基因编辑技术首个管理规范发布

2020-11-24 05:14
世界科学 2020年11期
关键词:胚胎基因组委员会

在2018年“基因编辑婴儿”事件之后,一个国际委员会对基因编辑技术进行了评估,并为其临床试验设定了严格的标准。

科学家很早就畅想着基因的剪切和拼贴,在某株绿植、某类菌种或某只小猪的遗传序列内插入、删除、修改或替换某些片段,然后看看它们会变成啥样。他们也为此理想努力了数十年。当然,如果某天他们能行云流水地驾驭某一套自如编辑DNA的工具,那么编辑对象大概率就不会再限于小猪、小鼠,而给予人类种系恒久改变将是科技的终极目标。

近几年成为生命科学领域超级热点的基因编辑技术,或者说CRISPR,在2012年以华丽且相对成熟的姿态进入人们视野。凭借着CRISPR工具包,研究者们开始轻松写意地玩转DNA,因为基因片段变得容易操纵,原料获取变得快捷经济。而与研究本身蓬勃发展相对的是监管方面的收严,因为该领域的工作容易引发伦理争议。

伦理争议之后,各国在行动

2018年引发同行和舆论轩然大波的“基因编辑婴儿”事件近在眼前。2018年11月,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿出生。据称,她们拥有天然抵抗艾滋病毒的免疫超能力,因为声称这一点的南方科技大学副教授贺建奎对她们的基因进行了修改——这一“敢为天下先”的伦理越线行为也突破了法律的边界。

很多科学家和科技政策制定者都努力在敏感区域设定边界。2019年中国设立了国家科技伦理委员会,旨在建立完备的科技伦理审查体系,为诸如基因编辑和人工智能这类容易引发伦理争议的前沿领域划定底线。世界卫生组织曾成立专家小组,致力于创建可供各国政府遵循的全球科技监管标准。其首要任务是敦促所有国家搁置任何可能导致更多基因编辑人类诞生的实验,直到审查机制足够对此类工作的可能后果做出准确预判。

美国国家科学院(NAS)也曾多次召开会议,发布报告,试图为美国的基因编辑行业制章立典。2017年,NAS达成了一个共识:想借助CRISPR来完善或者说增强人类的基因组是一桩充满各种阻力(不光来自技术层面)的任务,但他们并未就此全盘放弃基因编辑,因为它实在有太多诱人的应用场景——不去编辑某些超能力,也可以去解决某些重大疾病;如果它确实安全有效,我们将受益无穷。

NAS还成立了一个专门负责监管基因编辑临床应用的委员会——国际人类生殖细胞基因组编辑临床应用委员会(ICCUHGGE,以下简称委员会)。来自10个国家的18个单位参与其中,旨在为人类的遗传基因编辑设定清晰、明确、科学的标准。

首份管理规范发布

委员会于近期发布了一份耗时一年多的报告。报告名为《可遗传的人类基因组编辑》(Heritable Human Genome Editing),长达225页,是本领域迄今为止最全面、技术含量最高的文件,详述了科学家在开展CRISPR临床应用前所必须提供的证据的类型,用以证明他们真的有能力在人类身上尝试此技术。报告在本质上就是一套描绘怎样安全、靠谱地进行临床试验的路线图。

该报告指出:“除非可以明确判定所要开展的基因编辑有效且可靠,绝对不会给人类胚胎带来负面的影响,否则禁止此类尝试。目前我们还拿不出足够精准的判断标准,需要进一步研究和审查。”换句话说,至少现在我们还不可以编辑人类的基因!

CRISPR或其他基因编辑工具可能会给实验对象的基因组带来操作者意料之外的改变,这就是所谓的脱靶效应。研究者在过去几年开发出一些新方法,并通过多种方式证明它们可以最大限度地减轻脱靶效应,但并未在胚胎里检验这些方法。胚胎修复破裂DNA的机制不同于机体内其他种类的细胞或实验室培养的细胞,而科学家们对此机制并不了解。最近有研究表明,实验室中的胚胎编辑是危险而不可预测的,编辑后的胚胎基因组可能会在发育过程中产生难以预料的重大变化。

鉴于此,报告设定了脱靶效应的阈值——不超过胚胎自发获得新突变的平均速率。生物体的DNA复制会出差错,大多数人天生就有几十处突变(不存在于双亲的基因组),所以委员会的专家们认为基因编辑所引入的变异量不应超过自然发生的。此外,报告还指出科学家应该在实验室仔细研究脱靶效应带来的变异的类型,以确保它们不会导致不良后果。

