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首例基因编辑婴儿在中国诞生,潘多拉的魔盒终于被打开了吗?

严肃科普的 中信出版集团

“距离我们首次阅读人类基因组只过了大约10年,我们在开始重写它之前要万分谨慎。”

——埃里克·兰德

 

还在对转基因食物谈虎色变吗?人类首例基因编辑婴儿已经诞生了!

 

2018年11月26日,“第二届国际人类基因组编辑峰会”的前一天,一条爆炸新闻传来:南方科技大学大学副教授贺建奎宣布,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国诞生,生命体征正常,通过基因编辑技术,使艾滋病毒入侵机体细胞的主要辅助受体之一的CCR5 的基因失去功能,使得哇哇啼哭的她们落地便能“天然抵抗艾滋病”。



美联社最先采访了贺建奎本人。贺建奎在接受专访时透露,他的目的并不是治疗或者防止遗传性疾病,而是要尽力保留只有少数人才具有的特征:即天然抵抗某些艾滋病毒。


贺建奎还说:“我感觉自己有很重大的责任,不仅是促成第一个(基因编辑婴儿),而且要让她成为一个榜样。”他认为在是否允许或者禁止基因编辑的问题上,“社会将决定下一步怎么做。”


美联社对此评论称,“如果这是真的,将是科学和伦理学迈出的重大一步”。


此消息一出,即引起了医学界同行的质疑,纷纷谴责该实验是“不理智、不论理的”。但无论如何,如果此事属实,那么这对双胞胎的诞生,可以视作人类基因技术的里程碑,然而,这项破解生命密码的技术是人类的造物神力还是祸害人间的潘多拉魔盒?


 

人类之殇将止于重塑生命?

 

自从首次发现基因和人类疾病的关系以来,能够改正具有“缺陷的”基因就一直是医学界的梦想。即使对于研究得比较清楚的单基因疾病,基于传统转基因方法的基因疗法也远远谈不上成功。



其中的障碍主要有两个,一是把基因构件送到身体组织内并让它穿过细胞膜的困难。虽然病毒可以有效地把基因构件运入细胞,但使用病毒本身会有一定的风险。


另一个困难是缺少一种能够精确修改目标细胞基因组的技术。传统的基因疗法意味着要把一个外源 DNA 构件随机插入宿主细胞的基因组,这样做有可能会扰乱宿主的基因组,比如可能会激活原癌基因(即导致癌症的基因),对身体造成破坏。


大家对于贺建奎的批判之一也正是基于这点,基因编辑技术的脱靶问题不解决,易造成要编辑的目标基因以外的其他基因被编辑,导致正常基因的破坏。因为脱靶的不确定性,从长远看,进行了基因编辑的人类之后会发生什么没有人能预知,但无疑是存在巨大的风险的。


基因组编辑技术,特别是正迅速跻身主流技术行列的 CRISPR/CAS9,还是非常新的发明,对于它能否作为治疗人类疾病的一种策略,我们的评估还处于最初阶段,它的全部潜力尚待发掘。


 CRISPR工作机制示意图


2016年,全世界共有120 万人死于艾滋病,大多数发生在发展中国家。人们缺乏获得药物的途径,贫穷和缺少适当的医疗服务是艾滋病死亡率在发展中国家居高不下的原因。


尽管现有的抗HIV 药物取得了一些成功,药物虽然能够约束HIV,防止病毒破坏免疫系统,但却无法把病毒从体内彻底消灭。人们一直在继续寻找更有效的疗法。


基因组编辑技术的到来确实为治疗HIV 提供了新的可能性。其中一种方式是对HIV 通常所感染的免疫系统的细胞进行遗传修饰,使患者对病毒产生抵抗力。这种策略是试图模拟在极少数能抵抗 HIV 的人中所发现的自然遗传差异。


研究表明,这些人有天然的免疫力存在,是他们的趋化因子受体 CCR5 基因的功能缺失,在极少数不产生有功能的 CCR5 蛋白的人体中,病毒无法从中进入,也就无法感染 T 细胞,并破坏免疫系统,因此人体的免疫系统就可以及时清除病毒。

 


这项研究是由哈佛大学的查德·考恩(Chad Cowan)和德里克·罗西(DerrickRossi)领导的,他们用CRISPR/CAS9 基因组编辑技术在体外培养的人骨髓细胞中敲除了CCR5,然后用一种混合试剂把它们诱导发育为T 细胞。


