人类胚胎基因编辑风险多大?密集新研究表明:造成染色体混乱

澎湃新闻记者 贺梨萍

2020-06-28 19:06 来源:澎湃新闻

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被誉为“基因魔剪”的CRISPR基因编辑技术问世以来,外界对其在目前束手无策的疑难杂症治疗方面寄予厚望。但截至目前,其安全性仍是最大的障碍,尤其在对人类胚胎“动刀子”的时候。
最近有三份研究均聚焦于描述人类胚胎的基因编辑。过去的研究表明,基因编辑可能导致远离目标区域的突变,这是此前关注较多的“脱靶”效应,但最近这些研究确定了邻近位点的大规模变化,这些变化可能被传统的安全筛查所忽视。他们的结果均显示:在目标序列周围区域出现了大规模的、非预期的DNA缺失和重排。
这些研究均发表于论文预印本网站bioRxiv上,尚未经过同行评审,研究仅用于科研目的,并非出于生殖目的。科学界认为,这三项密集发布的研究提醒,需要更加谨慎对待生殖系基因编辑。
在6月5日发表的第一项研究中,英国弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的发育生物学家Kathy Niakan及其同事使用CRISPR移除了18个胚胎中的POU5F1基因,该基因对胚胎发育和干细胞多能性的非常重要。当他们分析基因缺失的影响时,他们意外地发现其中8个胚胎在POU5F1周围产生了非预期效应,其中4个涉及大量的DNA重排和数千个碱基对缺失。这远远超出了研究人员使用这种方法的通常预期。
6月18日发表研究来自哥伦比亚大学干细胞生物学家Dieter Egli领导的研究小组,他们研究了由带有导致失明的EYS基因突变的精子形成的胚胎,试图使用CRISPR-Cas9纠正这种突变。EYS基因是一种最常见的与一种叫做色素性视网膜炎的退行性眼部疾病有关的基因。
但他们最终发现,除了预期的变化之外,23个胚胎中几乎有一半在EYS所在的位置丢失了大量的染色体片段,在最极端的情况下,染色体完全消失。
第三份研究由俄勒冈健康与科学大学生殖生物学家Shoukhrat Mitalipov团队完成,他们于6月20日发表了研究结果。该团队尝试纠正MYBPC3基因的突变,此前的研究指出该基因突变和心脏疾病相关联。尽管他们成功修复了86个胚胎中近一半的损伤,但他们也报告了基因编辑会影响含有该基因的染色体大部分区域的迹象。
实际上,早在2015年,研究人员就首次使用CRISPR编辑人类胚胎。从那时起,世界各地的一些研究团队开始探索这个过程,目的是对基因进行精确的编辑。但这样的研究仍然很少,而且通常受到严格的监管。
围绕着人类胚胎基因编辑的争议也从未停止。毕竟,这项技术可以对基因组造成永久性的改变,而且这种改变可以代代相传。
英国纽卡斯尔大学的生殖生物学家Mary Herbert说,人类胚胎中被基因编辑剪切的DNA如何修复,最新的这些研究强调了科学界对这一问题仍了解甚少。她说,“在我们开始之前,我们需要一个基本的路线图来了解那里发生了什么。”
而此前在小鼠胚胎等研究中使用CRISPR的工作已经证明,编辑染色体会造成巨大的、非预期的效应。但是未参与最新这些研究的加州大学伯克利分校的遗传学家Fyodor Urnov说,在人类胚胎中演示这项工作也很重要,因为不同的细胞类型可能对基因组编辑做出不同的反应。他表示,“我们科学界的所有人都将立即开始更加认真地对待这一问题,这不是一次性的侥幸。”
Urnov甚至表示,“这没有‘糖衣’,这是对所有基因组编辑人员的限制令,让他们远离胚胎编辑。”
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责任编辑:李跃群
校对:张艳
澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 基因编辑,人类胚胎,染色体混乱,澎湃

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