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“基因编辑婴儿”试验:罔顾生命伦理,谈何历史突破

2018年11月27日  来源:新京报 作者: 提供人:Xiaotutuallin0_85......

贺建奎称“我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。”

艾滋病不是大概率疾病,目前通过药物阻断也可有效防止艾滋病的母婴感染,然而冒着风险做基因编辑,抵抗效果基本上无从验证,更严重的是,孩子要终身在这次所谓“历史性突破的”基因编辑隐藏的未知风险中度过。这次编辑基因,是否遵守了生命伦理,是否遵守科学家共同体的伦理共识?

该消息一发出就引发公众对该项研究的安全性与伦理性的热议。深圳市医学伦理专家委员会于当日下午发表声明,将启动对该事件涉及伦理问题的调查。南科大也发出声明表示,自2018年2月1日已对贺建奎停薪留职,“此项研究工作为贺建奎副教授在校外开展,未向学校和所在生物系报告,学校和生物系对此不知情。”

首例免疫艾滋病基因编辑婴儿诞生引发各界质疑。新京报我们视频出品。

据新京报报道,11月26日晚间,百余名科学家通过网络联合声明,强烈谴责“首例免疫艾滋病基因编辑”:

“作为中国普通学者,出于对人类的基本理性和科学原理的尊重,以及对此事件影响中国科学发展的忧虑。我们声明如下……”

他们认为,这项所谓研究的生物医学伦理审查形同虚设。该研究所涉技术在科学界内部争议很大,在得到大家进一步检验之前直接进行人胚胎改造并试图产生婴儿的任何尝试都存在巨大风险。而科学上此项技术早就可以做,没有任何创新及科学价值,但是全球的生物医学科学家们不去做、不敢做,就是其不确定性、其他巨大风险以及更重要的伦理及其长远而深刻的社会影响。

那么,生物医学领域的“基因理论”是怎么发展出来的?作为一项致力于改善人类身体健康的技术,为什么基因编辑技术必须慎重处理伦理问题,并常常迎来争议?

世界著名科普作家悉达多·穆克吉曾在《基因传》中呈现基因理论的发展历程,从微生物克隆时期,通过揭秘几百年来人类探究基因的曲折,展现基因对人类产生的密切影响。该书既记录了科学家的合作与斗争、成功与失败,也讲述了基因理论被政治歪曲利用导致的历史灾难和教训。然而,基因技术的发展始终面临伦理的困境,上世纪70年代阿西洛马会议中所涉及的基因克隆的伦理与道德问题,置于今天仍有现实意义。任何一项技术都必须尊重人之生命,任何试验都不能以一己之私或为了所谓“历史性突破”而罔顾生命伦理。

“基因编辑婴儿”试验:罔顾生命伦理,谈何历史突破

《基因传》作者:(美) 悉达多·穆克吉

译者:马向涛

版本:中信出版社 2018年1月

试管中的混合与配对

与生殖无关的基因重组

1968 年冬季,保罗·伯格结束了在加州拉霍亚的索尔克生物研究所为期11 个月的学术假期后回到了斯坦福大学。他之前的学术生涯主要集中在蛋白质合成领域,但是在拉霍亚的学术休假给了他思考全新研究方向的机会。在病毒学家雷纳托·杜尔贝科的协助下,伯格将研究重点调整为动物病毒方向。

对于纷繁复杂的病毒家族来说,猿猴空泡病毒40

(简称SV40)

是其中极简的代表。它的基因组相当于一个DNA 碎片,该DNA 仅携带了7 个基因,长度还不及人类基因组的六十万分之一。伯格了解到,SV40的与众不同之处在于,它非常善于和某些特殊类型的被感染细胞和平共处。通常情况下,病毒在感染细胞后会生成无数病毒粒子,并且将最终导致宿主细胞死亡。而SV40 却能够将其DNA 插入宿主细胞的染色体中,然后细胞将进入复制间歇期,直到被特定的信号激活。

由于SV40 基因组结构十分紧凑,同时它导入细胞的效率也非常可观,因此SV40 成为携带基因进入人类细胞的理想载体。伯格灵机一动:如果能够把外源基因作为诱饵装配给SV40 病毒,那么病毒基因组就可以将该外源基因偷偷转运到人类细胞中,并且最终改变细胞的遗传信息,而该创举将开辟遗传学发展的新篇章。