这意味着我们也许可以取出患者的骨髓细胞,用基因组编辑技术敲除它们的CCR5,然后把修改后的细胞导回患者体内,希望这些细胞能把HIV 彻底从体内清除。


事实上,对 CCR5 进行基因组编辑已经在人类艾滋病治疗中投入使用了。2014 年 3 月,美国加利福尼亚州的桑加莫生物科学公司发表了用这种方法来处理12 名艾滋病患者的细胞的临床试验的结果。在结果公布之时,一半的参与者已经可以停止服用抗病毒药物了,而且根据桑加莫公司的报告,他们已经用这种方法治疗 70 多名患者了。


除了用基因编辑技术打靶CCR5外,另外一种方式治疗HIV的方式是直接灭活病毒本身。很多研究已经表明CRISPR/CAS9 可以用来切除被感染细胞的基因组中的病毒DNA。



2014 年7月, 费城的天普大学的卡迈勒·哈利利(Kamel Khalili)团队展示了他们可以用这种方法从多个人类细胞系中完全移除HIV 基因组,从高度折叠的染色体的 DNA 上识别病毒的单个拷贝,然后精确地切除这个区域。


2015 年 3 月,索尔克生物研究所的团队也报告他们成功从体外培养的人类T细胞中消除了HIV。他们的发现表明“通过在病毒生命周期的早期消灭它,我们可以一举防止它对人类细胞的感染,这个原理与传统疫苗生效的方式有些类似”。


 

人类越界了吗?

 

牛津大学细胞分子学教授约翰·帕林顿曾在《重新设计生命》一书中为各位读者提出了疑问:


“虽然基因组编辑和其他转化生命的科技听上去很新奇,但会不会人类拥有修改生命的能力并不是一件新鲜事?”


手掩过书卷,人类从未停止过对生命的探索。从胰岛素到DNA,从基因组测序再到基因组编辑技术;从发现“新大陆”(基因)到探索“道路GPS”(基因剪刀)再到“土地大开发”(基因组编辑),人类为本就多彩的基因库再添可能(当然也可能是隐患)。


HIV疾病中CCR5敲除,打靶致命病毒,癌症、糖尿病等疾病也有望通过基因疗法治愈,这一系列技术都在证明人类解读基因组的能力越发精进。如今基因编辑婴儿更是横空出世,也许未来的某一年,路上与你擦肩的某位路人,一同读书的朋友,共同游戏的玩伴,都有可能应用过基因编辑技术,那么它还会是一件“新鲜事”吗?

 

其实基因编辑技术用于修改人类胚胎产生争议已不是第一次了。


2015年 3 月 12 日,《自然》杂志上出现了一篇爱德华·兰菲尔(Edward Lanphier)的评论文章,兰菲尔是桑加莫生物科学公司的总裁和美国再生医学联盟的主席。这篇文章呼吁科学家不要用CRISPR/CAS9 修改人类胚胎,即便是出于研究目的。因为兰菲尔他们已经听说某些科学家用这个方法产生了转基因人类胚胎,正在试图发表这一结果。


这种呼吁“自愿暂停”用基因组编辑技术修改人类胚胎的做法,与 1975 年阿西洛马会议前的情形如出一辙。人们因为担忧新的重组DNA 技术的安全性,便停止所有对此项技术的进一步开发,直到大家充分讨论了其潜在的风险,并一致同意采取安全措施为止。


兰菲尔说:“我们是人,不是转基因老鼠。我认为这种跨越技术的边界,修改人类生殖细胞的做法有根本的伦理问题。”



2015 年 4月22日,这项传言中的研究被《自然》和《科学》杂志的因“伦理问题”多次拒稿之后,发表在了一家不太知名的《蛋白质与细胞》 的期刊上,我们终于可以一窥究竟被兰菲尔一直喊暂停的团队做了什么。


这项研究由中国中山大学的黄军就领导,论文显示,黄军就的团队用CRISPR/CAS9技术修正了导致β–地中海贫血症的基因缺陷。β– 地中海贫血症是一种致命性的血液病,相关的基因缺陷存在于 β– 珠蛋白基因中。


为了试图回避潜在的伦理异议,黄军就团队使用了由两个精子和一个卵子意外结合所产生的胚胎,是从当地一家做试管婴儿的医院中获得的,这种胚胎一般会被医院废弃。这样的胚胎可以进行一些早期的发育过程,但永远无法发育成活的婴儿。


