徐 娟
作为一种能够改变人类未来的科技,基因编辑技术被称为“上帝的手术刀”。基因编辑是一种功能强大的新工具,可以对基因组进行精确的添加、删除和改变。人类基因编辑技术在治疗和预防疾病方面的巨大前景,令人们为之欢欣鼓舞。对于这项可能影响人类命运的技术,我们需要对历史上影响深远的人类基因编辑试验进行一个简要梳理,把握人类基因编辑技术的发展脉络,并在此基础上思索面对基因编辑技术人类应该何去何从。
科学认识世界,技术改变世界。科技发展史就是人类孜孜以求争取对命运认知和改变的自由与权利的历史。基因科技的发展历史也是人类认识生命的伟大历程,回顾人类基因编辑技术发展的历史,让我们更加深刻认识生命的过去、现在和未来。
美国人蒂莫西·雷·布朗(Timothy Ray Brown,1966年3月11日至2020年9月29日)被认为是世界首个艾滋病治愈患者。1995年,布朗在德国柏林居住时被诊断出艾滋病,在接受抗病毒治疗后,他体内的艾滋病病毒被有效控制,并重新开启正常生活。2006年,布朗又一次被病魔击中,他被诊断出患有急性骨髓性白血病。为治疗他的白血病,德国医生格勒·许特尔(Gero Hütter)决定使用骨髓造血干细胞移植的方法,为布朗更换一套全新的、健康的造血系统。幸运的是,这次在骨髓库里居然找到了267个配型合适的捐献者。这个难得的奢侈让许特尔医生决定采取一个稍微有些不同的策略。CCR5-△32是帮助艾滋病病毒侵入免疫细胞的重要基因,如果这些合适的捐献者中碰巧携带了CCR5-△32基因突变,并能够找到并移植这样的骨髓,许特尔医生猜测,这也许可以一举两得,同时治愈布朗的白血病和艾滋病。奇迹发生了,医生真的找到了一位配型合适、同时携带CCR5基因突变的捐献者。巨大的机缘巧合使医生尝试了既能清除布朗体内的艾滋病病毒,又能替换已经癌变的骨髓细胞的治疗方法——利用携带CCR5-△32缺陷型基因的骨髓进行移植治疗的方法。2007年,在经历两轮骨髓移植后,布朗的白血病通过骨髓移植被治好,而艾滋病也被CCR5基因缺陷治愈。通过骨髓移植手术,布朗获得了携带CCR5基因突变的免疫细胞,HIV无法识别和进入这些细胞,布朗彻底摆脱了艾滋病的困扰。此后两种疾病均从他体内消失。不得不说,“柏林病人”的成功案例实在太过复杂和机缘巧合了,但即便是唯一一次的成功也非常鼓舞人心了。
2020年3月10日,医学杂志《柳叶刀·艾滋病病毒》发表了英国剑桥大学医学系教授格普拉等人的最新成果,公布了全球第2例被治愈的HIV感染者——40岁男子亚当·卡斯蒂列霍。这名病人自2012年开始接受药物治疗,并在同一年被查出患有淋巴癌。为治疗癌症,卡斯蒂列霍在2016年接受骨髓移植。非常幸运的是,卡斯蒂列霍受赠的骨髓具有一种保护能力极强的突变基因,由于基因突变,CCR5基因编码区域第185号氨基酸发生了32碱基缺失。而CCR5是人体能够帮助艾滋病病毒侵入免疫细胞的基因。阴差阳错之间,卡斯蒂列霍体内移植的具有CCR5-△32缺失的基因杀死了他体内的艾滋病病毒。在停止抗艾滋病药物治疗30个月后,其体内没有检测到有活性的HIV病毒,研究认为该“伦敦病人”已被治愈。格普拉的研究团队称,尽管骨髓移植疗法在“伦敦病人”身上取得了“长期缓解”的效果,但在作为艾滋病治疗方法大范围推广前,“仍有一些障碍需要克服”。
在2014年美国圣加蒙公司主导的一项早期临床试验中,医生抽取了12名艾滋病患者体内的淋巴细胞,利用一种名叫“锌指蛋白核酸酶”的基因编辑技术,破坏了这些细胞中的CCR5基因。然后,医生再将这些经过改造的细胞重新输回患者体内。手术完成后,医生发现,至少几周时间内,患者体内的艾滋病病毒的数量下降,而免疫细胞的数量显著增加,显示这项研究取得了初步成功。
