2018年11月26日,從各種角度上來說,這都是中國醫學史上值得被記住的一天。
中國科學家賀建奎團隊宣布首次獲得基因編輯的人類嬰兒,而這件事的背後,無論技術還是倫理,都籠罩著重重陰雲。
中國,首個
「令人遺憾和擔憂的事實是,基因編輯——一種強大而有用的技術——被用於不必要的環境中。」
——阿爾蒂烏斯生物醫學科學研究所副所長、基因編輯科學家Fyodor Urnov
2015年,中山大學生命學院的黃軍就教授在人類胚胎中首次使用基因編輯技術,修復了β-地中海貧血的基因缺陷。這一成果引起科學界廣泛震動,也促使中英美三國科學家在華盛頓舉行了第一屆國際基因編輯峰會,重點討論基因編輯帶來的倫理問題。
這次大會達成的共識之一是,「技術在人體上成熟,以及社會達成廣泛的共識之前,基因編輯小孩是「不負責任的(irresponsible)」。
然而3年後,不負責任的事情還是發生了。
就在香港召開第二屆國際基因編輯峰會之前一天,南方科技大學的賀建奎副教授宣布,世界首例基因編輯嬰兒在中國深圳和美婦兒科醫院誕生。被CRISPR-Cas9技術編輯的基因是CCR5,這讓這對雙胞胎寶寶獲得了對HIV病毒的抵抗能力。
具有諷刺意味的是,本次基因峰會的目的之一就是討論人類是否要開始改變自己的基因。
CCR5與CRISPR
CCR5全名C-C趨化因子受體5,也叫做CD195,是一種白細胞表面的蛋白質。作為趨化因子的受體,CCR5參與引導T細胞到達特定的組織和器官,可以說是免疫系統相當重要的一部分。可惜的是,這個守門大將同時也是HIV病毒的目標,它是HIV感染細胞的主要共同受體(但不是唯一的)[1]。
CCR5有一種名為CCR5-Δ32的突變,該突變存在32對鹼基缺失,導致CCR5受體功能喪失。因為CCR5是HIV R5毒株感染所必需的,所以攜帶這種突變的人能夠在高風險暴露的條件下抵抗HIV感染。
這種突變多見於歐洲人中,雜合子等位基因頻率為10%,純合子約為1%,此前研究也表明,這部分人對HIV病毒具有較強的抵抗力,雜合子人群對HIV的抗性不如純合子。
CCR5蛋白結構
本次賀建奎團隊採取了CRISPR-Cas9技術。作為最新、也最受關注的基因編輯技術,奇點網已經為讀者做了不少有關CRISPR前沿技術報導。比起已有一段時間積澱的ZFNs和TALENs,CRISPR顯得更加簡潔優美、也更加「潛能無限」。
CRISPR系統來自微生物,原本是一種用於抵抗噬菌體入侵的防禦系統。之所以說它簡潔優美,就是因為它構造簡單,僅由識別/切割DNA的Cas酶和引導DNA組成,體積小巧。結合不同Cas酶的功能,CRISPR已經取得了多項成果,包括對基因的引入、刪除、修改,甚至
在不切斷DNA的條件下進行單鹼基編輯
。目前被研究得最透徹、技術最成熟的當屬CRISPR-Cas9技術。
編輯CCR5抗HIV,有必要嗎?
