中科院科普號：基因編輯嬰兒本不該發生，至少不是在今天

2018-11-26

**來源：“中國科普博覽”公眾號（ID：kepubolan）作者：**蘇澄宇

大中午的，大腦就被世界首例人類基因編輯嬰兒的新聞轟炸了，來發表一下看法。

科技是一個雙面劍，既會給人類帶來潛在的收益，也會有潛在的風險，這個風險就來源於未知。在這裏我們只談談技術，倫理尚且不説。

就目前而言，人類並沒有完全掌控住生命的規律，雖然已經破譯了一些遺傳物質，但在基因的表達與調控機制等領域仍存在很多盲區。

遺傳真的有那麼簡單嗎？

舉個例子，人類胚胎基因編輯技術以中心法則為生物學基礎，什麼是中心法則？就是認為遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞到蛋白質，然後再由蛋白質進行表達，這個遺傳順序是不會發生改變的。

圖源：Wikipedia

遺傳要是有這麼簡單就好了，一個基因對一個性狀（比如説這個事件裏的編輯了CCR5，讓它沒有艾滋病的受體，也就避免了艾滋病），那科學家也不會頭疼了，對着基因挨個改性狀就好了。

CCR5受體圖源：Wikipedia

但是，實際上人體的遺傳系統是極為複雜的，基因與蛋白質、基因與性狀之間並非一一對應的關係，有時往往是十幾種基因同時影響某一遺傳性狀。沒有幾種人類疾病可以清晰明瞭地歸咎於某一種基因，而多數情況下某種疾病通常是由兩個或多個基因相互耦合的結果，反過來，兩個或多個基因的共同作用才能導致某一疾病的發生。

所以你以為改了CCR5，然後呢，真的只是改變了這一個免疫艾滋病的性狀嗎？其他與之相關的基因會發生什麼變化？人體的相互依存的基因系統會發生什麼樣連鎖反應？

致病基因真的那麼簡單嗎，

改改就完事了嗎？

人的成長、發育、生病、衰亡以及某些行為方式，都由基因因素和非基因因素決定的。即便是單基因遺傳病，就是之受一對等位基因控制的遺傳病，哪怕99%説這個基因和某種病相對應，也不能説由基因決定。

蠶豆病就是單基因遺傳病，病因是葡萄糖-6-磷酸脱氫酶缺陷，導致無法正常分解葡萄糖。追根溯源是G6PD（葡糖-6-磷酸脱氫酶）缺乏，導致吃了蠶豆之後會出現急性溶血。但蠶豆病發病情況頗為複雜。

G6PD（葡糖-6-磷酸脱氫酶）圖源：Wikipedia

比如蠶豆病只發生於G6PD缺乏者，但並非所有的G6PD缺乏者吃蠶豆後都發生溶血；曾經發生蠶豆病患者每年吃蠶豆，但不一定每年都發病；發病者溶血和貧血的程度與所食蠶豆量的多少並無平行關係；成年人的發病率顯著低於小兒。

由此可以推測，除了紅細胞缺乏G6PD以外，必然還有其他因素與發病有關。可見，蠶豆病發生溶血的機制比G6PD缺乏所致的藥物性溶血性貧血複雜，並不能簡單的把基因和疾病完全掛鈎。

那多基因遺傳就不多説了，這個複雜性相比於單基因遺傳病更大，遺傳效應較多地受環境因素的影響。與單基因遺傳病相比，多基因遺傳病不只由遺傳因素決定，而是遺傳因素與環境因素共同起作用。比如冠心病、精神分裂症、糖尿病就屬於此類別。

CRISPR/Cas9 技術真的很安全嗎？

原理圖圖源：A Review of CRISPR-Cas9:How is the Gene Editing Tool Changing the World? LABIOTECH.eu

這是一個基因編輯工具，Cas9是一種蛋白質，可以識別在CRISPR中存儲的特殊序列，並通過序列匹配剪切DNA。那切錯了怎麼辦？這就叫脱靶效應，簡單來説，就是本來想對這個基因進行編輯，切割的地方就被稱為靶點，但一不小心，切了靶點以外的基因，就叫脱靶，然後引發了一些列不想要的基因突變，那就會大大增加了人類患其他疾病的風險。雖然説只要試驗設計的好，脱靶的概率很低很低，但總歸還是不好説啊！

另一個就是“鑲嵌現象”。鑲嵌現象是指從單一受精卵發育而成的同一個體的細胞有不同的遺傳組成、染色體結構或染色體數目的現象。簡單來説，就是基因組並不只是在人與人之間有差異，它也可能在同一個身體裏、細胞與細胞之間產生。

2017年，英國維康桑格研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）的研究者檢驗了241名女性的白血球DNA序列。每位女性皆有約160個新的突變，每個突變皆在其細胞中佔有一定的比例。

用CRISRP/Cas9 技術編輯多細胞胚胎，由於被修飾細胞的數量難以控制，最終可能只有部分細胞被成功編輯，導致出現被改變和未改變的遺傳嵌合體，其功能性結果由此將變得複雜和不可預料，包括導致下一代成為癌症易感者或其他疾病的易感者。

最重要的是，如果人類胚胎基因編輯出錯了，結果導致其他病變，想要把ta的基因改回來，這是沒有辦法的哦，在接受基因編輯之後，新的DNA會在嬰兒體內永久留下印記，直到死去。

正因為以上這些因素（當然還有其他很多因素），人類胚胎基因編輯技術才會引起爭議。2015年，我國中山大學黃軍就課題組利用廢棄胚胎進行基因編輯，以觀察與地中海貧血症相關基因的遺傳情況，結果很快遭到學術界的批評。

這一事件也最終促使2015年12月“全球人類基因編輯峯會”的召開，併成立人類基因編輯委員會。經由多國頂尖科學家、倫理學者等對“人胚胎的基因編輯”問題充分討論，與會者達成共識：

“鼓勵基因編輯的基礎研究和體細胞的臨牀應用，但是生殖細胞的基因編輯研究應遵循限制性的倫理規範，未來在條件允許下才可以考慮臨牀應用。”

至此，對“能否開展相關研究”的爭議逐漸平息。

所以，按道理來説這個事本來就不應該發生的，至少不是在今天。

參考文獻：

http://b.38zhubao.net/KCMS/detail/detail.aspx?QueryID=7&CurRec=2&recid=&filename=ZRBZ201806011&dbname=CJFDLAST2018&dbcode=CJFQ&yx=&pr=&URLID=&forcenew=no

http://b.38zhubao.net/KCMS/detail/detail.aspx?QueryID=5&CurRec=3&recid=&filename=ZRBT201811014&dbname=CJFDTEMP&dbcode=CJFQ&yx=&pr=&URLID=&forcenew=no

http://med.sina.com/article_detail_103_2_42121.html

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%BF%83%E6%B3%95%E5%89%87

https://en.wikipedia.org/wiki/CCR5

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%91%A1%E8%90%84%E7%B3%96-6-%E7%A3%B7%E9%85%B8%E8%84%AB%E6%B0%AB%E9%85%B6%E7%BC%BA%E4%B9%8F%E7%97%87

https://www.nature.com/articles/nature21703

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