密集新研究表明:人類胚胎基因編輯造成染色體混亂!

2020-11-23 中國生物技術網

被譽為「基因魔剪」的CRISPR基因編輯技術問世以來，外界對其在目前束手無策的疑難雜症治療方面寄予厚望。但截至目前，其安全性仍是最大的障礙，尤其在對人類胚胎「動刀子」的時候。

最近有三份研究均聚焦於描述人類胚胎的基因編輯。過去的研究表明，基因編輯可能導致遠離目標區域的突變，這是此前關注較多的「脫靶」效應，但最近這些研究確定了鄰近位點的大規模變化，這些變化可能被傳統的安全篩查所忽視。他們的結果均顯示：在目標序列周圍區域出現了大規模的、非預期的DNA缺失和重排。

這些研究均發表於論文預印本網站bioRxiv上，尚未經過同行評審，研究僅用於科研目的，並非出於生殖目的。科學界認為，這三項密集發布的研究提醒，需要更加謹慎對待生殖系基因編輯。

在6月5日發表的第一項研究中，英國弗朗西斯·克裡克研究所（Francis Crick Institute）的發育生物學家Kathy Niakan及其同事使用CRISPR移除了18個胚胎中的POU5F1基因，該基因對胚胎發育和幹細胞多能性的非常重要。當他們分析基因缺失的影響時，他們意外地發現其中8個胚胎在POU5F1周圍產生了非預期效應，其中4個涉及大量的DNA重排和數千個鹼基對缺失。這遠遠超出了研究人員使用這種方法的通常預期。

6月18日發表研究來自哥倫比亞大學幹細胞生物學家Dieter Egli領導的研究小組，他們研究了由帶有導致失明的EYS基因突變的精子形成的胚胎，試圖使用CRISPR-Cas9糾正這種突變。EYS基因是一種最常見的與一種叫做色素性視網膜炎的退行性眼部疾病有關的基因。

但他們最終發現，除了預期的變化之外，23個胚胎中幾乎有一半在EYS所在的位置丟失了大量的染色體片段，在最極端的情況下，染色體完全消失。

第三份研究由俄勒岡健康與科學大學生殖生物學家Shoukhrat Mitalipov團隊完成，他們於6月20日發表了研究結果。該團隊嘗試糾正MYBPC3基因的突變，此前的研究指出該基因突變和心臟疾病相關聯。儘管他們成功修復了86個胚胎中近一半的損傷，但他們也報告了基因編輯會影響含有該基因的染色體大部分區域的跡象。

實際上，早在2015年，研究人員就首次使用CRISPR編輯人類胚胎。從那時起，世界各地的一些研究團隊開始探索這個過程，目的是對基因進行精確的編輯。但這樣的研究仍然很少，而且通常受到嚴格的監管。

圍繞著人類胚胎基因編輯的爭議也從未停止。畢竟，這項技術可以對基因組造成永久性的改變，而且這種改變可以代代相傳。

英國紐卡斯爾大學的生殖生物學家Mary Herbert說，人類胚胎中被基因編輯剪切的DNA如何修復，最新的這些研究強調了科學界對這一問題仍了解甚少。她說，「在我們開始之前，我們需要一個基本的路線圖來了解那裡發生了什麼。」

而此前在小鼠胚胎等研究中使用CRISPR的工作已經證明，編輯染色體會造成巨大的、非預期的效應。但是未參與最新這些研究的加州大學伯克利分校的遺傳學家Fyodor Urnov說，在人類胚胎中演示這項工作也很重要，因為不同的細胞類型可能對基因組編輯做出不同的反應。他表示，「我們科學界的所有人都將立即開始更加認真地對待這一問題，這不是一次性的僥倖。」

Urnov甚至表示，「這沒有『糖衣』，這是對所有基因組編輯人員的限制令，讓他們遠離胚胎編輯。」

來源：澎湃新聞

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