本次臨床試驗,賀建奎團隊招募的志願者都是只有丈夫攜帶HIV,並且控制良好的夫妻。實際上,如果只是丈夫感染了HIV,通過洗精就可以安全懷孕,避免妻子和寶寶感染HIV病毒[2]。
賀建奎表示,他的目標不是治癒或預防一種遺傳性疾病,而是試圖賦予孩子們抵抗未來可能感染HIV病毒的能力,避免她們遭受跟父母一樣的命運。
試驗中,先從精液中分離出精子,去除病毒,而後用其讓一個卵子受精,形成胚胎,進行基因編輯。在受精後的3~5天,從胚胎中取出少量細胞檢測,最終22個胚胎中有16個編輯成功。在使用了其中11個胚胎,進行了6次移植嘗試後,才有了這次成功的雙胎妊娠。
賀建奎
參與了研究的一位美國科學家表示,這樣的基因編輯研究在美國是被禁止的,因為它帶來的基因變化能遺傳給後代,並可能影響其它基因的功能。
而賓夕法尼亞大學(University of Pennsylvania)基因編輯專家Kiran Musunuru博士也認為:「這是不合情理的,在人類身上進行這種試驗在道德或倫理上都站不住腳。對那個孩子來說,在預防愛滋病方面幾乎沒有任何收穫,卻要面對所有未知的安全風險。」
缺失CCR5除了帶來抵抗愛滋病的能力,也會讓人更容易感染其它的一些病毒,如西尼羅病毒,還會增加死於流感的風險[7,8]。
加州斯克裡普斯研究轉化研究所所長Eric Topol博士表示,現在進行這樣的研究為時過早,「我們處理的是對人類的操作指令,這事關重大。」
也有科學家對此表示支持,比如哈佛大學的著名遺傳學家、CRISPR技術的開拓者之一 George Church。他認為HIV是一個重要而日益嚴重的公共健康威脅,為預防愛滋病而進行基因編輯是合理的。
CRISPR界四巨頭,左一為George Church
不過研究數據顯示,雙胞胎中的一個,CCR5基因的兩個副本都被成功編輯了,而另一個寶寶中,只有一個副本被編輯失活。此外,其中一人還似乎是由不同變化的細胞組成的嵌合體。
Church也承認:「這幾乎就像是完全不編輯。」因為如果只關閉了一個副本,或者只有部分細胞被編輯,仍會感染愛滋病。
定製一個「完美」小孩?
我們需要一個經過定製的「完美小孩」嗎?
這個問題並不是今天才出現的。1963年,DNA雙螺旋結構獲得諾獎的第二年,就有科學家預言,通過修改人體基因來治療疾病只是個時間問題。但是我們對生命的「幹涉」到什麼程度是可以被接受的呢?
2015年,中山大學黃軍就團隊首次在人類胚胎中,利用CRISPR-Cas9單鹼基編輯技術實現了對β-地中海貧血基因的「修正」,即使試驗使用的是不能夠正常發育的缺陷胚胎,這項研究也在國內外引起了極大的震動——或者說,批判。
這直接促使了2015年底國際人類基因編輯峰會的召開,當年的討論核心就是倫理問題。
首先,倫理的大前提是任何人都擁有自決權,人類無權成為未來人類的設計者。
用於治療嚴重遺傳疾病尚且不提,如果是用於獲得某些「好」的性狀,比如智商更高、跑得更快,那麼這就違背了最基本的倫理道德。在道德之外,這種對人類進化的「操控」也會帶來喪失多樣性等問題,更何況以我們現在的認知,是根本無法確定到底那些基因是「必需」那些基因是「垃圾」。
會議上,科學家們討論得出了四項共識:
1、研究還是要繼續,但是要在法律和道德的監督下進行;
2、對體細胞的臨床編輯要受現有醫療體系的監管;
3、對生殖細胞的編輯在技術成熟和社會達成廣泛共識之前,編輯胎兒是不負責的;
4、鑑於各國之間對基因編輯的規定不一,應當建立國際組織制定相關的規範。
2015年國際人類基因編輯峰會現場
針對這項報告,不少科學家表示擔憂,用於治療疾病的技術也同樣可以用於製造超級士兵,治療和增強之間的界限是很模糊的。
黃軍就團隊也曾在論文中指出,對技術的使用需要小心。實驗結果說明,從基因編輯到基因療法技術,中間有明顯的障礙,在達成任何臨床應用之前,仍有許多問題要研究清楚。
鍋落誰家?
