胚胎DNA測試承諾預測遺傳疾病 - 彭博社

插圖：Min Heo為彭博商業週刊繪製Simone Collins知道自己懷孕的那一刻，她接聽電話時就知道了。她正在接受第六輪體外受精治療，已經習慣了Main Line Fertility的工作人員以“哦，嗨，Simone”這樣的語氣開始這種電話，聲音充滿同情。然而，這一次，在情人節那天，電話那頭的女人歡快地喊道“哦，嗨，Simone！”Collins和她的丈夫Malcolm選擇的受精卵“胚胎3”很快就可能成為他們的女兒——一個據他們的檢測顯示，有着異常良好避免患心臟病、癌症、糖尿病和精神分裂症幾率的小女孩。

這不是一個關於《Gattaca》風格的設計嬰兒的故事。在Collins的胚胎創建過程中沒有編輯基因。來自世界各地數十家生育診所的承諾僅僅是，他們正在使用的新DNA測試可以以前所未有的細節評估一個胚胎是否比另一個更有可能患上一系列長期以來被認為超出基於DNA的預測範圍的疾病。這是對行業標準測試的一個新變化，即所謂的胚胎植入前基因檢測，幾十年來一直用於檢查由單一基因引起的囊性纖維化等罕見疾病的胚胎。

像癌症和心臟病這樣的主要殺手之一的一個挑戰是它們通常是多基因的：與許多不同基因和複雜相互作用相關。像Collins這樣的患者現在可以接受測試，評估數千個DNA數據點以解讀這些複雜性並計算疾病風險。基因組預測，這家成立五年的新澤西公司為她的生育診所處理了這些測試，生成多基因風險評分，以百分比形式預測每個胚胎在面板中患上每種疾病的幾率，以及整體健康的綜合評分。擁有多個胚胎的父母可以在決定植入哪一個時權衡這些評分。他們可能只需要在天平上加一些鹽。

當基因預測不分析他們的胚胎基因以獲取心理健康風險時，柯林斯和她的丈夫把他們的數據帶到了另一個願意分析的地方。攝影師：佈雷倫·迪翁 攝於彭博商業週刊一般來説，從一個胚胎到另一個胚胎的百分比差異很小，可能會被環境因素的影響所抵消。但基因預測將所有基因數據累加到整體健康評分中，從平均風險為零的基線開始，隨着評分的提高，風險在下降。柯林斯和她的丈夫選擇的胚胎評分為1.9，而他們評分最低的胚胎為-0.96。柯林斯説，對她來説這並不微不足道。“這是利用尖端科學為你未來的孩子提供一切可能的優勢，”她説。“這是讓孩子們有更好的機會。”

這種新形式的基因胚胎測試似乎讓人類更接近控制自身進化。價值140億美元的試管嬰兒工業每年為世界帶來50多萬個嬰兒，隨着不孕症率上升，預計本十年市場規模將翻番。包括基因預測在內的公司押注許多進入這一過程的人已經看到足夠多的親人因多基因疾病而受苦，因此希望進行風險評分。“每個人的家庭都有人受過影響，”首席執行官Laurent C.A.M. Tellier説，他的母親曾面對多次癌症。“每個人。”

十年前，這種風險分析是否可能，更不用説實際應用了。在過去的十年裏，基因測試的進步提高了技術的效率，速度比計算機芯片更快。現在一些低級別的DNA測序成本僅為40美元，不久你的整個基因組可能只需100美元，是今天成本的一小部分。大規模的全球DNA庫使研究人員能夠找出某些基因與各種生活結果之間的聯繫。一些研究將基因與身高相關聯；另一些則與一個人可能在學校中走多遠相關。

基因組預測不提供與健康無關的屬性得分，也不提供與之競爭的 Orchid，該公司得到了23andMe Inc. CEO Anne Wojcicki的支持。但是，有辦法讓有動力的父母獲得這些預測結果，Collins和她的丈夫就是這樣做的。儘管根據胚胎獲得學位的幾率來選擇你的胚胎與優生學還有很長的路要走，甚至與基因編輯工具 Crispr相比，這顯然比努力減少癌症風險更加棘手。