在这篇论文发表之后,对于把基因组编辑技术用于人类胚胎的追求是否合理的问题,科学家之间仍然存在重大分歧。伦理学家在这个问题上同样莫衷一是。



日本的北海道大学生物伦理学教授石井哲担心,如果允许对人类胚胎的基因组进行编辑,将其作为预防医学的一种形式,可能是“在监管不力的国家,慢慢滑向 ‘定制婴儿’的结局”的一个开始。”


人类一步步在向前试探,试探的每一步必然会带来不断的争论与思考,所以人类的探索是否有界限?人类的探索真的永无止境吗?在越界与发展的边缘,人类社会能够给出怎样的答案?


 

基因革命是天使还是恶魔?

 

未来,干细胞技术是否有可能被用来改造人类,使他们有永远积极乐观的情绪呢?如果不是通过干细胞技术,用光遗传学等操控神经活动乃至基因表达的技术,通过磁场或无线电信号,能否实现类似的效果呢?


要做到这一点,人类大脑需要接受遗传改造才能做出正确的响应,但考虑到基因组编辑技术在未来的进步,它成为常规操作也并不是无法想象的。而如果它真的变成了常规操作,那就引出了一个更令人忧虑的可能性:这项技术可能会被用来给人们洗脑,让他们接受一种更专制的政权,或者抹去他们的真记忆,植入假记忆。


这是否意味着,在未来,人类可能会经历一个多样化的过程,未来的每个人都会有非常不同的特征,而这些特征取决于哪个特性吸引了他们的父母?未来的人是否会有一种比定制婴儿更激进的态度,会决定通过改造试管婴儿,来转变自己未来出生的小孩?


再把我们的思想实验推进一步,鉴于我们最近在创造类似多种人类组织和器官中取得的进展,在未来的某一天,人们是否有可能批量进行人造人?


这是经典科幻电影《银翼杀手》的主要背景。在这部关于未来的反乌托邦作品中,干细胞技术被用来创造“复制人”。他们表面上看起来无法与人类相区分,但被设计成具有超能力或美丽的容貌之类的特征。


电影《银翼杀手》剧照


复制人是人类的奴隶,被创造用来参与军事对抗或从事危险的工作,或者作为为人类性需求服务的“快乐模型”。为了控制他们,人们把复制人的寿命设计得极短。当一些复制人开始反抗时(反抗也是因为他们的程序禁止他们做一些事),故事的冲突开始了。


基因技术像世间的一切事物一样具有两面性,每当提出都会有人提出不同观点,各方各执一词,每每发生讨论都是一番恶战,强烈反对有之,坚决支持据理力争者亦有之。一个问题下,会有无数的辩题等待答案。


世间无绝对,天使和恶魔的界限仿佛并没有那么黑白分明。大众对科技的思考值得赞扬,面对社会问题和科学问题一样多的现状,我们只能用约翰·帕林顿在《重新设计生命》一书中的回答回应大家心中的疑惑:


“新遗传科技的开发是人类两个独有特征的一部分:我们制造和使用工具的能力,以及让我们能够计划如何使用这些工具的自我意识。正是这两个属性让我们人类能够以如此卓越的方式操控身边的世界。”


不过,在任何民主的社会中,如果人们的观点要发生变化,它一定需要建立在最大程度的公开讨论之上。虽然基因组编辑技术或干细胞技术为医疗领域所提供的前景非常激动人心,但我们还需要多想一想用这种彻底不同的疗法治疗人类患者可能产生的安全问题和伦理问题,以及对于基因组编辑技术是否应该被用来修改人类生殖细胞的问题。


像贺建奎这样伦理委员会的批准存疑,事先没有在任何学术期刊上发表该实验的动态,“先斩后奏”的行为理应受到指责。


而那对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿以后会怎么样?是否能让艾滋病止步人间,像贺建奎所说的带给人类生命新的希望?还是如科学家担心的那样,被人为编辑过的基因混入人类的基因池将给人类带来巨大的风险和不确定性?


基因编辑,这项破解生命密码的技术是人类的造物神力还是祸害人间的潘多拉魔盒?


一切都还需要时间给我们答案。


 

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-End-

编辑:Yoyo  责编:YQ

2018.11.27


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