如何防止基因编辑技术突破底线:警惕科学狂人再现科技

2019-01-14    来源:网络    编辑:新闻在线
如何防止基因编辑技术突破底线:警惕科学狂人再现 在国内的大环境下,许多做基因编辑的科研人员容易受名利和资本诱惑,因此研究人员的伦理自律显得尤为重要。

DNA和基因是生物体的核心代码,使用一组生物分子像剪刀或橡皮一样精确地改变基因序列即基因编辑技术。几十年来,基因编辑技术在植物、动物、微生物等领域的应用与研究突飞猛进,极大地促进了生命科学的发展。

经过30多年的发展,基因编辑的门槛已经逐渐降低到如同到超市里买一把廉价的剪刀,然后就可以在家里开始缝缝补补一样:资金问题、试剂稀缺等,早已不是障碍。

技术飞跃的同时,担忧与日滋生。

斯蒂芬·霍金在《未来简史》一书中断言,在基因工程领域,人类只要一有重大突破,就不可能只用于治疗而不用于进化升级。在书中,他悲观的预言在追求健康、快乐和力量的过程中,人类慢慢地改变自己的特质,直到人类不再是人类。

为了约束基因编辑技术带来的负面作用,如随意踏入人类胚胎领域并且逾矩,学界和政府都在努力达成共识、制定规范,包括各种禁止性和限制的措施。

但科学狂人的冲动和国家间法规的间隙,仍有可能让中立的技术溜出越界,从而带来无法挽回的风险隐患和伦理悲剧。

如何将涉及人类胚胎的基因编辑关入笼子里?需要科学界的自律,更需要伦理审查和政府监管方面的继续加严和细化。

国家器官捐献与移植委员会主任委员、原卫生部副部长黄洁夫就呼吁,亟需在国家层面成立权威的生命科学伦理委员会。

“需要警惕的是急于推动科技创新的机构和社会会忽视或者低估科学技术的巨大风险,这需要从深层次的监管理念和文化层面加以重视。”中国人民大学公共管理学院教授、国发院研究员刘鹏说。

基因编辑:此前涉人类胚胎的实验虽逼近底线但均未逾矩

从发现DNA,到可以可控地修改它,人类花了一百多年的时间。

诺贝尔奖官网显示,1972年,当时正在研究多瘤病毒SV40的美国生物学家保罗·伯格(Paul Berg)实验室创造了首个“杂交DNA”:他实验室的研究人员将细菌的一段DNA插入到一个病毒DNA中,这又被称为“DNA重组”。

此后,DNA重组技术日益成熟。

而与DNA重组相比,基因编辑是对生物体原有DNA更精确、更高效率的修改。这一技术被誉为生物黑科技,也是生命科学领域最火的“网红”技术之一。

在前人研究的基础上,1996年,第一代基因编辑技术ZFN(锌指核酸酶zinc finge nucleases)诞生。

2002年被命名、2013年左右逐渐成熟的CRISPR-Cas9是第三代基因编辑技术,被称为“基因魔剪”,系基因编辑技术领域最热门的技术之一。

而2016年4月被首次报道的单碱基编辑技术BE(Base Editor)被认为是比CRISPR更先进的基因编辑技术,正在被优化升级。

基因编辑技术发明出来后,被首先应用到果蝇、斑马鱼、植物中,然后是人。

目前,在人体上进行的基因编辑试验更多是针对体细胞而非生殖细胞,既能实现对疾病的治疗,还避免了被修改的基因遗传的问题,因此受到尊重与鼓励。

譬如,2018年5月,欧洲批准在人体上用基因编辑技术治疗地中海贫血症的临床试验;同年12月,基因编辑领域权威人物、华裔科学家张锋参与联合创立的美国公司Editas Medicine 宣布获得美国FDA的批准,将开展基因编辑治疗疾病Leber先天性黑朦10型(LCA10)的临床实验。

而全球首次对人类胚胎进行基因编辑的实验系由中国科学家开展。

2015年4月,广州市中山大学的黄军就研究组在学术期刊《蛋白质与细胞》(Protein & Cell)中发表论文,报告了利用CRISPR技术对86个人类三倍体(3PN)胚胎细胞中的HBB基因进行基因编辑实验的结果。

此后,国内外又进行了多起人类胚胎基因编辑实验。

广州医科大学附属第三医院生殖医学中心主任刘见桥等人在论文《基因编辑技术在人类生殖细胞中的应用研究》中,盘点总结了最新的进展。

2017年8月,美国俄勒冈健康科学大学的Shoukhrat Mitalipov团队,对超过50个人胚胎中的MYBPC3基因进行了编辑,发现16个胚胎发生了非预期的基因插入或基因缺失。研究人员利用MYBPC3基因突变相关的心肌肥大患者的精子与正常的卵子“生产”了前述胚胎用于实验。

同年10月,英国伦敦弗朗西斯·克里克研究所的Kathy Niakan等人,用CRISPR/Cas9技术对人正常二倍体胚胎中的OCT4基因进行了编辑,发现OCT4基因的缺失,影响了人类囊胚的形成,这与小鼠胚胎中的研究结果不同。

在中国进行的人类胚胎基因编辑实验数量更多,刘见桥论文中列举了7起。

2017年9月,山东大学附属生殖医院首席专家、上海交通大学医学院附属仁济医院博士生导师陈子江团队发表论文称,利用SaKKH-BE3技术对人三倍体胚中的FANCF基因位点进行编辑中,3个胚胎的编辑效率达到100%。

与此同时,黄军就团队发表论文称,利用HBB基因突变的地中海贫血症患者的体细胞核,与去核的卵母细胞进行融合、重构,获得胚胎,进行基因编辑修复实验。

2018年8月,刘见桥团队和黄行许团队合作发表论文,利用FBN1基因突变的马凡氏综合征患者捐献的精子构建人胚胎,进行基因编辑修复实验:18个胚胎中,经过修复,有16个胚胎的基因型变得“健康”。

值得注意的是,上述所有被实验的人类胚胎都没有被植入人体或其他生物体,没有完成妊娠,没有婴儿出生。

虽然逼近底线,但均未逾界。

制度约束:人类基因编辑等研究开发活动被列为高风险等级

黄军就研究组首次对人类胚胎进行基因编辑时,使用的是人类三倍体(3PN)胚胎细胞,系“畸形胚胎”。

正常的受精卵是一个卵细胞接受了一个精子后形成的,但三倍体是一个卵细胞接受了两个精子,它不能正常发育,最终会死亡。

此外,该实验终止在48小时(八细胞期),包括神经系统在内的各个组织器官还未开始发育。

即便如此,黄军就的研究仍引发轩然大波。

彼时,美国国家卫生研究院(NIH)发表声明称,禁止对人类胚胎进行基因改造,拒绝向此类研究提供科研经费,即使是没有生存能力的人类畸形胚胎。

美国加州理工大学的生物学家大卫o巴尔的摩也表示,美国国会的意愿是,不支持任何关于人类胚胎基因改造的研究,包括人类的畸形胚胎。

斯坦福大学的生物伦理学家汉克o格里(Hank Greely)则表示,美国没有完全禁止对人类胚胎的相关研究,美国国家卫生研究院虽然不会出资支持相关研究,但用私人资金就可以进行。

刘见桥前述论文中写到,美国科学院和美国医学院成立的人类基因编辑委员会2017年2月发布报告称,在现存的行政法规监管之下,允许基因编辑在人胚胎上的基础研究,但胚胎体外培养不能超过14天。

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