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導讀：CRISPR技術這一被譽為「基因編輯」的神器或將可以被用於人類胚胎的基因編輯，讓研究者從基因工程的角度來設計嬰兒。近日，MIT科學評論、Science、Nature雜誌齊發文，對「到底該不該對人類胚胎進行基因編輯？」展開了大討論。
3月5日，MIT科技評論發表了一篇名為《設計完美嬰兒》的文章，文章中不僅提到了哈佛大學醫學院著名遺傳學家、基因編輯牛人George Church，還提到了來自中國北京大學，曾被福布斯雜誌評為「2014年度科學及醫療領域30位30歲以下俊傑」、現任哈佛大學博士後的楊璐菡。也正是這篇文章，使得國際頂尖學術期刊《自然》和《科學》雜誌皆發表評論性文章，呼籲科學家們暫時停止對人類胚胎DNA編輯的研究。
科學家們從外科醫生那裡獲得靈感，即對鐮狀紅細胞貧血患者的錯誤基因進行編輯，這不會影響到胚胎細胞，更不會改變後代的DNA信息。相比之下，通過基因編輯技術對胚胎DNA進行修飾時，這些新插入的基因信息將會對後代產生影響，使得很多人反對進行胚胎DNA編輯。那麼到底該不該對人類胚胎DNA進行基因編輯呢？本文綜述了不同期刊及行業人士的一些觀點。
基因編輯的神器：CRISPR技術
CRISPR技術經過短短三年的發展，已經成為科學家修飾DNA的常用工具。由於CRISPR的精準編輯功能，使得它已經在一些人類致命性疾病上已經具有廣泛的應用， 並開發出了一些基因治療手段。
基因編輯工具CRISPR，可利用酶（白色）和RNA引物（藍色）通過DNA片段（紅色）在特定的區域來剪切DNA
無論是通過華人科學家張鋒，還是中國的知名遺傳學者黃行許教授，以及美國哈佛大學的George Church教授等，我們認識到了CRISPR基因編輯是近年來的熱點技術。2013年兩篇發表在《科學》上的論文開創了CRISPR基因組編輯技術的新時代，隨後生命科學界颳起了CRISPR風暴，迄今為止CRISPR方法已迅速席捲了整個動物王國，成為DNA突變和編輯的一種重要技術。
對人類DNA進行編輯具有劃時代的醫學意義
新的基因編輯技術使得精確地修飾人類DNA成為可能。哈佛大學的基因編輯大牛George Church或許就知道如何從基因工程的角度來設計嬰兒。Church的實驗室絕對稱得上是一個迷宮，在這裡你可以隨處看到研究者們向埃希氏大腸桿菌裡插入你從未見過的遺傳密碼子；並採用基因工程技術將修飾過的DNA導入長毛象的體內。
Church的實驗室簡直是創造新技術的核心，研究者們總能在他的實驗室裡創造出自己所期望的生物，此外還有一位來自中國北京的年輕博士後楊璐菡。她正在跟隨Church教授開發一種強大的基因編輯工具——CRISPR-Cas9。在Church的指導下，楊博士已經創立了一家小的公司，進行豬和駱駝的基因編輯，插入優勢基因，敲除劣勢基因。
在哈佛大學從事博士後研究工作的楊璐菡博士
記者在聽過楊博士的一番講解後，終於找到了一個向他請教的機會：這些操作可以在人類身上實現嗎？可以豐富人類基因庫嗎？科學的主流觀點會支持這些聽起來不太安全、不負責任甚至是不可能實現的想法嗎？
楊博士一邊不假思索地回答道，當然可以，哈佛大學的實驗室曾有個計劃以期達到夙願；一邊打開了筆記本電腦裡的名為「生殖系細胞編輯」的PPT，上面赫然寫著「改變人類遺傳信息的提議」。
