在科幻電影中,蜘蛛俠被放射性蜘蛛咬一口後,DNA改變,運動能力突破人類極限,擁有超強的力量與敏捷性。現實生活中,對基因的優化和改造同樣是科學家致力研究的方向。

今年四月,中國中山大學生命科學院黃軍就副教授修改了人類胚胎中導致β型地中海貧血的基因,作為世界首例人類胚胎基因修改,這項實驗成果引發了極大爭論——既然可以對基因進行選擇和編輯,那未來我們能否完全擺脫遺傳疾病,甚至從根源上“設計”嬰兒?這一系列干預生殖背後,倫理問題又該如何解決?

近日,國際著名科學雜誌《自然》的網站稱,中國中山大學生物科學院的黃軍就副教授及其團隊完成了全球第一次在人類胚胎進行的基因修改實驗,他們從醫院獲得86個無法發育成嬰兒的問題胚胎,並對當中與地中海貧血症有關的基因細胞進行基因編輯實驗,利用一種叫做CRISPR/Cas9的工具成功修改了28個胚胎的基因。也就是,如果此次基因改造技術成功,人類則有望從預防階段徹底解決地中海貧血症。這一消息旋即引發了全球媒體和科學界的廣泛關注。

大部分科學家支持的觀點是,從理論上,基因改造技術可以用來幫助遺傳病患者,讓他們及其後代都擺脫家族性疾病的夢魘;但是從本質上,這種實驗是對人類生殖過程進行基因操縱。在英、德等歐洲國家,類似的研究是被法律禁止的,在美國,只能在嚴格的管制下用非聯邦的經費進行。

對此,中國復旦大學生命科學院的趙世明教授也表達他的擔憂:編輯基因有其限制和風險,雖然基因編輯實驗是定向的,但改變基因序列可能會導致意外問題,這種問題也許會從上一代傳到下一代,引發其他缺陷或疾病。黃軍就副教授的研究報告也提到,在實驗後期的處理環節中,他們發現胚胎中有一些變異。

此外,基因實驗還涉及成功率的問題,黃軍就的團隊用了86個廢棄胚胎做實驗,最後,DNA編輯只在其中28個胚胎中成功,成功率只有大約30%。“如果要對正常人類胚胎進行臨床實驗,成功率必須接近100%,可見這項研究還不夠成熟。”黃軍就副教授。

地中海貧血症是兒童中最常見、但可能致命的血液異常疾病。地中海貧血症以β和α型較為常見,輸血治療是常見療法,但僅適用於中間型β和α地中海貧血症。對於重型β地中海貧血症,造血幹細胞移植是目前可行的根治方法,如果手術成功,可以消除患者對輸血的依賴,消除進一步鐵過剩的影響,但不會逆轉已存在的鐵毒性,也不能防止將地貧遺傳給下一代。所以,無論是輸血還是造血幹細胞移植,都不能一勞永逸地解決地中海貧血症。

既然基因修改技術尚不能用於臨床,在對抗疾病、優生優育方面,目前現代醫學採取了基因選擇技術。1988年,倫敦哈姆斯密醫院的醫生首創了植入前遺傳學診斷技術(簡稱PGD,第三代試管嬰兒)。利用這種診斷技術,醫生可以“設計”出一個不帶遺傳性疾病基因的嬰兒,從根源上規避遺傳性疾病。

PGD的第一步是進行試管受精,然後醫生可以測試胚胎,選擇健康的、不攜帶缺陷基因的胚胎植入母體。全球第一個“無癌寶寶”出生,應用的就是PGD技術:在母親服用排卵藥物後,一共有11個卵細胞在她體外受精,接它們在試管裡開始發育,等到成長至有8個細胞那麼大的時候,基因選擇就開始,醫生們小心地從它們體內抽取一個完整的細胞,進行基因測試。

結果,有6個胚胎遺傳了父親癌變基因,它們的人生還沒有開始,就被宣告結束了。醫生從剩餘的5個胚胎中挑選獲勝者。其中的兩個幸運地進入了母親的子宮,有一個順利存活下來。而遵從父母的意願,還有兩個胚胎被冷凍起來,以備今後能為自己的孩子再添個弟弟或者妹妹。

所謂的PGD與傳統的前診斷技術不同的是:透過胚胎植入前的基因檢測,能提高試管嬰兒成功率;而且由於是在胚胎植入母體前進行遺傳學診斷,在胚胎階段就接受基因篩檢,剔除攜帶高風險致病基因的胚胎,篩選出沒有遺傳病的‘合格胚胎’植入子宮,這樣可避免選擇性流,並減輕終止異常胎兒妊娠給婦女帶來的心理壓力,幫助不孕夫婦及攜帶地中海貧血、血友病、染色體異常等遺傳致病基因的夫婦生出健康的寶寶。

自第一例PGD嬰兒誕生以來,全球已有超過12000個嬰兒透過這項技術出生。這項技術將會像羊膜穿刺術一樣普遍,成為另一項檢測胎兒畸形的常規孕前檢查。

與此同時,挑選具有特定基因的胚胎,也使得父母對於子女基因組成擁有前所未有的強大決定權。除了避免疾病外,父母是否會選擇利用PGD技術,使孩子擁有某些特定的性狀——例如出的外貌和運動能力?

就在黃軍就副教授發表修改地中海貧血症基因的實驗報告後,一些世界頂尖的基因科學家在《自然》上發表一篇評論,呼籲暫停對人類胚胎細胞進行基因改造研究。其實無論是PGD還是修改胚胎基因,都屬於生殖干預的手段。人類究竟有沒有權力決定一個胚胎的生存權?胚胎植入前診斷實際上就是一種篩選,人工受精卵中的一個將會被選中,而其他的則被遺棄,可以算是某種程度上的生殖試驗。基因改造研究的反對者們認為,即便是試管中尚未植入子宮的胚胎,也應享有生命的基本權利。

立法方面,在西歐15個國家,12國允許醫學界進行植入前遺傳學診斷技術:其中西班牙、英國和法國在20多年前就開此先河,德國則是最後邁出這一步的國家,在德國,對於胚胎進行疾病診斷直至2011年才得以合法化。

從長遠來看,部分科學家還擔心優生技術將失去醫療前提,反而被濫用。隨技術的發展,我們可以想像,未來人們不僅可以選擇子女的性別,甚至還可以選擇他們眼睛和頭髮的色。但仍有不少人支持改造人類基因組的想法。2014年,一項針對1000個美國人的調查顯示,有26%的受訪者認為,準父母可以改變他們孩子的DNA,以得到更聰明、健康,甚至健美的後代。

黃軍就副教授的研究成果是國際上首次成功使用基因編輯對人類胚胎細胞進行的基因修改,這一研究無疑具有里程碑意義,也推動了道德倫理方面的討論,但從目前來,人類還未能將這種技術應用於人類疾病治療。

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