今年4月,中國中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的“80后副教授”黃軍就等在《Protein & Cell》雜志上**發(fā)表了編輯人類胚胎相關(guān)的論文。研究人員試圖利用CRISPR技術(shù)在這些胚胎中編輯引發(fā)β-地中海貧血相關(guān)的基因;他們共編輯了86個胚胎,然而只有少數(shù)獲得了成功。
隨著CRISPR技術(shù)的不斷發(fā)展,它展現(xiàn)出了不可估量的研究價值和商業(yè)價值。但是,對于是否應(yīng)該對人類胚胎進行編輯,是否應(yīng)該將其用于“定制嬰兒”,這樣的爭議也一直沒有間斷過。但是,如果一定要Engineer a Baby,該如何做呢?
近日,MIT Technology Review網(wǎng)站發(fā)表了一篇題為“How to (Really) Engineer a Human Baby”的報道。本周,來自世界各地的CRISPR專家將在美國國家科學(xué)院為一場歷史性的會議齊聚一堂。他們將考慮呼吁全球所有研究人員終止使用CRISPR技術(shù)進行轉(zhuǎn)基因嬰兒研究。令人擔(dān)心的是,改變下一代的DNA是不**的,且是優(yōu)生學(xué)的“滑坡”。
然而,很多出席這場會議的科學(xué)家并不會支持禁止CRISPR技術(shù),而是交流經(jīng)驗,討論如何正確的使用該技術(shù)。上海生命科學(xué)研究院的生物學(xué)家李勁松研究員就是其中的一員。今年早些時候,他使用CRISPR技術(shù)編輯導(dǎo)致小鼠白內(nèi)障的基因,以100%的成功率創(chuàng)建了健康的幼鼠。
李勁松團隊的研究方法是避開直接對胚胎進行編輯,用他實驗室中培養(yǎng)出的精原干細(xì)胞(spermatogonial stem cells,編者譯)代替。通過先對老鼠的精子細(xì)胞進行編輯,然后用“糾正”過的精子生成胚胎,李勁松團隊的小鼠每次都能**誕生。
李勁松是此次中國前往華盛頓參會的大批科學(xué)家中的一員,他認(rèn)為,胚胎編輯是不可接受的,“糾正”生殖細(xì)胞是**可能的策略。
當(dāng)然,編輯精子是會幫助預(yù)防父方相關(guān)的遺傳**。一些科學(xué)家認(rèn)為,精子可能是設(shè)計人類*實用的途徑之一。哈佛大學(xué)遺傳學(xué)大牛、CRISPR技術(shù)***之一的George Church說:“這可能是一個非常不錯的選擇。” 任何一個基因編輯嬰兒可能都會在IVF診所中開始他的人生。問題是,用CIRSPR技術(shù)編輯基因依然是“不穩(wěn)定的”,僅20%的比例是會成功的;這樣一來,必然會引入不必要的錯誤。編輯一個蒼蠅或蠕蟲失敗了再試一次就好;但是,這對編輯人類胚胎是很大的問題。
李勁松表示,編輯精子干細(xì)胞克服了這一難題;他的團隊首先鑒定出被正確編輯的干細(xì)胞,用它們來產(chǎn)生精子,*終形成健康的小鼠。
當(dāng)然,將李勁松的精子技術(shù)用于到人類身上還有需要克服的障礙;其中*大的問題是,沒有人弄明白如何在實驗室成功培養(yǎng)出人類精子細(xì)胞。匹茲堡大學(xué)專注于男性生殖研究的科學(xué)家Kyle Orwig說:“這是瓶頸,我們必須學(xué)會如何培養(yǎng)它們?!?
李勁松認(rèn)為,離轉(zhuǎn)基因嬰兒出生還有很長的一段路要走;但是他希望*終能夠使用基因編輯精子形**類胚胎。他希望修改的DNA錯誤類型中包括了導(dǎo)致男性不育的錯誤。
科學(xué)家們認(rèn)為,如果換做研究卵子會更加困難。男性每天產(chǎn)生數(shù)百萬的新精子,這證明精子干細(xì)胞還在工作。然而,女性身體的工作機制不同,出生的時候卵子就已形成;生物學(xué)上,成年女性的體內(nèi)并不可能存在卵子干細(xì)胞。
不過,其他科學(xué)家已經(jīng)想出了一個變通的方法。他們預(yù)測,*終可能是從女性中取一個皮膚細(xì)胞,在實驗室中用一種叫重編程的技術(shù)使它轉(zhuǎn)化為人工卵子。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院有名的干細(xì)胞研究人員George Daley說:“沒有理由認(rèn)為它不能做。