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进步还是垮塌?南科大副教授的基因编辑婴儿引发舆论“海啸”

 
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11 月 26 日,来自南方科技大学的科学家贺建奎在第二届国际人类基因组编辑峰会召开前一天宣布,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于 11 月在中国诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改,用于抵抗艾滋病感染。

南方科技大学副教授 贺建奎


世界首例基因编辑婴儿将在中国诞生?


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”。


这次基因手术修改的是 CCR5 基因,其编码的 CCR5 蛋白是 HIV 病毒入侵机体细胞的主要辅助受体之一。此前资料显示,在北欧人群里面有约 10% 的人天然存在 CCR5 基因缺失。拥有这种突变的人,能够关闭致病力最强的 HIV 病毒感染大门,使病毒无法入侵人体细胞,即能天然免疫 HIV 病毒。


根据人民网的报道,贺建奎在 50 枚人类胚胎基因测序结果显示,未发现脱靶现象;而所有人类正常胚胎里面,有超过 44% 的胚胎编辑有效。贺建奎还将在峰会上展示此次基因手术婴儿脐带血的检测结果,证明基因手术成功,并未发现脱靶现象。他表示,结果仍然需要时间观察与检验,因此准备了长达 18 年的随访计划。



贺建奎表示,该项试验的参与者拒绝透露身份或接受采访, 他不愿透露他们住在哪里, 工作地点在哪里。目前对于他的说法, 业界没有进行专业确认, 也没有在杂志上发表, 之后将由其他专家进行审查。


本周三和周四,贺建奎将在第二届国际人类基因组编辑峰会上做报告,学术会议的网络直播地址:http://www.nationalacademies.org/gene-editing/2nd_summit/webcast/index.htm


健康与否难说,知情同意存疑!


根据《麻省理工科技评论》的报道和所提供资料,这项研究做了伦理上的报备和审查申请,也得到了通过(该项目在中国临床试验注册中心的英文版页面和中文伦理审查申请书如下)。但是,在中国临床试验注册中心中文版的项目查询页面上,这项编号为 ChiCTR1800019378 的项目消失了。



该项目在中国临床试验注册中心的英文页面



中文的项目检索页面中,编号为 ChiCTR1800019378 的项目消失了。


此外,该项目的伦理审查机构和第二资助人为深圳和美妇儿科医院——已有知名医疗类媒体在社交平台上表示,该医院属于莆田系,由莆系代表人物之一的林玉明掌舵(该项目第一资助人为南方科技大学)。



在提交给深圳和美妇儿科医院医学伦理委员会的审查申请书中,申请者这样表示:“我们期望,建立完善的基因手术治疗严格行业质量控制标准,占领整个基因编辑相关治疗技术门槛的制高点,在国际日益竞争激烈的基因编辑技术应用中脱颖而出:这将是超越2010年获得诺贝尔奖的体外受精技术领域的开创性研究,为无数的重大遗传性疾病的治疗带来曙光。”


基因编辑究竟是为时过早还是科学家自主探索


CRISPR/Cas9 技术自问世以来就因简单、高效备受瞩目,吸引全球各地科学家在医学、动植物育种、药物筛选等不同领域进行研究。但直到最近科学家们才在成年人身上尝试通过基因编辑治疗致命疾病,这些治疗仅限于成熟个体。编辑精子、卵子或胚胎是不同的,因为这些变化是可以遗传的。在美国, 除了实验室研究外, 都是不被允许进行这类操作的。中国目前命令禁止克隆人, 但对于基因编辑这一新技术没有具体规定。


根据美联社的报道,一些基因编辑学家发表了他们的看法。宾夕法尼亚大学基因编辑专家、某遗传学期刊编辑柯兰·穆苏努鲁(Kiran Musunuru)博士批评说, 这项试验是 “不合理的……对人类的一种在道德或伦理上都无法辩护的实验“。加州斯克里普斯研究转化研究所所长埃里克·托波尔(Eric Topol)博士也认为: ”这还为时过早。“即使编辑工作完美, 没有正常 CCR5 基因的人感染某些其他病毒和死于流感的风险更高。穆苏努鲁说, 预防艾滋病感染的方法很多, 而且即使感染也有办法治疗。 因此,这些其他医疗风险是一个值得关注的问题。


然而, 著名的遗传学家, 哈佛大学的乔治·丘奇(George Church)则认为,艾滋病是 “一个重大的、不断增长的公共卫生威胁,”丘奇在谈到编辑艾滋病毒的基因这一目标时说,“我认为这是有一定科学道理的。“ 


根据贺建奎向美联社提供的信息,胚胎的基因编辑发生在体外受精阶段。首先,精子被“洗脱”下来,以便与可能潜伏着 HIV 的精液分离。随后,单个精子与单个卵子结合从而产生胚胎。在这之后,研究者即可开始对胚胎的基因编辑。


