新華社華盛頓８月２日電　特稿：揭秘美國(guó)首次人類胚胎基因編輯

新華社記者 林小春

美國(guó)首次編輯人類胚胎基因的研究２日正式發(fā)表在英國(guó)《自然》雜志上。該研究一周前遭媒體曝光，引發(fā)全球科技界廣泛關(guān)注。由于牽扯道德倫理問題，人類胚胎研究屢屢處于爭(zhēng)議之中。迄今，只有中美兩國(guó)實(shí)施過人類胚胎基因編輯，英國(guó)一個(gè)團(tuán)隊(duì)則獲得政府的類似試驗(yàn)許可。

那么，科學(xué)家出于何種考量要對(duì)人類胚胎基因“動(dòng)刀”？怎么實(shí)施？效果如何？將來有哪些應(yīng)用？就這些問題，新華社記者采訪了美國(guó)索爾克生物研究所華人研究員吳軍，他是這篇論文的共同第一作者。

倫理審批耗時(shí)久

吳軍說，２０１５年，中國(guó)中山大學(xué)黃軍就團(tuán)隊(duì)在世界上第一個(gè)發(fā)表人類胚胎基因編輯研究，引起廣泛關(guān)注和巨大爭(zhēng)議。其實(shí)，美國(guó)俄勒岡衛(wèi)生科學(xué)大學(xué)當(dāng)時(shí)也在與索爾克生物研究所聯(lián)系，考慮做這方面的工作，只不過后來等待倫理審批文件等了很久。

那么，中美的研究有何不同？吳軍介紹，過去兩年中，中國(guó)有３個(gè)團(tuán)隊(duì)先后嘗試?yán)��?ldquo;基因剪刀”ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９系統(tǒng)編輯人類胚胎中的致病基因，其中黃軍就團(tuán)隊(duì)和范勇團(tuán)隊(duì)使用的是無法存活的異常三倍體人類胚胎，希望盡量減少爭(zhēng)議；劉見橋團(tuán)隊(duì)則使用正常二倍體胚胎。美國(guó)此次使用的也是二倍體胚胎，但編輯過程有所不同。

吳軍指出，中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)通過試驗(yàn)證實(shí)了“基因剪刀”在人類胚胎中能夠發(fā)揮編輯功能，但也發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)重要問題，即脫靶效應(yīng)以及胚胎嵌合問題。他們此次研究旨在進(jìn)一步探索編輯的效率、脫靶和胚胎嵌合問題，同時(shí)利用“基因剪刀”安全修復(fù)人類早期胚胎中導(dǎo)致肥厚型心肌病的基因突變。

肥厚型心肌病是一種全球性疾病，同時(shí)也是青壯年運(yùn)動(dòng)員猝死的主要原因之一。據(jù)吳軍介紹，肥厚型心肌病主要由最常見的遺傳突變——ＭＹＢＰＣ３基因突變引起，是迄今已知１萬(wàn)多種單基因遺傳病之一。如果使用基因編輯技術(shù)在胚胎中成功修復(fù)ＭＹＢＰＣ３突變，那么它就將不再遺傳給后代，讓這一家族性遺傳疾病獲得根治。

胚胎編輯顯功效

最新研究中，ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９系統(tǒng)以１００％的比例在正確基因位點(diǎn)實(shí)施了編輯，５８?jìng)�(gè)試驗(yàn)胚胎中４２個(gè)未檢測(cè)到ＭＹＢＰＣ３基因突變，即健康胚胎比例占７２．４％。通常攜帶單拷貝基因突變的患者，只有５０％的幾率把健康基因傳給下一代。最新成果意味著，這一幾率從５０％提高到了７２．４％，從而讓患者在實(shí)施試管嬰兒手術(shù)時(shí)，能獲得更多的健康胚胎。

此外，多種檢測(cè)方法顯示，這項(xiàng)研究有效消除了脫靶效應(yīng)和胚胎嵌合的影響。

吳軍說，“秘訣”有兩個(gè)。一是利用攜帶ＭＹＢＰＣ３突變肥厚型心肌病患者的多能誘導(dǎo)干細(xì)胞，優(yōu)化了基因編輯流程；二是借助體外受精技術(shù)，把優(yōu)化工具與攜帶ＭＹＢＰＣ３突變的精子共同注射入處于分裂期的正常卵子以產(chǎn)生受精卵，而先前研究都是在胚胎后期注射編輯工具。

吳軍說，這項(xiàng)研究顯示了早期胚胎編輯能夠達(dá)到較高的效率和安全性，揭示了早期胚胎編輯在單基因顯性遺傳病安全防治方面的重大潛力，將對(duì)編輯技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展起到重要推動(dòng)作用。他認(rèn)為，早期胚胎編輯技術(shù)在倫理許可范圍內(nèi)的進(jìn)一步探索優(yōu)化，可能成為獲得健康胚胎或提高健康胚胎數(shù)量的新途徑，也是顯性致病基因兩個(gè)拷貝全部突變患者獲得健康后代的唯一可能途徑。

“其他單基因顯性遺傳突變的編輯修復(fù)是否能夠有類似的效果和安全性，將是研究人員下一步的探索重點(diǎn)。”吳軍說。

“我們目前的工作還屬于基礎(chǔ)研究，在倫理的允許范圍之內(nèi)。我們應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行這樣的基礎(chǔ)研究，以獲得更多信息，”吳軍說，“這樣才能讓我們知道下一步怎么去選擇、判斷將來的應(yīng)用。”

“中國(guó)貢獻(xiàn)”受關(guān)注

吳軍說，這項(xiàng)研究由索爾克生物研究所、俄勒岡衛(wèi)生科學(xué)大學(xué)、中國(guó)深圳國(guó)家基因庫(kù)、韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究院合作完成，是科學(xué)家通力協(xié)作下取得的重量級(jí)研究成果。其中，俄勒岡衛(wèi)生科學(xué)大學(xué)是研究的主要發(fā)起者，最主要的人類胚胎基因編輯也在該大學(xué)實(shí)施，而索爾克生物研究所主要優(yōu)化了ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９的編輯流程，還與深圳國(guó)家基因庫(kù)、韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究院一道參與檢測(cè)了編輯的效率和安全性。

“我們實(shí)驗(yàn)室與深圳國(guó)家基因庫(kù)有著長(zhǎng)期的合作關(guān)系，測(cè)序及相關(guān)分析技術(shù)在基因編輯應(yīng)用評(píng)估中具有至關(guān)重要的作用，而這是深圳國(guó)家基因庫(kù)的強(qiáng)項(xiàng)，所以我們邀請(qǐng)深圳國(guó)家基因庫(kù)也參與進(jìn)來。”吳軍說。

吳軍認(rèn)為，華人科學(xué)家在此項(xiàng)研究中的重要貢獻(xiàn)值得關(guān)注。俄勒岡衛(wèi)生科學(xué)大學(xué)的馬虹也是這項(xiàng)研究的共同第一作者，是整個(gè)項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人之一。此外，還有一些在美華人科學(xué)家參與研究。

吳軍還透露，目前美國(guó)政府禁止聯(lián)邦資金支持人類胚胎基因編輯研究，所以他們的研究資金來自私人贊助。本次論文發(fā)表并沒有遇到太多困難，從投稿到發(fā)表用了約４個(gè)月，關(guān)鍵原因可能在于他們解決了脫靶和嵌合問題。