楊博士解釋道，生殖系細胞即我們熟知的精子和卵細胞。通過編輯生殖系細胞DNA，可以對後代的錯誤DNA進行修飾，這項技術可以使一些家族擺脫囊性纖維化等遺傳性疾病；此外還可以向人體細胞植入相關基因，使機體免受阿爾茨默病、老化等疾病。
楊博士的實驗室與哈佛醫學院另一個研究衰老的專家David Sinclair的實驗室合作，他們一起提取不成熟的卵細胞，然後在實驗室內進行培養和分離。楊博士將會在這些細胞中對BRCA1突變基因進行改造，旨在創造一個不會導致女性乳腺癌的卵細胞。
因此，一旦這項技術實現了，這在醫學上將具有劃時代的意義，就像上世紀出現的疫苗那樣意義非凡。
對人類胚胎DNA進行編輯, 訂製「完美嬰兒」備受爭議
針對坊間已經有人用精確的基因編輯技術改寫了人類胚胎的DNA，美國再生醫學聯盟的主席Edward Lanphier聯合4位學者在3月12日的Nature雜誌上發表評論文章，號召研究者們暫時不要對人類生殖細胞進行基因編輯。因為用現有技術對人類胚胎進行基因編輯，可能對後代產生無法預測的後果，尤其是萬一改造出了具有「黑暗超能力的嬰兒」時，人類或將無法控制局面。
基因編輯技術的先驅Fyodor Urnov是這篇文章的作者之一，他與Lanphier共同指出：「這樣的技術可能被利用，進行非治療性的基因編輯。我們擔心這樣的倫理問題會引起公眾抗議，影響基因編輯技術在醫療領域的美好前景，」現在有許多研究團隊正在嘗試用基因編輯工具（尤其是CRISPR）治療人類的基因缺陷（比如校正白細胞）。他們擔心，用基因編輯製造「設計嬰兒」會使這一技術遭到全方位的抵制。生殖細胞基因編輯（改造胚胎、卵子或精子）一直是人們關注的焦點，因為這樣基因修飾會代代相傳影響後代。Lanphier他們認為需要停下任何涉及人類胚胎的生殖細胞基因編輯。
而另一些科學家不同意這個立場，事實上包括Urnov所在的公司，許多機構已經採用了基因編輯工具來診斷人類的遺傳缺陷（例如，對白細胞的編輯），因此要想消滅那些遺傳學疾病，這需要科學家對研究進一步研究。
《科學》雜誌的報導採訪了波士頓兒童醫院的George Daley教授，其認為在現在人類對胚胎DNA基因編輯認知不全的情況下，就允許對生殖細胞的改造的確為時過早，即使在今後技術成熟了也需要獲得當事人的同意，讓其清楚地認識到，這些基因修飾是可以遺傳給後代的。
中美科學家在基因編輯方面處於領先優勢, 日本科學家質疑中美監管基因編輯的能力
中國上海科技大學生命科學與技術學院的遺傳學家黃行許（Xingxu Huang）教授正在向其所在機構的倫理委員會提出申請，以批准其可以從遺棄的人類胚胎中來研究基因改造。據了解，中國每年不孕不育夫婦在醫院內遺棄的胚胎近一半，僅江蘇省人民醫院生殖中心試管嬰兒方面已經做了近6000個周期，這個數量以每年20%的速度增加。在這些周期中，至少有一半成功孕育出了寶寶，一半的胚胎被冷凍保存數年至無人問領。
Cas9/Paired sgRNAs strategy
2014年2月，黃行許教授用CRISPR/Cas9系統對猴子胚胎進行了基因編輯，並且獲得了活蹦亂跳的基因工程猴。當然目前法律不允許人類胚胎實驗走那麼遠，但CRISPR技術「在人類中有很大的應用潛力，也使得其對這項技術在人類上的應用多了幾份設想。
除了黃教授以外，加州的拉荷亞索爾克生物研究所（Salk研究所）的發育生物學家Juan Carlos Izpisua Belmonte正在用基因編輯技術去除線粒體的致病突變，他的研究對象是未受精的卵子。未來，經過線粒體修飾的人類卵子可能會用於IVF試管嬰兒，防止後代從母親那裡遺傳到線粒體疾病。