不过目前我们还拿不出评估胚胎脱靶效应的有效方法,因为评估前需要采集大量DNA并进行测序,这些工作会导致胚胎内的很多细胞死亡,进而损害其生存能力,影响其后续发育。中国科学院动物研究所基因工程技术研究组组长王皓毅表示,开发更好的评估方法可能要花费数年时间,“从基因组编辑到单个胚胎的基因组测序,仍然有很多空白需要填补研究”。

委员会成员芭莎·诺珀斯(Bartha Maria Knoppers)指出:“制定道德框架不仅仅涉及自治、隐私和正义,对我来说,科学的质量和安全是基本的道德考虑,它们不是次要内容。我认为这份报告反映了我们对于正确处理这些问题的重视。”诺珀斯担任着加拿大麦吉尔大学的法律和医学研究主席,也是基因组学和政策研究中心的负责人。

美国犹他大学医学院的生物化学教授、委员会成员达纳·卡罗尔(Dana Carroll)表示,理清好科学与坏科学之间的界限能有效预防越线操作及其带来的伤害,“这些标准必须要定得非常严格,因为我们在此领域毫无经验,我们从未见过一颗经历基因编辑的胚胎长大成人后的样子” 。

卡罗尔的实验室率先借助早期的基因编辑技术开展过一系列工作,他本人曾于2018年11月在香港举行的一次峰会上听贺建奎介绍全世界首对CRISPR婴儿。不过贺建奎当时展示的数据从未正式发布,那对双胞胎的后续情况也不得而知,所以研究者们难以从这次事件当中获得更多关于基因编辑胚胎生长发育,以及CRISPR婴儿成长的信息。卡罗尔知道有同行打算启动基因编辑婴儿的实验,对此他希望明确实验在安全性、效率和特异性方面需要满足的标准。

除了列出科学家在进行人体试验之前必须完成的各项临床前工作清单,委员会还就哪些人群有资格参与试验提出了建议。委员会在与许多由病人和残障人士组建的游说团体沟通后,相当严格地划定了的试验对象群体——基因编辑只能用于治疗严重的单基因遗传病(由单个基因的突变引起),例如囊肿性纤维化、镰状细胞贫血和泰伊-萨克斯二氏病。

此外,委员会还规定:针对致病突变展开编辑时,替换片段只能是健康人群体内常见的一串遗传密码,且没有造成过不良后果的“前科”;另一方面,只有当携带有害突变的父母找不到其他解决问题的方法时才能使用基因编辑。实际上,这些规定可能意味着全世界只有几十个家庭满足委员会的要求。

英国曾针对线粒体替代疗法(需要结合不同人提供的卵细胞、精子和线粒体)制定一系列规程,委员会的很多标准都脱胎于此。

科学家的反馈

不少科学家都支持这些监管举措。加州大学伯克利分校创新基因组学研究所的科学主任费奥多尔·乌尔诺夫(Fyodor Urnov)这样说道:“虽然不能彻底杜绝对该技术的恶意应用,但管理监督与社会共识有助于减轻威胁。”

斯坦福大学的生物伦理学家汉克·格里利(Hank Greely)同意委员会的大部分建议,但对其在人类基因编辑问题上的某些表述方式颇有微词:“委员会就胚胎编辑的可实施与否做了大量技术层面的讨论,这可能会令一些读者误以为只要证明了安全且有效,把CRISPR用在人类身上就没有问题,可我坚信伦理立场不该淹没于技术的是与非中,也希望大家能和我一样对问题核心有非常深刻而坚定的理解与把握。”他在看到该报告呼吁建立举报机制时惊喜无比,因为这可以有效阻断那些不道德的实验。

对人类基因组的编辑在包括美国在内的许多国家和地区都被明令禁止,也有不少国家根本不设置监管,但目前还没有哪国政府明确表态要推动这个领域的发展。俄罗斯科学家丹尼斯·雷布里科夫(Denis Rebrikov)最近试图通过编辑胚胎治疗遗传性耳聋,但委员会的报告显然不允许此类实验,最核心的原因就在于聋哑算不上危及生命的重大疾病。雷布里科夫批评了报告设立的多项标准,并对《科学》(Science)杂志表示,这些标准约等于“在原则上禁止胚胎的基因组编辑”。

资料来源 Wired

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