在胚胎发育的 3 - 5 天,研究人员会取出一些胚胎细胞进行检查。夫妻可以选择是否使用编辑或未编辑的胚胎进行怀孕尝试。总体来看,22 个胚胎中有 16 个被实施了基因编辑,其中 11 个胚胎进入了妊娠过程。


贺建奎向美联社表示,试验表明,这对双胞胎的其中之一两个目标基因拷贝都被成功改变,但另一个只有一个拷贝被改变,但没有证据表明其他基因受到了伤害。“这基本上就不能说实现了编辑。”如果只有一部分细胞被改变了,HIV 感染仍然可能发生,丘奇说道。


此外,研究人员声称他们已经知道这个胚胎的两个目标基因拷贝都没有被编辑,但仍启动胚胎在母亲体内的妊娠程序——这一点也被丘奇和穆苏努鲁所质疑。


“对于这个孩子来说,实在没有任何好处,既不能防御 HIV,还被暴露在了各种未知的安全风险之下。”穆苏努鲁说道。研究人员这么做,让人觉得他们“主要的目的就是要测试基因编辑,而并非防御疾病。”丘奇表示。


与科学家们的重重顾虑不同,公众对此事的态度则更为开放。根据人民网的报道,不久前中山大学一研究团队发布了国内首份针对普通公众和 HIV 携带者关于基因编辑认知的比较报告,超六成受访者对基因编辑技术的运用持积极态度。575 份 HIV 携带者问卷显示,有 94.78% 的 HIV 携带者支持基因编辑技术用于预防 HIV 。另据美国皮尤研究中心 2018 年 4 月针对 2537 名美国成年人的一项调查显示,60% 的美国人支持对未出生婴儿进行基因编辑,认为为了降低患严重疾病的风险,基因编辑是一种有效的医疗手段。


不过,目前的材料并没有显示这一项目的受试者是否充分理解了试验的目的,以及潜在的危险及收益。举个例子,受试者拿到的知情同意书上将该项目称作“艾滋病疫苗研发“项目。


这对世界上首例基因编辑双胞胎的诞生,究竟为科学和人类带来了什么?这恐怕不仅需要学界的解答,还需要我们每个人的重视和思考。


来自中国在基因编辑及相关领域专家学者对基因编辑婴儿的看法


◇ 清华大学医学院教授,清华大学全球健康及传染病研究中心与艾滋病综合研究中心主任张林琦


1)对健康胚胎进行CCR5编辑是不理智的,不伦理的,我们还没有发现任何中国人的CCR5是可以完全缺失的;

2)CCR5对人体免疫细胞的功能是重要的;

3)由于艾滋病毒的高变性,还有其它的受体可以使用,CCR5基因敲除,也无法完全阻断艾滋病毒感染;

4)CCR5编辑不能保证100%不出错之前,是不可以用于人的;

5)现在母婴阻断技术非常有效,高达98%以上,可以阻止新生儿不被艾滋感染;

6)HIV感染的父亲,和健康的母亲,100%可以生个健康和可爱的孩子, 根本无需进行CCR5编辑。


◇ 北京大学分子医学研究所研究员刘颖


1、伦理申请是深圳和美妇儿医院医学伦理委员会批准的,但提供胚胎的是另外四家医院。根据美联社报道,贺建奎在11月8日出示临床试验的官方许可。您对此如何评论?


这份伦理申请非常的草率,按照提供的日期来看,在伦理申请批准前实验就已经进行很久了。伦理审查是按照“科研项目”的标准实施的,这个标准本身就不对。整个伦理申请中,写到了前期在猴等模式生物上进行了相关实验,但仅仅描述了过程,并没有任何详细结果以及实验后续对该动物的观察结果。伦理申请书最后一段占领技术制高点和超越诺奖级的工作这些竟然能作为理由列到申请书里,可见项目实施者和批准者的本意和关注点到底是什么。


2、在技术方面,贺建奎团队针对CCR5基因进行编辑,能否真的预防艾滋病?是否存在安全的风险?以及,其中一个胚胎是在怀孕期间做的基因编辑。如何看待这样的操作?


首先,如果基因编辑后是嵌合子的话,没有编辑到的细胞还是会有感染风险。但更为关键的是下面两点:1.基因编辑技术的脱靶效应会带来何种后果是完全未知的。2. CCR5缺失已经被实验证实会造成免疫缺陷,导致其他病毒的易感甚至肿瘤的发生。即使该实验的母亲是艾滋病患者,只要通过药物降低母体HIV的载量,是可以有效阻断母婴传播的。这项研究完全没有任何层面的必须要进行的必要性,而两个孩子所要面临的后续风险是我们想象不到的。试想一下当初多利羊的实验结果。


3、如何看待这一实验的后果?


