基因編輯胚胎“治愈”遺傳病?

近日，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心劉見橋教授研究團隊，通過對蠶豆病、地貧基因兩種遺傳病的研究，在胚胎階段就對明確缺失、錯漏的基因加以修復(fù)后，均得到了不含這些疾病遺傳信息的胚胎。

相關(guān)研究成果在國際期刊《分子遺傳學(xué)和基因組學(xué)》上發(fā)表，證實了CRISPR基因編輯技術(shù)可以讓科學(xué)家對人類的DNA進行定點改造，為通過改造缺陷基因來治療遺傳疾病提供了可能性。據(jù)悉，這也是全球首篇關(guān)于基因編輯技術(shù)在人類二倍體（即一個卵子和一條精子組成的正常胚胎）胚胎中應(yīng)用的描述。雖然，囿于倫理要求，對人類胚胎的基因編輯治療遺傳病，將不允許實施。但這一實驗的成功，實際上為將來的定制健康的嬰兒提供了技術(shù)儲備。

6000多種遺傳性疾病源自單一基因突變

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進步，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，人類的許多疾病都源自微觀如基因?qū)用娴囊恍《巫兓?。原本?guī)律排列的基因組序列，中間有一段缺失、重復(fù)、錯誤，患者本人和其后代就會表現(xiàn)出一種病態(tài)。

通過長期的觀察、積累，目前現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)一共有6000多種遺傳性疾病，源自單一基因的突變。比如廣東地區(qū)高發(fā)的蠶豆病（G6PD缺乏癥）和地中海貧血。為了治療這些基因突變引發(fā)的遺傳病，醫(yī)學(xué)界想了許多的辦法，但無論是藥物治療還是配方食物治療，基本都是治標(biāo)不治本。而針對某些疾病，比如地貧，更為徹底的治療方式則需要進行干細胞移植，重建患者的造血系統(tǒng)。

但如果能夠在患者的生命處于最初始的胚胎階段，就對其特定的致病基因進行改造，這是不是可以一勞永逸？在沒有基因編輯技術(shù)之前，這類想法顯得天方夜譚，有了成熟的基因編輯技術(shù)，并且編輯的效率大大提升了，類似的基因改造計劃成為了可能。劉見橋教授團隊這次進行的研究，是在二倍體胚胎上進行基因編輯。他們驗證的是該基因編輯技術(shù)能否在健康、正常（相對于三倍體而言，能夠孕育出生命）的胚胎上，也能屏蔽掉某些疾病。

獲得20枚二倍體胚胎6枚為患病或基因攜帶胚胎

劉見橋團隊在對致病基因進行修復(fù)時，先采用的也是異常的三倍體胚胎。結(jié)果顯示修復(fù)率很低，只有10%～20%的概率能夠修復(fù)G6PD患者和重性β地貧患者的致病基因?！邦愃频男迯?fù)成功率，距離臨床應(yīng)用是非常遙遠的。10個胚胎接受改造，成功一兩個，效率過于低下?！眲⒁姌虮硎?。

那么，二倍體胚胎也一樣嗎？隨后，團隊嘗試將其應(yīng)用于二倍體胚胎。研究所使用的是廣醫(yī)三院生殖醫(yī)學(xué)中心患者捐贈的未成熟卵子，科研人員先將這些未成熟卵子在體外誘導(dǎo)成熟，然后與確診攜帶有遺傳致病基因的捐贈精子進行體外配對，從而獲得了20枚二倍體胚胎。根據(jù)遺傳學(xué)規(guī)律，這些胚胎中，將有一半的概率，攜帶這些遺傳病基因。

事實上，也大致如此。來源于G6PD缺乏癥患者的精子，在與卵子結(jié)合后，一共形成了10個胚胎，結(jié)果是，8枚胚胎完全正常，兩枚攜帶了致病突變基因。而來源于重性β地貧基因攜帶者捐獻的精子，同樣與10枚卵子細胞進行了結(jié)合，形成了10個胚胎。其中，6個胚胎為健康胚胎，4個則明確為攜帶致病基因的胚胎。這些已經(jīng)明確的患病或基因攜帶胚胎，就成了劉見橋團隊下一步開展基因編輯試驗的對象。

將突變基因剪掉后 有一枚細胞實現(xiàn)全部修復(fù)

有了更加明確的試驗對象，團隊成員開始對那些明確攜帶突變基因的胚胎加以編輯。比如G6PD缺乏癥，捐精者是G6PD酶基因G1376T突變攜帶者，G1376T基因的突變是導(dǎo)致蠶豆病的常見原因。CRISPR/CAS9相當(dāng)于基因剪刀手，它能精確地將突變的基因剪掉，然后再與研究人員體外合成的正?；蚱瓮昝澜Y(jié)合。

