避而不谈潜在风险。是否明智?让时间去证明吧。

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