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作者:石纯
来源:张铁林书法
发布时间:2019-11-18

武汉经开万达广场

何建奎以负面排名世界前十。基因编辑如何进行

    何建奎的冒险精神影响了基因编辑技术,但无论大多数人是否愿意,这项技术将不可避免地成为防治严重遗传病的有力武器,将来还会有更多的基因编辑婴儿走向世界。资料来源:南方科技大学副教授何建奎,记者,何涛/王晓/财经编辑,微信公开号。何建奎因引发负面事件而被列入世界著名学术期刊《自然》和《科学》的两年度排行榜。12月20日,《科学》杂志在2018年发表了十项科学突破,并列出了三项科学突破。何建奎的世界首例“基因编辑婴儿”事件被列为其中之一。前一天,《自然》杂志公布了一年前十大数字。何建奎被选为负面人物,他的专栏文章《CRISPR流氓》介绍了他选择的原因。(CRISPR流氓)。在何建奎领导的人体实验中,露露和娜娜结合基因编辑和体外婴儿技术诞生。这对双胞胎对HIV感染具有天然的抗性,据说已经用CRISPR-Cas9技术修饰了一个关键基因(CCR5)。从风险收益比、安全与医德等角度进行研究是不可避免的。邱仁宗,一位著名的生物伦理学家,有着“使用基因编辑来完成这个任务,就像用高射炮射杀蚊子”的形象。他将留下一个复杂的遗产。据《自然》杂志报道,科学家们担心,在基因编辑领域,可能很难获得公众的财政支持和监管批准。虽然这项技术可以给人类发展带来新的见解,并可能通过某种方式预防致命的遗传疾病,但很少有人认为他的方法会有帮助。在国内互联网上,妖魔化基因编辑技术的发展是随风而起的。例如,“基因编辑的两个女孩不再是人类”和“呼吁安乐死两个婴儿”有很大的市场。何建驹的皮疹行为使基因编辑技术遭受重创,其临床应用将不可避免地变得更加曲折。然而,很难阻止基因编辑技术帮助人类对抗严重的遗传疾病。据美国路易斯维尔大学生育中心主任孟丽说,CRISPR-Cas9敲开了辅助生殖技术的大门,如何对待、接受和支持这种新兴的技术,考验全人类的智慧。CRISPR-Cas9技术是何建琦用来修饰基因的工具,近年来已成为生物研究领域的热点。这种技术就像剪刀,可以剪断DNA链。2012年6月,第一篇相关研究论文发表,首次证明该技术不仅能够在体外切割任何DNA链,而且能够修饰活细胞中的基因。全世界的研究人员都热衷于利用它来精确地切断靶基因,并插入新的基因,这些基因在小鼠、斑马鱼、细菌、果蝇、酵母、线虫和作物细胞中已经逐一得到验证,从而激活或抑制各种靶基因。最终,人类体细胞的基因编辑成功。这个过程如此简单,以至于任何分子生物学实验室都能够快速掌握它,而且似乎没有技术门槛。从逻辑上讲,使用魔剪来编辑人类基因的想法简单而自然。此时,辅助生殖技术——试管婴儿技术已经在许多医院得到成熟的应用。将这两种技术结合起来不是很好吗?露露和娜娜是CRISPR-Cas9和IVF的见习生。在试管婴儿中人工进行卵子和精子的体外受精,然后引入“魔剪”将Cas9蛋白和特异性引导序列注射到受精卵中,受精卵仍处于单细胞状态,针头为5微米,毛发为二十分之一,对CCR5基因进行修饰,CCR5基因是玉米的一种。艾滋病病毒侵入人体细胞的辅助受体。早期胚胎发育之后植入母亲的子宫并发育成胎儿。由于CRISPR-Cas9在技术层面上存在两个缺点,即难以避免脱靶效应和细胞嵌合现象,因此这种方法受到了科学界的质疑。第一个是脱靶效应。当CRISPR-Cas9编辑目标基因时,它可能错过目标。想要被修剪的基因不是按照计划被修剪,而是击中目标之外的其他目标,修剪未被计划的基因,这可能导致其他突变。科学家们担心意外的失误可能导致预期结果的失败,或者更重要的是,导致细胞功能的丧失甚至癌症。11月28日,何建奎在第二届人类基因组编辑国际高峰会议的分论坛上提交了实验数据,他指出,尽管基因测序发现了潜在的失靶效应,但与其它基因相去甚远。我们以前发现过这个问题,也告诉过孩子的父母。何建奎说,婴儿出生后,各项检测均未显示任何脱靶现象。嵌合体是另一个大问题。当基因编辑工具进入受精卵时,它不会立即工作。这需要一段时间的准备。当基因编辑被正式启动时,胚胎可能进入四细胞阶段或甚至分裂成更多的细胞,这可能导致一些细胞避免剪刀,并且编辑的细胞也可能有多个编辑结果,从而在细胞水平上形成嵌合体。