作者簡(jiǎn)介:韓瑞剛,朱亮,解放軍第306醫(yī)院,生殖醫(yī)學(xué)中心。
據(jù)澎湃新聞報(bào)道,2月1日,英國(guó)人類生育與胚胎學(xué)管理局(Human Fertilisation and mbryology Authority)召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì),宣布正式批準(zhǔn)倫敦弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick)研究員Kathy Niakan對(duì)人類胚胎進(jìn)行編輯的請(qǐng)求,這是世界首例獲國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的人類胚胎編輯研究。
Niakan致力于受精卵發(fā)育為囊胚(受精卵發(fā)育五天之后的結(jié)果)的機(jī)制研究。囊胚中含有多種不同類型的細(xì)胞,其中發(fā)育為胎兒的叫做外胚層祖細(xì)胞。該類細(xì)胞外部有其它兩類細(xì)胞的包裹,后者會(huì)演變?yōu)樘ケP(pán)及卵黃囊等其它結(jié)構(gòu)。Niakan利用在臨床生育手術(shù)中獲得的人胚胎作為樣本進(jìn)行研究,試驗(yàn)結(jié)束后,這些用于研究的胚胎將在發(fā)育第七天時(shí)被銷毀。
在英國(guó),通過(guò)編輯人類胚胎基因組治療疾病是違法的,但是在獲得HFEA許可的情況下可以進(jìn)行相關(guān)的研究工作。
2015年9月,當(dāng)Niakan向英國(guó)人類生育與胚胎學(xué)管理局提交更新其人類胚胎研究執(zhí)照的申請(qǐng)時(shí),她另外提交了關(guān)于將Crispr-Cas9基因編輯技術(shù)加入其研究范疇的申請(qǐng)。她希望Crispr-Cas9技術(shù)能夠降低對(duì)于研究用胚胎數(shù)量的需求。目前,在其它物種中已經(jīng)證明Crispr-Cas9技術(shù)相比于其它技術(shù)擁有更高的效率。Niakan相信她們研究組能夠利用Crispr-Cas9技術(shù)在胚胎中同時(shí)敲除10個(gè)基因。
近幾十年來(lái),隨著全基因組測(cè)序技術(shù)的不斷成熟,科學(xué)家們?cè)诟鞣N細(xì)菌和古細(xì)菌(archaea)中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了很多成簇的、規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列(Crispr序列)以及和CRISPR序列相關(guān)基因(Cas)。研究發(fā)現(xiàn),這些Crispr序列與很多病毒或者質(zhì)粒的DNA序列互補(bǔ),很多Crispr-Cas系統(tǒng)需要多種蛋白的參與,但只要一種細(xì)菌編碼的內(nèi)切酶Cas9可以利用向?qū)NA(核糖核酸)分子對(duì)特定的DNA片段進(jìn)行定向切割,這種基因組編輯技術(shù)就被稱為Crispr-Cas9。
Crispr-Cas9能夠?qū)蚪M進(jìn)行特異性定點(diǎn)改造,對(duì)細(xì)胞乃至整個(gè)生物體進(jìn)行基因組改造。目前科學(xué)家已經(jīng)利用這種技術(shù)對(duì)細(xì)菌、人體細(xì)胞以及斑馬魚(yú)進(jìn)行過(guò)成功的遺傳學(xué)改造工作。去年4月,中國(guó)中山大學(xué)科學(xué)家宣布將通Crispr-Cas9技術(shù)修飾人類三原核受精卵(不能正常發(fā)育的受精卵),盡管中山大學(xué)已經(jīng)表示不會(huì)孕育出嬰兒胚胎,但還是引發(fā)了軒然大波。一些科學(xué)家持反對(duì)意見(jiàn),認(rèn)為任何針對(duì)生殖細(xì)胞的改造都是充滿風(fēng)險(xiǎn)的,因?yàn)檫@種變化可以遺傳給后代。