2015年11月,英国女孩莱拉的父母在现有其他的疗法都不奏效的情况下,允许医生用一种新疗法来治疗女儿的癌症。2014年6月出生的莱拉,被诊断患有婴儿急性淋巴细胞性白血病。作为最恶劣的病例之一,在经历了化疗和骨髓移植之后依然无法控制莱拉的病情。在家长的恳求下,医院考虑尝试只在小鼠中试验过的基因组编辑的方法。该研究是把供体的T细胞——免疫系统的核心成分取出,用TALEN对它加以改造,防止它攻击婴儿自身的细胞,并对化疗药物产生耐受性,然后赋予它攻击癌细胞的能力。两个月后,莱拉的癌细胞被彻底清除了,医生给她做了第二次骨髓移植,替换她的整个血液和免疫系统。3个月后,她恢复得很好,可以出院了。
2016年4月,美国华人医生张进等人首次利用纺锤体核移植技术帮助一对中东夫妇诞下了拥有三个父母遗传信息的婴儿,俗称“三亲婴儿”。通俗地讲,“三亲婴儿”就是婴儿身上携带有三人的遗传物质,除了这对中东夫妇,还有来自一位健康女性捐赠者的线粒体DNA。也就是说,在基因层面新生儿有两位母亲(一个提供核基因,一个提供线粒体基因),一位父亲(核基因),因而称之为“三亲婴儿”。这位中东妇女患有莱氏综合征,有1/4的线粒体携带有亚急性坏死性脑病的基因,以致于曾4次流产,两个子女相继去世。线粒体病是儿童期常见的遗传代谢病之一。“三亲婴儿”的原理就是为了避免将母亲的线粒体携带的患病基因遗传给后代,医生们在保证绝大部分的遗传物质来自父母的情况下,用另一个母亲的细胞质来体外培育受精卵,也就是使用健康供体母亲的线粒体来帮助携带患病基因的母亲生育健康婴儿。在技术操作上医生会取母亲的卵子、父亲的精子和另一位女性捐赠者的卵子。在每个受精卵变成胚胎前去除其细胞核,然后舍弃捐献者的细胞核,并用生育母亲的细胞核将其代替。如同人类基因编辑技术的众多具有影响力的试验一样,此次试验也引发了生殖医学领域的巨大争议。一些专家认为这开启了生殖医学的新时代;而另一些人则怀疑张进团队手术的目的,并认为必须加强对相关技术的监督。
2017年7月,美国俄勒冈健康与科学大学研究人员为了证明是否可以通过基因编辑技术消除或更正导致地中海贫血等遗传性疾病的基因,利用CRISPR技术对大批单细胞胚胎的DNA进行了基因编辑。这次试验也属于对人类生殖系细胞进行的基因编辑,基因的编辑或修改也将遗传给后代,对人类基因池带来最大风险不可控的影响。
这项研究由中国中山大学的黄军就领导,论文显示,黄军就的团队用CRISPR/ Cas9修正了导致β-地中海贫血症的基因缺陷。β-地中海贫血症是一种致命性的血液病,它编码的蛋白是血液中携带的血红蛋白的组分之一。为了试图回避潜在的伦理学异议,黄军就团队使用了将会被医院废弃的通过体外受精方法制造产生的、无法正常发育的受精卵。这样的胚胎可以进行一些早期的发育过程,但永远无法发育成活的婴儿。这是人类历史上首次尝试对人类的生殖细胞进行精确编辑。这项研究表明CRISPR/ Cas9可以改正胚胎的基因缺陷,但效率和准确性都比较低——只有部分处理过的胚胎被成功修改了基因,还有很多误改了基因组中其他基因的“脱靶效应”。“如果想在正常胚胎中做这件事,所要求的成功率要达到100%”,黄军就说,“所以我们停手了,我们觉得它还是太不成熟了”。这一消息在被热烈关注的同时,也引发了生命科学界关于“人类是否应该修改自身的基因”的巨大争论。在多数国家普遍禁止人类生殖系基因编辑的背景下,是否应该运用生殖系基因编辑帮助遗传病患者避免家族性疾病的遗传?