另外還有傳言說，科學家們已經獲得了經過基因編輯的人類胚胎。一些不願透露姓名的研究者告訴Nature團隊，相關論文正在考慮要發表出來。
2014年，北海道大學的Tetsuya Ishii發表綜述指出，生殖細胞基因編輯在許多國家都是明令禁止的。但近年來飛速發展的基因編輯技術（主要是CRISPR）帶來了新的衝擊。這些技術非常簡單很容易在生殖診所中使用，過早被用於人類的可能性很高。
首當其衝的問題是，基因編輯會出現脫靶效應，在靶點以外的地方引起突變。中科院生物物理所劉光慧（Guanghui Liu）研究員之前發表的一項研究表明，在幹細胞中編輯一個基因，並沒有在其它基因組位點引起多少突變。不過，他警告說這只是一個個例。加州大學的生化學家Jennifer Doudna認為，基因編輯技術在醫療上的每一個應用，都需要分別驗證其安全性和有效性。
Ishii最擔心的是美國和中國。生殖細胞基因編輯在美國並沒有被禁止，只是需要政府批准。但從歷史上看，這種限制並沒有起到很好的效果，比如說那些未經驗證的幹細胞治療。中國雖然有相關禁令但執行起來可能並不容易，比如說用超聲鑑定性別就沒有完全被控制住。而且中國的靈長類基因編輯發展得最為迅速。「世界各地都有許多狡猾的生殖診所，」 Ishii說。
科學始終是一把雙刃劍
造福人類才是最關鍵！
George Church的思想就很前衛，他在接受記者採訪時就表示，既然我們很多人都期望擁有一個藍眼睛和金髮的漂亮寶寶，那為什麼就不能訂製一批能夠成為未來的領導或科學家的人類呢？
從2014年8月美國公布的一項調查問捲來看，對於「基因編輯胚胎DNA」這件事，一些保守者和倫理學家或許是佔了上風。目前除美國以外，大多數國家已經明確禁止了胚胎DNA編輯技術，以及許多科學協會也一致認為對胚胎DNA進行編輯是危險的。歐洲人權和生物醫學委員會就認為改變人類基因庫是一種犯罪行為，這是對人類尊嚴和人權的一種褻瀆。
但是，Church教授表示在這項技術切實可行前，這些也都只是虛張聲勢。因為現在，即使有CRISPR技術的支撐，對胚胎DNA進行編輯也只是一種尚未實現的可能。
楊璐菡博士還補充道，這個實驗過程非常複雜，研究者需要先從紐約的某所醫院裡找到由BRCA1基因突變引起的卵巢癌患者的子宮，並從其體內獲得胚胎才可以進行試驗研究。
不過當記者問到人類何時會進行胚胎基因編輯時，她也未正面回答該問題。因此很難知道她描述的試驗是否會發生、終止還是懸而未決。Church在電話裡表示那並非一個什麼大的計劃，頂多算得上一個未結果的項目。儘管他們今後醫院可能會跟實驗室有一些合作，不過楊璐菡博士後已經有好幾個月未做試驗了。
波士頓還有一個叫做OvaScience的公司在運營著，裡面有來自中國、英國等不同國家的科學家，這家位於麻薩諸塞州劍橋區的公司聲稱已經有數位全球頂級生物學家成為其品牌顧問。
雖然在胚胎和生殖細胞中進行基因編輯需要經過廣泛的安全和倫理學討論，不管這種在人類胚胎進行的特殊試驗的最終命運會怎樣，以及人類對胚胎DNA編輯的觀念發生何種改變，但倘若這樣的研究有望消滅遺傳疾病，不應當因噎廢食。因為無論科學發展到何種階段，它始終是一把雙刃劍，科學家們合理地利用、造福人類才是最關鍵！
(摘自 生物探索 biodiscover.com)
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