天天科普 | 定制婴儿——基因编辑

2018年11月26日,在世界艾滋病日及第二届国际人类基因组编辑峰会召开的前一天,即将参会的中国深圳科学家贺建奎公然投下一枚伦理震撼弹,一对经过基因编辑的双胞胎婴儿已于日前诞生。由于这对试管婴儿在胚胎植入子宫前敲掉了一个与艾滋病等病毒感染相关的免疫基因,生下来就具有抵御艾滋病的能力。这个消息一经发布,立即引起极大的议论。据贺建奎介绍,基因编辑手术比起常规试管婴儿多一个步骤,即在受精卵时期,把Cas9 蛋白和特定的引导序列,用5微米、约头发二十分之一细的针注射到还处于单细胞的受精卵里。他的团队采用“CRISPR/Cas9”基因编辑技术,这种技术能够精确定位并修改基因,也被称为“基因手术刀”。

那基因编辑免疫艾滋病是如何实现的呢?

人体是一个由很多细胞组成的“王国”。基因则是住在每个身体里的“代码”,规定了每个细胞做什么样的工作,从而对免疫系统产生影响。基因编辑技术能够让人类对特定DNA片段进行敲除或加入,目前最流行的就是CRISPR/Cas9技术。CRISPR/Cas9可以让基因编辑如同我们在电脑上剪切、复制、粘贴资料一样简单,有了“基因编辑器”,人类能够通过基因编辑调整免疫系统,甚至可以让身体发生特定变化。

在艾滋病感染过程中,HIV病毒以CD4+T细胞为目标发动猛烈攻击。CD4+T细胞是人体免疫系统重要的“守军”,病毒一旦干掉它们,人体就会丧失免疫功能。病毒要想攻入CD4+T细胞,需要找到细胞表面叫做CCR5或CXCR4的受体,才能够发动进攻。病毒一旦找不到进攻的“入口”,也就难以发动攻击了。

所以说,如果用基因编辑把CCR5或CXCR4的基因改一改,让HIV找不到入口,人类不就能战胜艾滋吗?

由于编辑CXCR4可能影响胚胎发育,且多数HIV都通过CCR5受体进行入侵,所以CCR5是“动刀子”的最佳选择。贺建奎团队所做的,就是敲掉了CCR5基因的32个碱基,使其蛋白无法正常穿膜表达于细胞膜上,病毒便难以找到目标了。

不过,这个看似完美的办法,却有两个很大的问题。

CRISPR/Cas9编辑时有可能出错,也就是所谓的“脱靶风险”,敲掉其他关键基因。这有可能引发基因突变,对新生婴儿产生不可估量的伤害。基因编辑很有可能产生新的疾病隐患,基因一旦被敲掉就不能“撤销”。这种隐患不仅会伴随人的一生还会遗传给后代。

更重要的是,这种研究还涉嫌违规和违背伦理。2003年科学技术部、卫生部印发《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》,提出用于研究遗传修饰的囊胚体外培养不能超过14天,也不能植入人体生殖。CCR5基因编辑在不能保证100%安全的情况下就用于人体,让本来能健康成长的人无端背上未知风险,这是对人的不尊重。同济大学医学院教授、同济大学丽丰再生医学研究院执行院长高正良认为,即便基因编辑技术已完全成熟到风险可控,一旦该项目被推广,那么就会带来严重的社会问题:“想变漂亮的人,变聪明的人,都能改变自己或者后代的基因。甚至像电影里演的那样——淘汰所谓弱势基因,实现基因定制。而这背后带来的社会问题,将无法估量。 ”

但是呢,基因编辑若使用得当,也能为人类带来贡献,这种技术能够改良植物形状,使得蔬果保质期更长,口感更好;可以治疗恶性病,复活灭绝物种,通过相关DNA复活灭绝物种,有助于生物学家的研究。

武汉科技馆生命展厅的“人造生命”板块,详细地给大家介绍了人造生命的“前世今生”,观众可以前来探究。(撰稿:武汉科技馆,刘阳)

【编辑:叶子】

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