2018年11月,全球首例人类基因编辑婴儿出生。11月26日,南方科技大学贺建奎副教授向全世界宣布,他的团队找到了在人体基因上动手术,让人从出生起就对艾滋病免疫的新方法。2017年3月至2018年11月,贺建奎实验室通过伪造伦理审查书,利用安全性、有效性不确定的CRISPR/ Cas9技术在7对艾滋病夫妇志愿者受精卵中修改了名为CCR5的特定基因,并将其植入人体子宫内。需要注意的是,这7枚胚胎的母亲不是艾滋病患者,只有父亲是艾滋病病毒携带者,医学实践中这种情况不进行基因治疗也不会影响孩子的生存寿命。志愿者中其中一对夫妇的一对双胞胎女儿已经出生,这两个被贺建奎称为“露露”和“娜娜”的女孩体内,帮助艾滋病病毒进入免疫细胞的CCR5基因已经被永久性破坏。由于我国现行刑法中并没有对实施生殖系基因编辑并植入母体的行为进行规范,2019年12月法院判决贺建奎及其团队主要成员构成非法行医罪,分别被依法追究刑事责任。
2019年9月11日,北京大学邓宏魁、首都医科大学附属北京佑安医院吴昊、解放军总医院第五医学中心陈虎,率先报道了在患者身上重复“柏林病人”和“伦敦病人”的尝试。他们也遇到了一位同时患有艾滋病和急性淋巴细胞白血病的男性患者,医生们也尝试了用造血干细胞移植的办法治疗患者的白血病。与“柏林病人”和“伦敦病人”的不同是,这群科学家虽然找到了配型合适的骨髓捐献者,但是,由于CCR5-△32基因缺陷突变在中国人群极其罕见,所以不够幸运的是,这位捐献者不携带CCR5-△32基因缺陷。在没有现成的配型成功且存在CCR5-△32基因缺陷的捐献者的情况下,专家们退而求其次,利用了CRISPR/Cas9基因编辑技术,自己动手修改了骨髓捐献者捐出的干细胞,然后再将这些修改过的细胞移植到患者体内。整个操作过程是将骨髓移植和基因编辑两项技术结合起来,类似于“伦敦病人”+圣加蒙公司的临床研究。
结果如人所料,干细胞移植彻底治愈了患者的白血病,在两年多的观察期当中,白血病没有任何复发的迹象。而基因编辑这项新加入的操作看起来也确实安全可控,被编辑过基因的细胞在患者的体内稳定地扎根下来,稳定地分裂产生各种类型的免疫细胞,也没有带来什么健康方面的风险。但如果关注艾滋病治疗的效果,结果就不那么乐观了。这次实验造血干细胞进行基因编辑的效率实在太低了,数据显示,只有5%——10%的骨髓细胞、大约2.5%的外周血淋巴细胞被成功编辑了CCR5基因。这么少量的细胞实在是不足以让患者获得对艾滋病病毒的抵抗力。实验数据显示,患者仍然需要持续接受药物治疗才能压制体内的艾滋病病毒,一旦停药,艾滋病病毒的数量就会急剧增加。事实上,也有人怀疑给患者停药这项操作可能根本就不需要进行,因为如此低的基因编辑效率,理论上不可能产生对艾滋病病毒的抵抗力。这项临床研究固然证明了基因编辑操作的安全性,但还远不足以说明这项技术真的可以帮助更多的艾滋病患者对抗疾病。关于基因编辑技术更多的研究,特别是如何提高基因编辑效率是基因编辑科研领域亟须解决的问题。