兩個胚胎中，一個突變基因得到了徹底修復(fù)，另一個則修復(fù)得并不徹底，CRISPR只是關(guān)閉了部分細胞中的G6PD基因，而不是修復(fù)它。對G6PD的基因修復(fù)率約成功50%。針對重性β地貧胚胎的基因修復(fù)，則更加顯得撲朔迷離。之前取得的4枚攜帶突變基因的胚胎，同樣用上了CRISPR這個基因剪刀。結(jié)果是其中一枚被觀察時發(fā)生了另一類型的突變，現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)經(jīng)驗，還沒辦法驗證這一類突變的好壞?！斑@也是基因編輯過程中較容易出現(xiàn)的一種狀況，編輯后的新突變體?！眲⒁姌虮硎?，這一個胚胎，肯定被歸結(jié)到了編輯失敗的組別當(dāng)中。另外的3枚胚胎，也沒有完全成功。其中一枚，檢測時發(fā)現(xiàn)部分細胞得到了修復(fù)，另兩枚則沒有成功修復(fù)。

6個供基因編輯技術(shù)應(yīng)用的胚胎，樣本量確實是小了點。但實驗結(jié)果顯示，有1枚胚胎的全部細胞都被修復(fù)了，有2枚胚胎實現(xiàn)部分細胞被修復(fù)。這證實了，CRISPR在二倍體胚胎中的效果要比之前在三倍體胚胎中的應(yīng)用好得多，基因編輯技術(shù)依然顯示出強大的阻斷遺傳性疾病垂直傳播的潛力。劉見橋表示，現(xiàn)有的第三代試管嬰兒技術(shù)，能夠在胚胎植入前對胚胎進行診斷，選取正常健康的胚胎植入體內(nèi)，避免遺傳缺陷患兒的出生?！暗行┻z傳病是100%遺傳給子代的如顯性遺傳病，類似對胚胎進行的基因編輯技術(shù)就是她們生育健康后代最后一根救命稻草”。

【釋疑】

實現(xiàn)臨床應(yīng)用還有很長一段路要走

2015年，中山大學(xué)黃軍就教授發(fā)布了一項研究試著改變?nèi)祟惻咛ブ猩婕把何蓙yβ地中海貧血癥的特殊基因，取得了成功。 2016年，廣醫(yī)三院范勇博士團隊嘗試編輯人類胚胎基因，通過敲除和關(guān)閉艾滋病毒在人體致病的通道相關(guān)基因，以抵制艾滋病毒感染也取得了成功。兩位科學(xué)工作者，當(dāng)時使用的人類胚胎，均為病態(tài)的胚胎，注定無法形成人類健康生命的胚胎。

首次將CRISPR基因編輯技術(shù)應(yīng)用于人類二倍體胚胎，劉見橋教授的這項研究更真實地說明了該技術(shù)對于阻斷人類致病基因子代傳播的潛力。劉見橋認為，“CRISPR/CAS9技術(shù)實現(xiàn)臨床應(yīng)用還有很長一條路要走。就目前的結(jié)果來看，雖然我們的研究發(fā)現(xiàn)CRISPR/CAS9對于人類二倍體胚胎的修復(fù)效率不低，但該技術(shù)還遠遠不能安全地用于胚胎編輯。而且還要對編輯過的胚胎進行各種測試，以保證沒有產(chǎn)生任何錯誤基因，確保后代安全”。

【背景】

美國國家科學(xué)院：應(yīng)允許科學(xué)家修改人類胚胎

自2015、2016年發(fā)表的關(guān)于CRISPR對人類胚胎進行基因編輯的報道后，各方激烈討論。關(guān)于基因編輯技術(shù)可能帶來的倫理風(fēng)險也備受關(guān)注，歐美的醫(yī)學(xué)專家、神學(xué)家們覺得這是人類代替了上帝的工作，哪怕這個胚胎的結(jié)局注定是死亡的。

技術(shù)上的瓶頸可以突破，倫理上的藩籬卻很難在短期內(nèi)打開。畢竟，這一技術(shù)的應(yīng)用，實際上使得完美人類、完美兒童的夢想成為可能。如果人類能夠認識到所有的基因和其所代表的健康密碼、生命信息之間的關(guān)聯(lián)。然后用基因剪刀一一加以修飾，那樣修飾過后的后代，是不是還能算完整意義的人類，這會爭論和探討很久。

2017年2月15日，美國國家科學(xué)院出臺一份長達261頁的報告，鄭重提出“應(yīng)該允許科學(xué)家修改人類胚胎，以消除鐮狀細胞性貧血等毀滅性遺傳疾病，但基因編輯技術(shù)充分應(yīng)用于人類，當(dāng)同步設(shè)定適當(dāng)?shù)南拗茥l件”?？梢钥吹?，當(dāng)前研究者以及公眾現(xiàn)在更加理性地看待此類研究，胚胎編輯技術(shù)也逐漸被人們所接納。

本刊整理自《南方都市報》