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人類胚胎基因編輯風(fēng)險(xiǎn)多大?密集新研究表明:造成染色體混亂
被譽(yù)為“基因魔剪”的CRISPR基因編輯技術(shù)問世以來,外界對(duì)其在目前束手無策的疑難雜癥治療方面寄予厚望。但截至目前,其安全性仍是最大的障礙,尤其在對(duì)人類胚胎“動(dòng)刀子”的時(shí)候。
最近有三份研究均聚焦于描述人類胚胎的基因編輯。過去的研究表明,基因編輯可能導(dǎo)致遠(yuǎn)離目標(biāo)區(qū)域的突變,這是此前關(guān)注較多的“脫靶”效應(yīng),但最近這些研究確定了鄰近位點(diǎn)的大規(guī)模變化,這些變化可能被傳統(tǒng)的安全篩查所忽視。他們的結(jié)果均顯示:在目標(biāo)序列周圍區(qū)域出現(xiàn)了大規(guī)模的、非預(yù)期的DNA缺失和重排。
這些研究均發(fā)表于論文預(yù)印本網(wǎng)站bioRxiv上,尚未經(jīng)過同行評(píng)審,研究?jī)H用于科研目的,并非出于生殖目的??茖W(xué)界認(rèn)為,這三項(xiàng)密集發(fā)布的研究提醒,需要更加謹(jǐn)慎對(duì)待生殖系基因編輯。
在6月5日發(fā)表的第一項(xiàng)研究中,英國(guó)弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的發(fā)育生物學(xué)家Kathy Niakan及其同事使用CRISPR移除了18個(gè)胚胎中的POU5F1基因,該基因?qū)ε咛グl(fā)育和干細(xì)胞多能性的非常重要。當(dāng)他們分析基因缺失的影響時(shí),他們意外地發(fā)現(xiàn)其中8個(gè)胚胎在POU5F1周圍產(chǎn)生了非預(yù)期效應(yīng),其中4個(gè)涉及大量的DNA重排和數(shù)千個(gè)堿基對(duì)缺失。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了研究人員使用這種方法的通常預(yù)期。
6月18日發(fā)表研究來自哥倫比亞大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家Dieter Egli領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,他們研究了由帶有導(dǎo)致失明的EYS基因突變的精子形成的胚胎,試圖使用CRISPR-Cas9糾正這種突變。EYS基因是一種最常見的與一種叫做色素性視網(wǎng)膜炎的退行性眼部疾病有關(guān)的基因。
但他們最終發(fā)現(xiàn),除了預(yù)期的變化之外,23個(gè)胚胎中幾乎有一半在EYS所在的位置丟失了大量的染色體片段,在最極端的情況下,染色體完全消失。
第三份研究由俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)生殖生物學(xué)家Shoukhrat Mitalipov團(tuán)隊(duì)完成,他們于6月20日發(fā)表了研究結(jié)果。該團(tuán)隊(duì)嘗試糾正MYBPC3基因的突變,此前的研究指出該基因突變和心臟疾病相關(guān)聯(lián)。盡管他們成功修復(fù)了86個(gè)胚胎中近一半的損傷,但他們也報(bào)告了基因編輯會(huì)影響含有該基因的染色體大部分區(qū)域的跡象。
實(shí)際上,早在2015年,研究人員就首次使用CRISPR編輯人類胚胎。從那時(shí)起,世界各地的一些研究團(tuán)隊(duì)開始探索這個(gè)過程,目的是對(duì)基因進(jìn)行精確的編輯。但這樣的研究仍然很少,而且通常受到嚴(yán)格的監(jiān)管。
圍繞著人類胚胎基因編輯的爭(zhēng)議也從未停止。畢竟,這項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)基因組造成永久性的改變,而且這種改變可以代代相傳。
英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的生殖生物學(xué)家Mary Herbert說,人類胚胎中被基因編輯剪切的DNA如何修復(fù),最新的這些研究強(qiáng)調(diào)了科學(xué)界對(duì)這一問題仍了解甚少。她說,“在我們開始之前,我們需要一個(gè)基本的路線圖來了解那里發(fā)生了什么?!?/p>
而此前在小鼠胚胎等研究中使用CRISPR的工作已經(jīng)證明,編輯染色體會(huì)造成巨大的、非預(yù)期的效應(yīng)。但是未參與最新這些研究的加州大學(xué)伯克利分校的遺傳學(xué)家Fyodor Urnov說,在人類胚胎中演示這項(xiàng)工作也很重要,因?yàn)椴煌募?xì)胞類型可能對(duì)基因組編輯做出不同的反應(yīng)。他表示,“我們科學(xué)界的所有人都將立即開始更加認(rèn)真地對(duì)待這一問題,這不是一次性的僥幸?!?/p>
Urnov甚至表示,“這沒有‘糖衣’,這是對(duì)所有基因組編輯人員的限制令,讓他們遠(yuǎn)離胚胎編輯。”





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