在疾病風險的多基因評分背後的堅實科學與父母希望選擇“完美孩子”的慾望之間存在一些真正的差距。因此，隨着這一科學成果進入領先的同行評議期刊，它引發的辯論比你通常在像 Fertility and Sterility這樣的刊物中看到的要激烈得多。總的來説，真正的信徒們認為多基因風險評分應該對每個人都可用並明確提供。批評者説這是通往設計嬰兒的一條滑坡。懷疑論者説兩派都誇大了我們對測試結果能顯示多少的瞭解，並強調遺傳傾向並不會導致線性結果。畢竟，選擇看起來最健康的胚胎只能告訴你關於孩子生活中基因影響的一部分。

今年春天，著名期刊 Nature 警告稱多基因胚胎測試的“驚人增長”已經“遠遠超出了對潛在益處或危險的全面理解”。去年秋天，耶路撒冷希伯來大學的統計遺傳學家Shai Carmi在生物醫學期刊 eLife 上發表了一項研究，發現選擇一個精神分裂症多基因評分最低的胚胎可以將未來孩子的風險減少近50% ——但有一些重要的警告。

“根據建模和模擬以及一些來自家庭的真實數據，有越來越多的證據表明，存在風險降低的潛力，” Carmi説道。“但也存在非常嚴重的限制和實際問題。” 由於各種原因，評分可能並不像人們所認為的那樣準確——複雜疾病本身就很複雜——在實踐中，風險降低可能比建模所示的要低，尤其是如果父母可供選擇的胚胎數量有限。他説，這項關於疾病風險的發現並沒有對他在《Cell》雜誌發表的一項2019年研究產生挑戰，他在那裏得出結論，多基因測試可能對身高（也許增加一英寸）或智商（幾分）幾乎沒有影響。儘管如此，他説，疾病風險的相關性是可靠的。更為保守的批評者甚至認為，直到經過幾十年的更具決定性的研究之前，這些數據都不應該被用來支持任何宏偉的承諾。

Genomic Prediction表示，其測試只是建立在成熟的方法之上。雖然他們正在跟蹤患者的結果以進行正式研究，但基礎技術已被廣泛接受，大規模的基因數據也沒有爭議。“這只是DNA，”該公司的首席科學官Nathan Treff説。“我們不必等待胚胎長大成人，因為我們從成人身上獲得的信息與我們從胚胎身上獲得的信息是一樣的。”

如果科學界無法就這些問題達成共識，那麼那些只是希望為他們的孩子選擇最好的父母們，是否能夠從多基因風險評分的限制和美好承諾之間分辨出真相呢？希望如此，因為關於這些評分最重要的一點，也是無可辯駁的，那就是多基因評分已經存在。

“減少一種風險也可以減少隨之而來的好事情的風險”

多基因胚胎測試的初始過程看起來與存在時間更長的單基因測試非常相似。首先，從一個幾天大的胚胎中提取細胞，並處理DNA。然後，專有軟件分析材料，利用來自DNA項目（如英國生物庫）的數十萬人的數據，將基因變異轉化為疾病的幾率。自2017年成立以來，基因組預測公司一直使用根植於物理學的數學方法，從甚至微小量的胚胎DNA中提取信息。“這些高級方法通過觀察數萬對真實的兄弟姐妹，”首席執行官泰利爾説，“並且證明能夠準確預測哪個人患有精神分裂症或癌症，儘管他們都處於相同的家庭環境中。”到目前為止，該公司的一個更引人注目的發現是，有利於健康的基因通常聚集在一個胚胎中，而疾病風險則聚集在另一個胚胎中。

“這非常殘酷，”曾擔任中國領先基因組公司BGI實驗室生物信息學負責人的泰利爾説。“有些人在很多方面天生就處於不利地位，而其他人則天生幸運。這是我們能做的一切——幫助增加那些幾率。”

