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又一中国团队发表人类胚胎基因编辑论文科学人

果壳科学人2018-12-05 14:44:46

2015年4月,广州中山大学的黄军就团队利用基因编辑系统CRISPR-Cas9首次对人类胚胎进行编辑,在学界引起激烈讨论。

一年后,第二篇关于编辑人类胚胎基因组的论文发表——研究者依然来自中国,这一次,发表论文的是广州医科大学的团队。《自然》新闻团队就此采访了若干科研同行的评论:


(Paradoxian/译)中国的研究人员称他们尝试了编辑人类胚胎的基因来让它们抵御HIV感染。他们用CRISPR技术编辑了无法存活的人类胚胎,并在三天后将胚胎销毁[1]。阐述这些成果的论文是迄今为止
第二篇已发表的声称编辑了人类胚胎的工作。 


范勇等研究者在这次人类胚胎基因组编辑中使用的三原核受精卵。这种受精卵无法正常发育。图片来源:参考文献[1]

2015年4月,另一个中国团队宣布他们在人类胚胎中修饰了一个和某血液病相关的基因(该实验同样使用无法存活、不会发育成胎儿的胚胎)[2]。那项报告是世界首次发表对人类胚胎进行基因编辑的工作,激起了全球关于修改人类生殖细胞和胚胎的伦理问题的商议,并引发了暂缓此类研究的呼声——哪怕那还只是原理论证研究。

当时,坊间就有传闻说其他研究团队也在进行类似的实验。来自中国的知情者向《自然》新闻团队透露,已有数篇论文被提交了。最近这篇4月6日发表于《辅助生殖和遗传学杂志》上的论文,也许便是其中之一。《自然》新闻团队试图联系文章的通讯作者、干细胞科学家范勇,但至发稿时仍未收到回复。


 这次编辑了什么基因?


在这篇论文中,广州医科大学的范勇和他的团队称他们在2014年四月至九月期间收集了213枚人类受精卵。这些受精卵捐赠自87位当时正进行人工授精治疗的病人,并不适合着床,因为它们比正常细胞多一套染色体。

范勇的团队利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术来向其中一些胚胎引入定向突变,修改一个叫CCR5的免疫基因。一些天生带有这个突变(称为CCR5Δ32)的人能够抵抗HIV的感染,因为这个突变能改变CCR5蛋白,让它能够阻止病毒进入T细胞。

CCR5Δ32突变(下)能阻止HIV进入T细胞(右)。图片来源:cell.com

该团队的遗传分析表明,在他们处理的26个人类胚胎中,有4个被成功修改了,但并不是所有这些胚胎的染色体都带有CCR5Δ32这个突变——有的依旧有未修改的CCR5,还有一些在其他的地方发生了突变。

波士顿儿童医院的干细胞生物学家乔治·戴利(George Daley)认为,这篇论文的主要突破在于能够利用CRISPR来成功引入一个精准的遗传修改。“除了给出了它能用于人类胚胎的轶事证据——我们也已经知道这点了——这篇论文看上去没给什么别的信息。”他说,“要实现它预想中的潜能(制备一个所有CCR5都失效的人类胚胎),显然还有很长的一段路。”

“这项研究只是强调了,要在人类胚胎中进行精准编辑还有很多技术难题。”埃默里大学的神经科学家李晓江说。他认为,在继续用CRISPR这样的技术修改人类胚胎基因组之前,研究者应该先诸如非人类灵长类动物等系统中解决这些问题。 


 有没有必要这么做?


日本北海道大学的生物伦理学家石井哲也(Tetsuya Ishii)并未在实验操作上发现任何问题——当地的伦理委员会批准了,卵细胞的捐献者给出了知情同意书——但他质疑这一系列实验的必要性。“即便是在无法存活的胚胎中,引入CCR5Δ32突变并试图修复也只是在玩弄人类胚胎。”

范勇的团队在论文中写道,在对修改生殖系细胞涉及的伦理和法规问题进行讨论的同时,像他们这样对人类胚胎编辑的原理论证式研究是很重要的。“我们相信,在我们解决相应伦理和科学问题前,任何尝试通过修改早期胚胎来产生基因编辑过的人类的做法都需要严格禁止。”他们写道。

英国生育监管机构在二月份批准了用CRISPR对人类胚胎基因组进行编辑的实验。戴利认为,范勇的工作和获批的那些研究大不相同。伦敦弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的发育生物学家凯西·尼亚坎(Kathy Niakan)领导了那些实验,他们将失活与胚胎发育最初阶段相关的基因,希望了解为什么一些妊娠会终止。(相关工作会在能存活的胚胎中进行,但研究人员的许可证要求实验在卵子受精后14天内停止。)


凯西·尼亚坎今年初得到了国家批准对人类胚胎进行特定的基因编辑。图片来源:media.npr.org

今年早些时候,同在克里克研究所的发育生物学家罗宾·洛弗尔-巴奇(Robin Lovell-Badge)则告诉《自然》,他认为英国这项深思熟虑后的批准可能会鼓励其他想编辑胚胎的研究者。“如果他们自那时起在中国开展了这类研究,可能陆续会有更多论文出现。”他说。

戴利补充说,尼亚坎的工作是回答胚胎学中的关键问题,而范勇的则是开展原理性实验,论证要产生对HIV有抵抗力的人类,还需要做哪些事。“这意味着,在各方就这些方法在医学上是否必要的问题达成共识前,科学就正在向前发展了。”他说。

(编辑、排版:Calo)

参考文献:
[1] Kang, X. et al. Introducing precise genetic modifications into human 3PN embryos by CRISPR/Cas-mediated genome editing J. Assist. Reprod. Genet. (2016)
[2]Liang, Puping, et al. "CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human tripronuclear zygotes." Protein & cell 6 (2015): 363-372.

编译来源:Ewen Callaway,Second Chinese team reports gene editing in human embryos,Nature News



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