伯格深知这项新兴技术蕴含的能量。基因之间可以通过相互结合创造出全新组合,甚至还可以在新组合的基础上继续拓展;它们可以发生改变、产生突变并且穿梭于生物体之间。例如,在将青蛙基因引入人类细胞之前,首先要把它们插入病毒基因组中。而人类基因也能转移到细菌细胞里。如果能将这项技术运用到极致的话,那么基因将会具有无限的可塑性:你可以创造出新型突变或者清除它们,你甚至可以憧憬实现遗传信息修饰,并且随心所欲地洗刷、清理或者改变遗传标记。

“基因编辑婴儿”试验:罔顾生命伦理,谈何历史突破

《现代科学与伦理世界》

作者: 张华夏

版本: 中国人民大学出版社 2010年3月

1970 年冬季,伯格与戴维·杰克逊开始了他们首次剪切与拼接两段DNA 的尝试。尽管面临着各种难以想象的技术障碍,但他们还是成功地将外源基因片段连接到完整的SV40 基因组上,其中就包括一段来自细菌病毒

(λ噬菌体)

的DNA 和三个来自大肠杆菌的基因。

这项研究成果具有举足轻重的意义。虽然λ噬菌体和SV40 都属于“病毒”,但是它们彼此的差异堪比马与海马之间的区别。众所周知,大肠杆菌是一种源自肠道的细菌,其结构与上述两种生物体完全不同。因此就产生了一种奇怪的嵌合体,这些基因在进化树上的亲缘关系相距甚远,可是它们在经过粘贴后却能成为一条连续的DNA。

伯格将这种杂合体称为“重组DNA”。他在选择这个词组的时候应该煞费了一番苦心,而这令人想起了有性生殖过程中产生杂合基因的“重组”现象。在自然界中,由于遗传信息频繁在染色体间发生混合与配对,因此产生了纷繁复杂的生物多样性:源于父本染色体的DNA 与源于母本染色体的DNA 互换位置会产生“父本∶母本”基因杂合体,这也就是摩尔根所说的“互换”现象。伯格在制备基因杂合体时使用了某些特殊工具,它们可以在生物体自然状态下对基因进行剪切、粘贴和修复,其结果就是将交叉互换原理延伸到生殖概念以外。伯格的研究实际上也是在合成基因杂合体,只不过他是将不同生物的遗传物质在试管中进行混合与配对。现在这种与生殖无关的基因重组指引他跨入了崭新的生物学世界。

“基因编辑婴儿”试验:罔顾生命伦理,谈何历史突破

插图源自保罗·伯格关于“重组”DNA 的论文。科学家们不仅可以将任意生物体的基因进行组合,而且还能自由地改造基因,而这也为人类基因治疗与人类基因组工程埋下了伏笔。

逻辑上的颠倒

把细菌当作新型基因杂合体的“工厂”

同年冬季,一位名叫珍妮特·默茨的研究生决定加入伯格的团队。她被杰克逊的实验吸引,对制备不同生物体的基因嵌合体的想法十分着迷。但是如果她将杰克逊的实验目标颠倒过来又会怎样呢?此前,杰克逊已经成功将细菌遗传物质插入SV40 的基因组。如果她把SV40 基因插入大肠杆菌的基因组,那么这种基因杂合体又会表现出什么特点呢?如果默茨培养出携带病毒基因的细菌,而不是携带细菌基因的病毒,那么又将出现何种结果呢?

“基因编辑婴儿”试验:罔顾生命伦理,谈何历史突破

猿猴空泡病毒40(SV40)。

这种逻辑上的颠倒

(更确切地说是生物体的逆转)

实现了技术上的重大飞跃。大肠杆菌与许多细菌具有相同之处,它们都携带有体型小巧的额外染色体,而这类染色体被称为迷你染色体或者质粒。质粒的结构与SV40 基因组十分相似,其DNA 看起来就像个环形的项链,并且可以在细菌内部生存与复制。随着细菌细胞分裂与生长,质粒也会同步进行复制。默茨意识到,如果她能将SV40 基因插入大肠杆菌的质粒中,那么就可以把细菌当作生产新型基因杂合体的“工厂”。当细菌生长与分裂时,质粒以及质粒上的外源基因也会同时进行倍增。经过修饰后的染色体将在原有基础上重复复制,这样细菌就可以将染色体上装载的外源基因制造出来。而这种数以百万计的DNA 片段精准复制品就是“克隆”。