今天(11月26日)上午,多家主流媒體以「中國誕生世界首例免疫愛滋病基因編輯嬰兒」或類似的標題報導了賀建奎團隊的研究成果,一時間輿論可謂「普天同慶」都在為中國科學家又摘走一項世界第一慶賀。
然而隨著科技領域媒體的跟進,事情很快有了反轉。
首先,就試驗本身的倫理問題和CCR5編輯的必要性,《知識分子》旗下《賽先生》對國內基因編輯及相關領域專家學者進行了採訪。
來自北大、清華等科研機構的科學家均表示,首先,CCR5在人體內有重要免疫作用,不可缺失,而且敲除CCR5基因也無法完全避免HIV感染;其次,試驗中招募的雙親為父親HIV感染,母親健康,100%可以生下健康可愛的孩子,並沒有進行CCR5編輯的必要。
如賀建奎在外國新聞採訪中所述,不為治病,只為避免孩子(可能)遭受痛苦,那這明顯是不符合倫理規範的。
根據網絡流傳的一份倫理審查申請書,批准了賀建奎研究的是深圳和美婦兒科醫院(該院被指為莆田系醫院),但國外媒體STAT報導,和美並非提供研究所用胚胎的四家醫院之一,而賀建奎藉口保護參與者的隱私,也沒有向其他醫院透露這項研究的性質。
申請時間、批准項目、申請理由,槽點很多。另外籤名這幾位,根據和美官網披露的信息,顯然不符合倫理委員會資格
下午3時許,新京報記者從深圳市衛計委醫學倫理專家委員會獲悉,該項試驗進行前並未向該部門報備。而稍早時間,界面發布了和美對各界質疑的回應,否認該院和此事有關:「這件事不屬實,我們沒有接受過相關信息,不知道這件事為什麼會上熱搜,正在調查。」至於賀建奎是否有掛靠深圳和美進行相關研究,和美方面表示「不了解情況」。
在臨床試驗註冊中心確有報備
鍋由誰來背?不少人在懷疑賀建奎作為創始人的瀚海基因。說起來賀建奎作為一名致力於交叉學科的生物學家,其團隊之前「開發」的三代測序儀也曾遭質疑。第一財經致電深圳市瀚海基因生物科技有限公司,公司人員稱,「老闆的項目和公司沒有任何關係,是老闆在實驗室的項目。」
鍋還在天上,不知道最終會砸到誰。
截至發稿,賀建奎還沒有接聽任何媒體的電話。據稱,賀建奎目前正在香港參加第二屆國際人類基因組編輯峰會,不知道他在會上有沒有發言。
編輯神叨叨
這件事很弔詭,持續吃瓜。
參考資料:
[1] https://doi.org/10.1038%2F84214
[2] Zafer M, Horvath H, Mmeje O, et al. Effectiveness of semen washing to prevent human immunodeficiency virus (HIV) transmission and assist pregnancy in HIV-discordant couples: a systematic review and meta-analysis[J]. Fertility and sterility, 2016, 105(3): 645-655. e2.
[3]https://www.nydailynews.com/news/world/ny-news-gene-edit-baby-child-china-20181125-story.html
[4]https://www.technologyreview.com/s/612458/exclusive-chinese-scientists-are-creating-crispr-babies/
[5] 《「首例免疫愛滋病基因編輯嬰兒」未經醫學倫理報備》,新京報,https://cdn.bjnews.com.cn/h5/index.html?from=groupmessage&isappinstalled=0#/detail/1/154321630314087
[6] 《深圳和美婦兒科醫院否認免疫愛滋病的基因編輯嬰兒和該院有關:不屬實,醫院沒有接收過相關信息》,界面新聞,https://m.jiemian.com/article/2653559.html
[7]Keynan Y, Juno J, Meyers A, et al. Chemokine receptor 5 Δ32 allele in patients with severe pandemic (H1N1) 2009[J]. Emerging infectious diseases, 2010, 16(10): 1621.
[8]Lim J K, Glass W G, McDermott D H, et al. Ccr5: no longer a 『good for nothing』gene–chemokine control of west Nile virus infection[J]. Trends in immunology, 2006, 27(7): 308-312.
[9]《誰是基因編輯嬰兒製造者賀建奎?》,界面新聞.
本文作者 | 孔劭凡 代絲雨