随着基因编辑技术的发展和成熟,未来将会广泛运用。利用基因编辑技术修改人类基因,不仅能够用来治疗疾病,甚至可能彻底改变人类的未来。
回顾过往,在多起影响深远的人类基因编辑事件中,为什么有些得到喝彩,而有些却受到谴责?其中,贺建奎世界首例“免疫艾滋病的基因编辑婴儿”事件是受到社会一致谴责的典型范例。这种截然相反的态度,其主要原因在于以下几点:
患者利益至上原则,它要求一种临床治疗方案,首先必须保证患者利益,为患者的健康和生命负责。受试者的权益保障是首要的,它应该居于该技术对学术研究的贡献、商业价值以及人类未来的潜在福祉之前。相比邓宏魁医生们的做法,贺建奎试图改变的是两个原本没有感染艾滋病、完全健康的婴儿的基因,这从根本上违背了患者利益至上的基本医学伦理。事实上,这项基因操作给两位婴儿带来的好处不仅微乎其微,相反却是最危险的技术不可控风险。这样的基因技术操作显然不符合人类世界最基本的伦理底线,也违反我国明令禁止的以生殖为目的的人类胚胎基因编辑行为的立法规定。不得不说,这不是一个革命性的突破,而是一次莽撞的冒险。换句话说,贺建奎的试验违背了科学研究必须遵循的收益大于风险的原则。贺建奎修改了人类受精卵当中的CCR5基因,试图让出生的孩子天生对艾滋病免疫。但根据贺建奎所说,这几枚受精卵的母亲根本就不是艾滋病患者,他们的父亲虽然是艾滋病病毒携带者,但是在长期抗病毒治疗后,艾滋病病毒得到了很好的控制。在这种情况下只要将父亲的精子经过严格的抗病毒处理后人工授精,同时母亲在孕期注意防护,生出的孩子100%可以阻断艾滋病病毒的遗传。事实上,随着艾滋病阻断疗法的成熟,即便母亲是艾滋病患者,孩子也有99%的可能性不会感染。由此可见,这项基因编辑操作收益很小,而它可能带来的风险却超乎人们的想象。
目前,世界范围内基因编辑技术在基础实验中仍快速推进,而对其临床应用人们却抱持谨慎的态度,即便是目前广泛研究和应用的CRISPR/Cas9基因编辑技术,也仍然存在很多固有的没有得到解决的风险。最主要的技术风险就是在应用的过程中难以避免的“脱靶效应”,它很容易破坏人体当中原本正常的无关基因,可能导致非常严重的且从原理上难以预计的遗传疾病。
相比运用CRISPR/Cas9基因编辑技术进行治疗疾病的操作,贺建奎试图改变的是婴儿的全身所有细胞中的CCR5基因。事实是,尽管携带CCR5-△32基因缺陷的人总体健康情况还不错,但是他们仍然有一些健康问题需要注意;相比较采用现有的保守治疗方法的安全可控,绝不应该进行这种高风险、低收益的操作。相比婴儿自身的健康,任何潜在的科学、公益、商业或社会价值和效益都应该被忽略。
基因编辑的伦理和法律论争的焦点就是基因编辑技术应用的边界难以人为划定。众所周知,将基因编辑技术从治疗提前到预防,大大扩展了基因编辑技术的适用范围。基因编辑技术的应用边界到底如何划定,是一个无法破解的难题。试想,如果通过编辑CCR5基因治疗艾滋病很合理,那么提前修改CCR5基因预防艾滋病感染保护自己不也属于人之常情吗?到底有什么程度的风险才应该允许做基因编辑?