加州理工大學(xué)病毒學(xué)家戴維·巴蒂摩爾在人類基因組編輯國(guó)際風(fēng)會(huì)上發(fā)言表示對(duì)該技術(shù)應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度。
Niakan不久前透露,如果獲得批準(zhǔn),研究所將在一個(gè)月內(nèi)就開(kāi)始著手進(jìn)行試驗(yàn)。作為試點(diǎn)研究,Niakan第一個(gè)計(jì)劃是敲除OCT4。OCT4是一個(gè)在人/鼠胚胎干細(xì)胞中表達(dá)量上調(diào)的基因。研究者們認(rèn)為OCT4對(duì)于多功能干細(xì)胞分化成為特定類型的細(xì)胞具有重要的作用。為了檢驗(yàn)這一猜測(cè),最佳的方法就是在受精卵分化一天左右時(shí)敲除該基因?;谛∈笏降难芯拷Y(jié)果,研究人員認(rèn)為敲除后人類胚胎能夠繼續(xù)發(fā)育,但會(huì)缺少多功能干細(xì)胞。之后,研究人員計(jì)劃觀察其它一些不知名的基因以及這些基因在人類胚胎發(fā)育過(guò)程中的作用。與OCT4不同,這些基因在人與鼠中的表達(dá)特征并不相同,因此僅僅能夠在人類胚胎中進(jìn)行研究。
弗朗西斯·克里克研究所主席Paul Nurse發(fā)表聲明:“很高興人類生育與胚胎學(xué)管理局批準(zhǔn)了Niakan博士的申請(qǐng),在人類最初形成的七天里,Niakan博士的研究對(duì)于了解健康人類胚胎發(fā)育、受精情況有著重要作用。”
不過(guò)Niakan的申請(qǐng)還需經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)氐膫惱碚{(diào)查委員會(huì)批準(zhǔn),在未得到該批準(zhǔn)前,也不能進(jìn)行試驗(yàn)。
英國(guó)政策對(duì)生命科學(xué)前沿研究的寬容度一直較大,去年2月,英國(guó)下議院以壓倒性多數(shù)通過(guò)決議,允許英國(guó)研究人員繼續(xù)研究一項(xiàng)被稱為“線粒體移植”的醫(yī)療技術(shù)。“線粒體移植”是將健康女性捐獻(xiàn)者的卵細(xì)胞替代孕婦卵細(xì)胞中的缺陷DNA,這一做法能讓線粒體基因中攜帶致病突變的女性產(chǎn)下基因上相關(guān)但沒(méi)有線粒體疾病的孩子。最終出生的健康嬰兒在生理學(xué)上將具有兩個(gè)母親和一個(gè)父親,這一技術(shù)的關(guān)鍵在于移除女性卵子線粒體中的有缺陷基因。英國(guó)也成為世界上第一個(gè)“線粒體移植”合法化的國(guó)家,雖然不少科學(xué)家對(duì)該技術(shù)的安全性仍持有懷疑態(tài)度。
對(duì)生殖細(xì)胞進(jìn)行基因編輯,不少業(yè)內(nèi)大拿明確表示抵抗態(tài)度。2015年年底,加州理工大學(xué)病毒學(xué)家戴維·巴蒂摩爾(David Baltimore)在人類基因組編輯國(guó)際峰會(huì)上指出:“如果被基于編輯技術(shù)修正過(guò)后的生殖細(xì)胞、胚胎發(fā)育成完整嬰兒,其攜帶的基因序列的改變將會(huì)傳遞至嬰兒個(gè)體所有細(xì)胞。同時(shí),這些經(jīng)修改的基因也將成為人類基因庫(kù)中的一員。一旦被修改的基因序列被引入人類種群,這樣的遺傳學(xué)改變將很難逆轉(zhuǎn)。”
此外,主觀上選擇基因編輯技術(shù)改變?nèi)祟愡M(jìn)化進(jìn)程,將產(chǎn)生倫理道德問(wèn)題。不僅于此,今后是否會(huì)出現(xiàn)特定人群接受優(yōu)化基因?胚胎是否會(huì)因父母喜好而被強(qiáng)制改變基因組?以上問(wèn)題的出現(xiàn)將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生顛覆性影響。