世界首例基因编辑婴儿诞生 人类将发生什么?
昨日,一则新闻在网络间引起轩然大波:中国深圳的科学家贺建奎在“国际人类基因组编辑峰会”召开的前一天正式宣布,一对名为“露露”和“娜娜”的基因编辑儿童在11月份于中国诞生!这对双胞胎都有一个共同的基因经过人为修改,使得她们天生免疫艾滋病!这是世界首例免疫艾滋病的基因编辑儿童,也意味着中国在基因编辑技术用于疾病预防领域实现历史性突破。
据科学家贺建奎介绍,基因编辑技术只不过比常规的试管婴儿多了一个步骤而已,即在受精卵阶段进行完成。这次基因手术修改的是CCR5基因,CCR5就是艾滋病入侵人体的主要辅助首体之一。通过这项技术,能够是人类对艾滋病完全抵抗,使艾滋病无法入侵人体细胞,即能天生免疫HIV病毒。
此事件一出,迅速霸占微博热搜,众多媒体纷纷转载,舆论一片叫好。然而,没过多久事件就出现了反转,舆论声音从开始的看好,变成了一片谩骂和质疑。
许多网友都对此发表了看法,他们认为编辑基因这一举措,违反了人类伦理道德,甚至违背自然规律改写基因会带来不可预测的后果,细思恐极:
网友的担心是否有道理呢?
昨日,国内122位科学家发联合声明谴责首例免疫艾滋病基因编辑婴儿项目,科学家们表示:“这个项目影响了社会对科学的认知。直接进行人体实验,只能用疯狂形容。潘多拉魔盒已经打开,我们可能还有一线机会在不可挽回前,关上它。不然可能会有一些不可控的后果:你想编辑这个基因,但其它的基因有可能受到影响,那潜在的风险非常大。”
对于编辑人类的基因,此前比尔·盖茨曾采访《基因传》作者、肿瘤专家慕克吉,请他回答:当我们开始改变生来即被赋予的指令时会发生什么?慕克吉表示:“我认为编辑人类21000个基因,是强大的技术也是危险的技术。这其中还有太多的东西需要探讨,因为这项技术可能还有一些让我们意想不到的后果。”
什么是基因编辑?
如果你想了解汽车某个零件的功能,你会怎么做?最简单粗暴的办法就是把这个零件拆了,改了或是多装几个,看看汽车会出现什么变化。
研究基因的过程差不多也是这回事:将生物的基因序列做某种改造,看看生物会因此出现什么变化,从而了解那个基因可能的功能。把基因拆了、改了之类的操作,就可以叫做“基因编辑”。
不过,想拆螺母只要找个扳手,而编辑基因可就艰难多了。基因是潜藏在细长DNA链中的一段段序列。对于包括人类在内的多细胞生物来说,DNA被细胞层层叠叠的膜结构保护着,还有非常严谨的DNA修复机制应变。可以想象,细胞当中的DNA犹如一个身处于城堡之中的“小公举”,身边还有一大堆仆从侍卫保护,想对它做什么手脚,并不简单。
因此数十年来,科学家一刻也没有停止过寻找更高效的基因编辑工具。
目前最有效的基因编辑手段是CRISPR,你可以简单地把CRISPR理解为“基因剪刀”,人类可以利用这把剪刀来对基因进行编辑。
CRISPR技术安全吗?
CRISPR是一个基因编辑工具,Cas9是一种蛋白质,可以识别在CRISPR中存储的特殊序列,并通过序列匹配剪切DNA。那切错了怎么办?这就叫脱靶效应,简单来说,就是本来想对这个基因进行编辑,切割的地方就被称为靶点,但一不小心,切了靶点以外的基因,就叫脱靶,然后引发了一些列不想要的基因突变,那就会大大增加了人类患其他疾病的风险。虽然说只要试验设计的好,脱靶的概率很低很低,但总归还是不好说啊!
另一个就是“镶嵌现象”。镶嵌现象是指从单一受精卵发育而成的同一个体的细胞有不同的遗传组成、染色体结构或染色体数目的现象。简单来说,就是基因组并不只是在人与人之间有差异,它也可能在同一个身体里、细胞与细胞之间产生。
2017年,英国维康桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)的研究者检验了241名女性的白血球DNA序列。每位女性皆有约160个新的突变,每个突变皆在其细胞中占有一定的比例。
用CRISRP/Cas9 技术编辑多细胞胚胎,由于被修饰细胞的数量难以控制,最终可能只有部分细胞被成功编辑,导致出现被改变和未改变的遗传嵌合体,其功能性结果由此将变得复杂和不可预料,包括导致下一代成为癌症易感者或其他疾病的易感者。
最重要的是,如果人类胚胎基因编辑出错了,结果导致其他病变,想要把ta的基因改回来,这是没有办法的哦,在接受基因编辑之后,新的DNA会在婴儿体内永久留下印记,直到死去。
基因编辑是否适用于人类?
早在2015年4月,中山大学黄军就的团队称他们利用CRISPR编辑了人类胚胎(实验使用的是无法存活、无法发育成人类个体的胚胎),对能导致遗传病“β-地中海贫血”的缺陷基因进行了改造。这项研究让全世界措手不及。
这一事件也最终促使2015年12月“全球人类基因编辑峰会”的召开,并成立人类基因编辑委员会。经由多国顶尖科学家、伦理学者等对“人胚胎的基因编辑”问题充分讨论,与会者达成共识:
“鼓励基因编辑的基础研究和体细胞的临床应用,但是生殖细胞的基因编辑研究应遵循限制性的伦理规范,未来在条件允许下才可以考虑临床应用。”
一些科学家也呼吁,在人们能够评估CRISPR和其他基因编辑手段的安全性、探讨这些技术的社会影响,并制定出明确的伦理学规范和管理条例前,暂时中止任何对人类生殖系进行基因编辑的研究。
哈佛大学的CRISPR先驱——乔治·丘奇(George Church)认为在某些合法用途中也可能藏有灰色地带。“我认为有些人可能会借治疗严重疾病的名义进行基因强化。”他说。比如,因老年痴呆导致身体功能减退的患者可能会求助于基因编辑,抑制认知功能下降。“接下来是有老年痴呆高风险但年纪尚轻的人,再接下来是想占据先机、继而又想修复自身精子的商业大亨。”
但基因编辑在常见病的治疗上可能毫无用武之地,因为这些病往往受大量基因调控。“这并不是一加一等于二那么简单。”约翰·霍普金斯大学的医学史学家纳撒尼尔·康福特(Nathaniel Comfort)写到,“如果你相信有可能定制婴儿,那么你低估了基因调控机制的复杂性。
所以,无论我们能多么精确地编辑基因,有些东西也不是我们能一编了之的,更别提安全性了。很少有功能单一的基因。编辑数千种基因会让身体陷入难以预料的境地。比如说,删掉CCR5基因可以让人们免疫艾滋病病毒,但也让他们死于西尼罗河病毒的风险高上13倍。改造FUT2基因可能降低患I型糖尿病的概率,但也增加了感染诺瓦克病毒的风险。
即使是严重疾病背后的基因也可能拥有预计不到的功能。导致镰刀型贫血病的基因型能在人类中流传下来,是因为这种基因能够帮助携带者抵御疟疾。将这种基因变体从人类基因库中除去也许并不是什么好主意。
科学固然需要发展进步,但任何“开创性研究”都不应该在条件不成熟的情况下拿人类胚胎进行实验,这不仅违反伦理道德,更是反人性的!
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