最近一個星期一，在其位於新澤西州北布倫瑞克的一流總部，實驗室主管希瑟·加恩西進行了科學等價於從胚胎細胞中提取可用基因信息的四天配方的最後步驟。她的過程將DNA放大到原始體積的數千倍，並將其分解成更小的片段，以便它可以與玻璃幻燈片雜交（附着）。最終，她説，激光讀取器將幻燈片上發光點解釋為每個位置樣本中存在的特定遺傳密碼。

基因預測收取$1,000的預付款，每個胚胎分析費用為$400。當準父母收到他們胚胎的評分表時，公司的一位遺傳諮詢師會解釋這些評分意味着什麼。首席諮詢師詹妮弗·埃克爾斯和她的團隊首先解釋了整體健康評分包括哪些內容。他們可能還會討論與家族疾病史相關的特定風險。不過，她説，通常來找他們的早期採用者更關心的不是特定疾病，而是最大程度地收集數據。她稱這種心態為“基因前瞻”。

這確實描述了柯林斯和她的丈夫。他們倆都是作家，他們的教育非營利機構，柯林斯天才青年研究所，推廣為家庭和寄宿學校的孩子提供個性化教學計劃。他們和兩個兒子一起住在賓夕法尼亞州弗吉谷外，他們希望有一個大家庭。在他們聽説多基因風險評分之前，他們已經花了$20,000進行了五輪試管嬰兒治療。“我們實際上在已經做了五輪試管嬰兒治療後又進行了一輪新的試管嬰兒治療，只是為了獲得這些測試，”柯林斯説。“這就是我們是多麼迫切地想要這些數據。”他們為了生成許多胚胎而節衣縮食幾個月，並要求基因預測分析其中的十二個。

除了整體健康評分，每個胚胎還會收到一個具體評分，評估其患兩種糖尿病、幾種癌症、四種與心臟有關的疾病和精神分裂症的風險。基因預測告訴他們，其中一個胚胎患精神分裂症的風險為1.61%，而一般人口的風險為1%，而另一個胚胎的風險僅為0.29%。柯林斯説，這些數據不僅對選擇有用，而且對一種，呃，不尋常的育兒方式也有幫助。“當你告訴你的孩子不要吸大麻時，當你能説‘你，個人而言，患精神分裂症的風險遠高於一般人口’時，這就變得更有意義了，”她説。“這是幫助孩子理解他們需要注意的地方。”

然而，柯林斯夫婦並不想止步於此。“對我們來説最重要的是心理健康和表現，”她説。“我們對早期癌症檢測和治療之類的事情更有信心，而不是對大腦混沌和抑鬱症之類的問題有信心。”

基因預測並不提供認知功能或身高得分。最初，它考慮過包括胚胎是否可能智力障礙或身高排名前1%的發現，但後來放棄了這個想法。因此，柯林斯夫婦從基因預測下載了原始胚胎數據，並將其導出到SelfDecode的網站，這是一家位於佛羅里達的公司，分析成年人的DNA，他們支付了199美元用於一個月的使用。在每個胚胎上運行SelfDecode分析為他們提供了對於諸如應對壓力能力之類的非常不可觸摸的品質的評估。他們創建了一張電子表格，列出了每個胚胎的分數，並根據他們所期望的心理健康特徵對其進行了加權。

根據SelfDecode分析，許多差異微不足道，但也有一些離羣值。它評定一個胚胎患慢性低情緒的風險為91%，而另一個胚胎的風險為21%。柯林斯説，所有的交叉檢查使決定變得更容易，因為根據SelfDecode的心理健康評估，他們的首選也是基因預測得分最高的胚胎。柯林斯説，她和丈夫並沒有試圖排除注意力缺陷/多動障礙或自閉症，因為這些病症可能與一些優勢相關，包括原始智力。“我們是一個非典型神經的家庭，”柯林斯説，她被診斷患有自閉症，她的一個兒子也是。 “我們覺得現在的世界在某些情況下實際上更適合自閉症患者。”

