一次基因编辑“大跃进”
这则消息尚未经过业界专家确认,研究也还没有经过同行评议、或在学术期刊上发表,某种程度上真实性存疑,但它仍然引发了学术界和舆论的强烈震动。国内122位科学家发表联合声明表示强烈谴责,称试验存在严重的生命伦理问题。140名艾滋病研究专业人士也在27日午间发表公开信称,“坚决反对这种无视科学和伦理道德底线的行为,反对在安全性和有效性未得到证实的基础上,开展针对人类健康受精卵和胚胎基因修饰和编辑研究。”
在技术层面,这项试验是简单的,相当数量的实验室都具备条件和能力。过去从来没有人尝试过,一个重要原因是,在当前技术下,试验的安全性得不到保证。研究可能给当事人带来无法预料的麻烦,还会把麻烦遗传给每一个子孙后代。
“就像我们面对一个黑箱子,在一切都还未知时,就大踏步往里走。”澳大利亚彼得·多赫提传染病与免疫研究所的研究员刘浩铭向中国青年报·中青在线记者形容这项研究的性质。
这是第一次有经过基因编辑的胚胎细胞发育成人,但我们还远没有做好迎接的准备。
谁给贺建奎的自信去证实安全性
贺建奎的实验室在26日晚间上传一批视频,称接受基因编辑的孩子的父亲是HIV病毒携带者。据媒体报道,受试夫妇通过国内最大的艾滋病感染者互助平台“白桦林全国联盟”招募。
贺建奎的想法听起来很美好,保护孩子,让其对艾滋病病毒免疫。贺建奎在视频中还专门解释,他的团队为了保证安全,选择了“被了解最充分的基因之一——CCR5”。
这个说法遭到了艾滋病免疫与治疗领域多名研究人员的质疑。
刘浩铭告诉记者,贺建奎使用的方法只能使人免疫某些亚型的艾滋病病毒,但对部分亚型,例如AE亚型,则无效。最近几年中国新报告的艾滋病病毒感染者中,有50%左右患者感染的是AE亚型病毒。
刘浩铭介绍,艾滋病病毒非常容易发生变异,仅靠敲除CCR5基因,很难做到一劳永逸。
这不是贺建奎独创的方法——在对抗艾滋病病毒的过程中,人们很早就盯上了CCR5基因。艾滋病病毒之所以能识别并入侵人体免疫细胞,靠的就是CCR5基因生产的蛋白质。有研究人员选择敲除淋巴细胞基因组上的CCR5,也有人选择让患者服用CCR5蛋白抑制剂,但只有贺建奎选择让一个人全身上下所有细胞中的CCR5基因都消失。
“这太疯狂了……没有人能预测CCR5基因缺失对人体的损伤。”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告诉中国青年报·中青在线记者,这可能影响人体免疫细胞的成熟,以及很多正常的生理功能。
“CCR5在人体免疫细胞行使功能过程中起着关键作用。对人体健康胚胎实施CCR5基因编辑是不科学的和不理性的,会直接导致不可逆转的突变和后代遗传的严重后果,长期安全性和负面后果无法预测。迄今为止,在我国人体内的CCR5基因是完整的,没有发现在欧洲人种中的天然缺失突变。”140名艾滋病研究专业人士发表的公开信中提到。
已有多项研究表明,人体CCR5基因的缺失可能增加感染流感、脑炎、西尼罗河病毒的风险。
而且,这项敲除CCR5基因的研究风险远不止于此。
试验中需要使用的CRISPR/Cas9技术,工作原理是识别特定的基因序列,从而进行基因编辑。人体基因数超过2万对,碱基对数超过30亿对,可能存在多个与之相同或相似的基因序列,其中一些可能是人体必需的。
以当前的基因编辑技术,我们无法确保只修饰我们需要的部分基因。一旦发生“脱靶”,会给人体带来不可预料的影响。
对此,贺建奎回应称,试验前后曾多次通过全基因组测序,确保除了CCR5外的基因未受影响。
云南中科灵长类生物医学重点实验室的陈凯教授说,“这只是他(贺建奎)所能认知范围内的‘没影响’。”
他告诉中国青年报·中青在线记者,现有技术能确保靶基因(即CCR5基因)是否有修饰,但绝对做不到高覆盖率排除脱靶效应。“我们这么多做基因修饰、胚胎发育的科学家都无法保证(排除脱靶效应),谁给贺建奎的自信去证实安全性?”
人类目前只完成了约99%人类基因的测序。受限于现有技术,剩下的部分无法完全获知。
CRISPR/Cas9技术另一个可能的风险是出现“嵌合现象”,即出现部分细胞遭遗漏,没有被编辑的情况。
贺建奎的试验中,就出现了嵌合现象:11月降生的基因编辑婴儿是一对双胞胎,其中一名婴儿的部分基因就没有得到编辑。根据贺建奎对媒体的说法,他使用的22个胚胎中,仅16个编辑成功。而出现嵌合现象的胚胎就包括在16个“成功”案例中,这意味着贺建奎没能识别出这个情况。
“这相当于是婴儿既承担了基因编辑的风险,又没有得到想要的效果。”陈凯评论。
他认为,贺建奎的试验对个体来说毫无必要,“一个人得艾滋病的概率远低于试验本身带来的风险。”目前已有成熟的技术保证,即使父亲是HIV携带者,也能生出健康的孩子。一个健康的人做好防护,感染艾滋病的风险也极低。
即使这一代不出问题,也不能排除后代出现问题的可能
贺建奎试验中使用的CRISPR/Cas9是第三代基因编辑技术。这个概念自2005年进入研究人员的视野,经过世界各国科学家的6年接力长跑,才终于进入应用层面。相比前代技术,CRISPR/Cas9极高地提高了效率。
在许多领域,基因编辑已经成为不可或缺的技术。在农业生产上,基因编辑让农作物产量更高、更耐病虫害,解决了上亿人的温饱问题。新兴药物的量产和疫苗的制造,也都离不开基因编辑技术。
人们正在畅想基因编辑技术带来的更好的世界:西非的布基纳法索政府计划使用经过基因编辑的蚊子消除疟疾;美国马萨诸塞州官员考虑使用基因编辑技术抗击莱姆病;还有研究人员计划用基因编辑技术让珊瑚适应正在变化的海洋环境。
同时科学家们也小心地遵守着一条底线:不对人体细胞做可遗传的基因编辑。
“我们对基因的理解和相关技术都远没有达到要求。贸然开展研究,很可能造成严重的生态灾难。”张林琦说。
最近两年,笼罩在基因编辑领域上空的乌云似乎更厚重了。科学家在小鼠、猴子、羊、猪等生物体上进行基因编辑研究,却发现,当前的技术无法完全达到预期的效果,还可能带来意料不到的负面影响。