结果,患病的细胞仍然可能出现,导致不可预测的后果。何建奎声称,早期显微注射,编辑单细胞受精卵,可以减少嵌合现象。但他在报告中没有披露关于“嵌合率”的数据。中国科学院遗传与发展研究所高级工程师江涛告诉《财经》,理论上,何建奎团队的设计可能有助于减少嵌合体的发生,但是应该发布更多的过程监测数据。虽然科幻电影《机械之心》已经表明人类在基因编辑之后变得优秀,但是全世界的科学家很难评估基因修饰对人类的影响。胚胎基因编辑后的临床风险评估既复杂又困难。例如,在内部细胞团中的细胞嵌合很难检测,并且可能不能防止一些遗传疾病在后代发生。因此,在基因编辑器婴儿出生后,在童年甚至成年时,它仍然可能受到遗传疾病的影响。根据《自然》杂志的说法,胚胎中的基因编辑可以代代相传,这可能对下一代产生不可预测的影响。研究人员目前唯一能做的就是尽可能地减少这种风险,作为临床应用的前提。尽管他宣称,出生于11月的露露和娜娜天生对艾滋病有抵抗力。但潜在的问题可能需要数年才能显现。何建奎还说,他将继续随访以评估疗效,包括一系列血液样本分析。当他们年满18岁时,如果他们同意,他们将得到何建奎团队的持续监控和支持。如何认真对待这把魔剪?由于强大的遗传编辑技术和安全风险的不确定性,科学界尤其需要充分利用它们。许多政府,包括中国政府,都有严格的规定,只允许进行胚胎基因编辑的基础研究。由基因编辑的胚胎不能保存超过14天,特别是用于子宫发育和生产。实验后的样品必须完全销毁。中国科学院干细胞与生殖生物学国家重点实验室的研究员王宇告诉《财经》,体细胞基因编辑的应用代表了基因治疗领域的技术趋势,并且已经开展了临床试验。对于安全隐患,科学界也在努力通过完善和升级技术体系来解决。在业内专家看来,何建奎团队的另一个错误是出于预防的目的编辑胚胎。目前,世界上许多实验室正从两个方向集中研究基因编辑:一是研究人类目前无法用正常医学方法治疗的先天性遗传缺陷引起的疾病。研究人员已经发现了600多种由单基因突变引起的遗传病,这些遗传病可能导致一些先天性缺陷,而这些缺陷是现有的医学手段无法避免甚至无法治疗的,因此有必要通过基因编辑来修饰和调整人类基因,以达到治疗的目的。美国基因治疗公司Sangamo正在使用类似的基因编辑技术来编辑血细胞中的CR5,用于治疗艾滋病,目前正处于第二阶段。王禹说,这样的工作是推动这一领域进步的真正动力。另一个是何建奎团队的预防性基因编辑,通过编辑胚胎消除了将来疾病的可能性。关于这个研究方向存在相当大的争议。蒋涛认为,主要争议在于对这种医学方法的论证不足,与药物手段、必要性论证、遗传变化的合理性论证相比,还有待改进。随着这种研究方法的继续,它将发展成为非医学的基本基因编辑器,该编辑器改进非病理特征,在行业中被称为基因增强,这是一个令人担忧的趋势,可用于诸如定制超级婴儿的目的。何建奎团队的研究可能为将来基因编辑技术的临床应用设置定时炸弹,因为许多人担心这项技术将导致巨大的不公平,造福富人,遭受穷人,并且不可避免地走向反技术阵营。11月28日,何建奎说:“我反对用基因编辑来增强生理机能。”但在许多业内人士看来,何建奎的团队所做的就是加强研究。邱仁宗说,何建奎所做的是加强生殖细胞基因组,这是最道德上无法接受的操作。事实上,增强所谓的“好基因”比修饰导致疾病的“坏基因”要困难得多。根据现有的研究,科学家只能鉴定一些导致疾病或先天性生理缺陷的基因,即坏基因,这些基因可以通过基因编辑来纠正,以纠正邪恶,这是一种相对简单的技术。科学家们对什么是“好基因”知之甚少。尽管在人类漫长的历史中,出于对长寿的渴望,出现了无数极端的行为,但是科学家们还没有弄清楚哪些基因可以控制长寿,拿着基因剪刀,知道从哪里开始。即使一些基因通过技术手段得到增强,它也可能产生其他的负面影响。例如,在短腿腊肠中,生长因子基因的拷贝被添加到基因组中,而不是减少。目前,科学家还不能预测引入原始基因的拷贝或增强基因的表达强度对生长和发育的影响。蒋涛认为,如果有一天基因编辑技术大规模应用于人类辅助生殖,那么改变不能用常规医学手段治疗的遗传病必须是首要任务。

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