基因組預測並不鼓勵父母在非醫學特徵上尋求外部見解，泰利爾説，但每位客户都有權訪問他們胚胎的原始基因數據。他也不會忽視其他相關性的可能價值。“一個基因組就是一個基因組，”他説。“幾乎任何分析都是可能的。”這包括引發更復雜困境的分析。研究表明，例如，創造力的可能性與躁鬱症的可能性相關。“降低一種風險也可能降低伴隨其而來的好事的風險，”首席顧問埃克爾斯説。“我們還有一個尚未觸及的潘多拉魔盒。”

“我們實際上在已經做了五輪試管嬰兒後又進行了一輪新的試管嬰兒，只是為了獲得這些測試。這就是我們是多麼渴望這些數據”

在美國，多基因風險評分不太可能面臨嚴重的法律打擊，那裏對生育治療的監管寬鬆得可以説是慷慨的。這使得準父母容易受到那些過度承諾的公司的影響，密歇根州蓋辛格健康系統的法學家和生物倫理學家米歇爾·邁耶説。“至少，你希望人們知道他們要做什麼，”她説。多基因胚胎測試的批評者認為，它可能給已經困難的試管嬰兒過程增加不必要的壓力和困惑，導致父母不必要地丟棄胚胎。

非營利性組織歐洲人類遺傳學學會在今年春天稱多基因風險評分“充其量是過早的”，指出環境可以極大地影響基因表達。該組織表示需要進行更多研究以瞭解多基因風險評分在醫療治療中可能如何有用，包括對成年人。該組織寫道：“在任何潛在的技術應用之前，社會辯論至關重要，這應該集中在關於個體特徵選擇方面的可接受性。” 換句話説，作者們對結果的準確性並不確定，但仍然擔心類似優生學選擇的問題—這是《新英格蘭醫學雜誌》去年夏天在呼籲“一個緊急的全社會對話”中也提到的一個關注點。新英格蘭醫學雜誌也在一篇文章中提到了這一點。

Genomic Prediction的首席科學官Treff表示他願意進行更廣泛的辯論。他説：“這確實需要進行這些重要的對話。” 在五月份的最新一期《生育與生育力》雜誌中，他和牛津倫理學家朱利安·薩武萊斯庫認為，真正的罪過在於不向每個人提供他們的評分，因為疾病幾率降低意味着未來孩子的更好生活。他們寫道：“納粹優生計劃的教訓是夫婦，而不是國家，應該就生育問題做出決定。”

在十二月，基因預測公司的風險投資翻了一番，達到約2500萬美元，並表示將利用這筆資金進行擴張並增加其測試面板。美國最大的生育網絡之一波士頓IVF最近開始為其患者提供基因預測的多基因測試，首席執行官大衞·斯特恩表示。“就像任何其他事情一樣，你會有早期採用者，”他説。“我們已經有在生物技術領域或哈佛環境中工作的患者前來要求這項服務。” 斯特恩預測，就像卵子冷凍一樣，多基因胚胎測試一開始會緩慢增長，但穩步增長，最終需求將反映出降低孩子患病幾率的強大吸引力。

他意識到這項技術可能加劇不平等。他已經看到了麻省這樣的州和加利福尼亞之間的差距，麻省通常由保險公司支付生育治療費用，而加利福尼亞通常不會。“這不公平，”他説，“同樣的情況也適用於這裏，你創造了這樣一個潛力，富裕的人現在可以生育沒有這種疾病的孩子，但貧困的人卻不能。” 到目前為止收集的基因組數據往往偏向於歐洲血統的人，這也可能導致對非白人的分析不夠可靠。

像柯林斯和她的丈夫這樣的信徒支持政府對生育和育兒提供補貼，但對於減緩的任何討論都不感興趣。“這關乎那些關心給予他們的孩子一切機會的人，”她説。“我不相信法律或社會規範會阻止父母給予他們的孩子優勢。”