如果以预防和治疗疾病为目的的基因治疗人们能够接受,但以增强人类性能为目的的基因改进就会引发质疑和争论。因为,技术一旦放开,父母就会像定制手机套餐一样,在没有征求孩子意愿的情况下定制外表、智商甚至能力上更加完美的后代。这将带来人类先天的、绝对的、不可逆转的不平等,也可能会彻底限制阶层之间的流动,塑造穷人和富人之间永恒的阶层差异。这不得不引发对人类这一物种未来命运的担忧,基因编辑技术终将改变人类未来。
这是人类基因编辑技术最坏风险不可控的表现。对一个人生殖细胞比如胚胎进行的基因编辑的后果,会一代代遗传下去;而更可怕的是,这些接受了基因编辑的孩子们,他们被修改后的基因也将会慢慢融入整个人类群体,成为人类基因库的一部分。从这个角度来讲,这项基因编辑操作的风险是不可控的,人类无法预计基因操作的不良后果会在什么世代出现。相比之下,“柏林病人”和圣加蒙公司的基因编辑治疗,仅仅是患者的免疫细胞被替换或修改,它只会影响患者有生之年;而且,不管编辑有没有成效,都不会影响患者的子孙后代。
通过梳理典型的人类基因编辑事件,可以看到,人类基因编辑技术已然成为现实,人类必须对其进行积极的监管,在保证科研自由的基础上,将风险降至最低,使基因编辑技术造福人类。在医学伦理约束下,以治疗和预防疾病为目的的体细胞基因编辑技术,在预防和治疗遗传病等诸多方面有巨大的空间和价值;而以增强人类某方面性能为目的的基因改进则需要谨慎为之,特别是对人类生殖系细胞进行的基因编辑,其后果直接影响受术者的子孙后代,甚至改变人类世代延续的先天基因多样性。所以,以增强人类性能为目的的基因改进和生殖系人类基因编辑是世界各国规制的重点,需要以谨慎的态度设计理性可行的监管策略。
世界首例“基因编辑婴儿”事件凸显了我国人类基因编辑技术立法的落后。人类基因编辑技术实施对象的特殊性、技术潜在风险的复杂性以及对人类未来的影响,决定了构建以法律为中心的人类基因编辑技术多维监管模式是基因编辑治理的必然选择。我国《民法典》第1009条规定:“从事与人体基因、人体胚胎等有关的医学和科研活动,应当遵守法律、行政法规和国家有关规定,不得危害人体健康,不得违背伦理道德,不得损害公共利益。”作为民事权利的宣言书和保障书,《民法典》能够对生命科技进行专门规定,凸显了我国对现代生命科技法律规制的重视,也体现了《民法典》的实践精神和时代特色。由此,《民法典》也确定了对于与人体基因有关的医学和科研活动采取系统治理的基本立场。2020年12月26日,我国通过了《刑法修正案(十一)》新增了“非法植入基因编辑、克隆胚胎罪”。《刑法修正案(十一)》将非法植入基因编辑、克隆胚胎情节严重的行为归入犯罪,从而填补了我国在基因技术领域的刑事立法空白。这些都表明我国对人类基因编辑技术法律规制的积极作为。
现代科技时代,每一次影响深远的科技事件都将促使人们去思考人类如何利用现代科技趋利避害,甚至撬动立法机关抓住契机进行新的立法,或对原有立法进行修改和完善。秉持国际化视野,在遵循促进福祉原则、最小伤害原则、知情同意原则、尊重人格及公平原则的基础上,综合采用行业自律、伦理治理及法律规制的多元协同治理方式,对人类基因编辑技术进行系统化治理,是各国在生命科技时代应对人类基因编辑技术潜在风险的必然选择。由于每一种技术都有一系列利益、风险、监管框架、伦理问题和社会影响,需要在潜在利益和意外伤害风险之间寻找平衡,将社会价值观纳入显著的临床和政策考量因素,由此,实现人类基因编辑技术治理的科学化和法治化。
[1] 王立铭:《巡山报告 基因编辑婴儿:小丑与历史》,湖南科学技术出版社,2020年版,第6-7页。
[2] 天目新闻:《“伦敦病人”身份公开!全球第二例艾滋病患者被治愈》。https://www.163.com/dy/article/F7HL5QER05148VTV.html.
[3] [英]约翰·帕林顿著:《重新设计生命:基因编辑技术如何改变世界》,李雪莹译,中信出版集团,2018年版,第169-170页。
[4] 赵熙熙:《世界首例三亲婴儿诞生有科学家质疑其伦理问题》,《中国科学报》,2016年10月25日第2版。
[5] 同[3],第110页。
[6] 同[1],第30-31页。