1971 年6 月,默茨从斯坦福大学启程来到位于纽约的冷泉港,她要在这里参加一个有关动物细胞与病毒的课程。作为课程的一个环节,同学们被要求描述一下自己将来希望从事的研究项目。默茨在展示环节时谈到,她打算制备SV40 病毒与大肠杆菌基因的嵌合体,并指出这种杂合体具有在细菌细胞内增殖的潜力。

默茨的演讲结束后现场先是陷入了一片沉寂,然后同学与指导老师的质疑如潮水一般涌来:她是否研究过制造这种杂合体的风险?如果伯格与默茨放任这些基因杂合体的应用,那么它们会对人类产生什么后果?他们是否考虑过构建新型遗传物质所产生的伦理问题?

这些顾虑也引起了伯格的重视。他给几位肿瘤生物学家与微生物学家写信,向他们征求对此类研究风险的独立意见。最后,伯格断定该实验的生物危害不足为患,然而这并不意味着完全没有危害。在做出风险预估与防范计划之前,伯格主动暂停了该项实验。

“基因编辑婴儿”试验:罔顾生命伦理,谈何历史突破

《人类基因组编辑: 科学、伦理与管理》

作者: 美国国家科学院和美国医国家学院

译者:曾一凡 等

版本: 上海科学技术出版社 2018年2月

单基因嵌合体

联结两个完全不同生物体的遗传物质

1972 年11 月,就在伯格反复权衡病毒—细菌DNA 杂合体风险的时候,来自旧金山的科学家赫伯特·博耶飞到夏威夷参加一个微生物学会议。这场会议关乎细菌遗传学的未来,其中大部分令人兴奋的消息都与新发现的大肠杆菌质粒有关。

当天晚些时候,博耶偶然遇到了斯坦福大学的斯坦利·科恩教授。他们与同是微生物学家的斯坦·弗科沃一起到酒店外散步,并找了一个露天的位置坐下,一边吃着熏牛肉三明治,一边讨论着质粒、基因嵌合体与细菌遗传学。

博耶与科恩都知道伯格与默茨成功地在实验室里制备出基因杂合体,因此他们讨论的内容也在不经意间转到了科恩的研究领域。科恩已经从大肠杆菌中分离出几种质粒,其中一种质粒的纯化过程非常可靠,它能够轻易地在大肠杆菌菌株之间进行转移。据说其中某些质粒携带有抗生素

(例如四环素或青霉素)

抗性基因。但是假如科恩从某个质粒上切下抗生素抗性基因,然后把它导入另外一个质粒中会发生什么呢?某个原本会被抗生素杀死的细菌是否得以存活,并且在抗生素抗性基因的保护下选择性地茁壮成长,而那些不含有杂交质粒的细菌会死去呢?

博耶一时心血来潮,开始讲述DNA 切割酶以及默茨高效改进基因杂合体制备的过程。此时他们之间的思想碰撞迸发出了火花。博耶通过纯化酶使制备基因杂合体的效率得到了大幅提升,而科恩则分离出了可以轻易地在细菌中进行选择与扩增的质粒。

“如果将EcoR1 剪切过的质粒DNA 分子混合在一起并使它们重新连接,就可以得到一定比例的重组质粒分子。然后利用抗生素抗性筛选出获得外源基因的细菌后,就能够从中筛选出杂交DNA。如果让这种含有外源基因的细菌细胞持续繁殖下去,那么就可以将杂交DNA 进行成百万倍地扩增,于是便完成了重组DNA的克隆。”

该实验不仅具有创新性与高效性,同时安全性也得到了保障。与伯格和默茨实验

(涉及病毒—细菌杂合体)

的不同之处在于,科恩与博耶制备的嵌合体完全由细菌基因构成,而他们认为这样可以大大降低危险性。

到了1973年夏末的时候,博耶与科恩已经成功地制备出基因杂合体,他们将两条来自不同细菌的遗传物质联结起来,然后形成了一个单基因嵌合体。两种生物体的遗传物质经过重组后获得了全新的身份,而人类也因此接近了哲学领域的核心问题。

基因编辑婴儿 / 生命伦理

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