这一实验从科学层面具有巨大的潜在风险,两个孩子作为试验品,这些未知风险将会伴随他们的成长。从事这一实验的科研人员既非HIV研究者,也非基因编辑领域专家,项目实施时其测序公司和其背后的商业资本实在铤而走险。该项目的实施可预见的会使基因编辑领域的研究受到影响,也会使中国科研界的发展受到质疑。中国科研界需要就此发生,该项目的实施者也需要因这一行为而受到抵制,否则将会带来更多不可预见的负面影响,潘多拉的盒子也许就此打开了。


◇ 中科院上海生命科学研究院神经科学研究所任研究员仇子龙


基因编辑用在人身上,特别是基因编辑受精卵,应该是全世界科学家非常慎重的一个举措。现在看到的是直接发布的新闻,科学研究的内容没有任何的披露,我觉得非常悲哀,科学成果的发表不应该是先在新闻媒体上,后来再发到学术期刊上。


CRISPR/Cas9现在面临的主要问题是可能在基因组水平上引起不必要的脱靶、结构变异等,所以应用在人身上要非常非常慎重,目前各种基因编辑系统,包括最新的碱基编辑系统的脱靶风险仍然很大。如果父母患有致命的遗传病,用基因编辑的方法来修改受精卵里的致病基因,以小风险去掉大风险的话是可以理解的。但是即使是已知父母携带致命的基因突变,仍然可以采取在受精卵阶段,采用挑选健康受精卵的手段来加以规避。也就是说,基因编辑始终不是唯一去除基因突变遗传疾病的方式。


这个研究修改了一个跟艾滋病有关的基因,显然不是去除一个很大的风险,因为这对婴儿的父母(父亲有艾滋病,母亲没有艾滋病)本来就不是高风险的人群。婴儿必须承担的风险却是非常非常之大的,因为这个基因编辑后她们的全身基因组究竟有没有造成突变,不是只做几个全基因组测序就能判断的,而且现在测序的手段还并非完美,很多基因突变并不是通过常规测序手段轻易发现。就算是现在最好的基因编辑手段碱基编辑器也会引起很多基因组脱靶效应,导致基因突变,所以这个风险是巨大的。


所以说,我心目中严肃的、对人类负责的基因编辑的研究应该是,必须没有第二个选择,只能用基因编辑来去除基因突变。这才是伦理能通过审查的唯一的标准。如果有任何其他的选择,目前都不应该用基因编辑的方法直接在人类受精卵上操作。


这个研究有没有经过伦理批准?合不合法?合不合规?很遗憾的是,在我们的研究领域很多地方还是盲区,不是不合法不合规,是根本没有法、没有规。我呼吁科学家作为一个共同体,应该约束自己的行为,科学和社会学的交界的每一步研究都是需要充分讨论的。这次新闻偏偏选在香港召开的第二届国际人类基因组编辑峰会之前,而且没有经过充分的同行评议就发布了这个新闻,我觉得是很不负责任的。


◇ 某生物科技首席科学家李凯博士


HIV要通过胎盘屏障进入胎儿体内需要足够量的HIV病毒才行,通过药物控制降低妈妈的HIV载量,可以很高效阻断母婴传播途径。事实上,基因编辑受精卵,任何体外生殖中心都可以常规操作。1. 伦理没有得到国际认可,国家认可都不一定得到了; 2. 可以出名,但医学价值不大; 3. 不是产业化的方向,毕竟脱靶效应是短期内不可避免的事情。而哈尔滨工业大学教授黄志伟也表示,母亲是艾滋病患者,做好隔离措施孩子可以没问题。


◇ 中科院动物研究所研究员王皓毅


科学、技术和伦理上多个问题需要解决,这三方面的问题一个都还没有解决。技术方面,如何确保无嵌合的一细胞期完成精确基因编辑,如何全面检测潜在脱靶位点。科学方面,如果确保引入的CCR5突变在受体胚胎的遗传背景下有良好的效果而没有其他严重副作用。

 

◇ 华东师范大学生命科学学院生命医学系主任李大力


在怀孕期做基因编辑治疗遗传疾病是可以理解和接受的,现在有很多文章已经开始在动物水平开展胎儿期通过重组病毒进行基因编辑的基因治疗工作。因为胎儿很多细胞处于活跃分裂期,重组效率会要高一些。所以我个人觉得针对患病胎儿的基因编辑或者基因治疗是可以接受的。这个与受精卵编辑完全不一样,受精卵编辑几乎可以肯定是会有生殖系转移的。胎儿期通过病毒治疗生殖系转移的概率还是微乎其微。


来源 | 网络综合整理


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