【科学家屠呦呦】科学家实现改造人类胚胎基因

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据国外媒体报道，中国中山大学的科学家承认，他们已经成功实现了首次人类胚胎基因改造。

不过，对于这项成就，科学界存在很大的争议。有的科学家对此表示担忧，因为这项技术有可能被父母错误使用，以人为选择他们希望传给后代的基因。有的科学家则认为这项技术可以消除致命家族遗传病，比如囊胞性纤维症和某些癌症。

据英国《自然》杂志的报道，中山大学的科学家已经在《蛋白质与细胞》杂志上发表了相关论文。根据发表的论文，研究的领导人黄军就副教授为了降低人们的担忧，实验使用的都是无法孕育婴儿的废弃胚胎。

研究使用了一种叫做CRISPR/Cas9的基因编辑技术。不同于基因沉默工具和自然状态（比如长期的阳光照射）下的基因突变，CRISPR可以直接在DNA水平上永久的“封存”某些基因片段，它可以改造确切位置的基因。

虽然参与研究的科学家表示在人类胚胎应用CRISPR有极大困难。但黄军就和他的团队还是借此成功编辑了引起地中海贫血症的HBB基因。地中海贫血症将导致可能致命的血液异常。实验总共使用了86个胚胎，但只有28个胚胎的DNA编辑是成功的。 因此，黄军就这样告诉《自然》杂志：“如果要在正常胚胎上做这些实验，就需要接近100%的成功率。这也是我们没有将这项技术应用在正常胚胎的原因，我们认为它还不够成熟。”

目前，基因编辑技术主要应用在体细胞（非生殖细胞），比如皮肤、肌肉、神经、骨头和肝脏的细胞，以帮助科学家研究疾病。应用这种技术改造人类胚胎的基因将改变精子和卵细胞的DNA，意味着这种基因变异可以遗传。

虽然包括英国在内的很多国家已经立法禁止了类似黄军就教授所进行的研究，但美国和中国没有禁止。实际上，全球有很多科研团队在从事人类胚胎基因改造技术的研究。

比如上海科技大学的黄行许教授，他在成功使用CRISPR改造猴子胚胎并培育出活体猴子后，就希望能够用废弃人类胚胎来研究基因改造。

此外，哈佛医学院的遗传学家George Church教授也被认为在研究人类胚胎改造技术。Church团队中的杨璐菡博士，在《技术评论》的一次近期采访中就提出了编辑人类生殖细胞的想法。她的希望可以改造卵巢癌妇女未成熟的卵细胞：先采用CPISPR技术修正引发卵巢癌的基因错误，然后诱导卵细胞发育分裂。但是，她的这一想法现在还未得到实施，目前也不清楚这一想法是否得到了许可。不过，有报道认为杨璐菡博士已经参与了一个类似项目，只不过是在中国。#p#分页标题#e#

上个月，正当关于中国科学家正在进行人类胚胎基因改造的流言不绝于耳的时候，很多国际知名生物学家联合起来，号召在全球范围内暂停对生殖细胞编辑的研究。

美国再生医学联盟的主席Edward Lanphier就联合了四名同事在《自然》杂志撰文，认为这种研究会引发公众的强烈抗议，从而伤害其它科学领域。

他们的文章这样写到：“很快，使用基因修改工具改造人类胚胎DNA的研究就会发表。但在我们看来，使用当前技术进行人类胚胎基因改造将对人类未来子孙产生不可预知的影响。

这项技术不仅危险，在伦理上也无法接受。

这种研究应该被用来做非治疗性的基因编辑。

我们担心对这种存在伦理问题的研究，公众将提出强烈抗议，从而影响不能遗传的基因编辑技术的美好前景。

当前我们还处在基因编辑技术的初始阶段，科学家应当达成共识：不修改人类生殖细胞的DNA。”

此外，他们还担忧这种技术将用来产生人工选择基因的“定制家庭”。不过实际上，这种人工选择非常困难。因为通常情况下，不仅一个基因不能提供一种特征，而且很多基因都有多种功能。

生殖细胞的基因改造可以改变精子和卵细胞的DNA，这就意味着这种基因改变可以遗传。

人类胚胎基因可变，是医疗界的“潘多拉”魔盒？

　　近日，有中国科学家宣布可以改变人类胚胎的基因，修复其中的致病部分，并且这一“优质基因”可以得到遗传。
　　
　　
　　正是由于修改过的人类基因可以被遗传，不少国内外的科学家认为这一技术的持续发展将会对人类未来带来不可估量的影响。如果该技术继续发展，意味着阿尔海默茨综合征、唐氏综合征等家族遗传疾病存在彻底根除的可能。
　　
　　
　　争议随之而来“基因非常复杂，在纠正一个基因的时候，产生的后续影响难以评估，要知道人和猩猩的基因也就2%左右的差别，像这样的研究在国外是无法通过伦理论证的。”上海长海医院一位从事基因研究的专家告诉《第一财经日报》记者。#p#分页标题#e#
　　
　　
　　“如同克隆人的争议”
　　
　　
　　4月18日，生物学杂志《蛋白质与细胞》（Protein&Cell）在线发表了中山大学副教授黄军就的研究：他们利用一种叫做CRISPR/Cas9的工具成功修改了多个人类三原核受精卵中编码血红蛋白beta亚基的基因HBB。
　　
　　
　　HBB基因主要与地中海贫血症有关。在中国南方，地中海贫血症在儿童中常见，甚至可能致命。
　　
　　
　　尽管已发表论文，但这项技术远未成熟。
　　
　　
　　据了解，该团队注射了86个胚胎细胞，等待了48小时之后，每个胚胎细胞分别分裂成了8个细胞。在生存下来的71个胚胎中，有54个接受了基因测试，最终有28个胚胎拼接成功，只有一小部分包含替代的遗传物质。
　　
　　
　　黄军就在接受《自然》杂志采访时表示：“如果要在正常胚胎上做这些实验，就需要接近100%的成功率。这也是我们没有将这项技术应用在正常胚胎的原因，我们认为它还不够成熟。”据了解，此次实验所用的是无法孕育婴儿的废弃胚胎，研究团队只让这些受精卵存活了48小时（约八细胞期）便终止发育。
　　
　　
　　实际上，包括本次中山大学的研究在内，大量基于CRISPR/Cas9等新兴基因编辑技术的研究都报道了一种称为“基因脱靶”（off-targeteffect）的现象，也就是说，这些技术有一定的几率去“篡改”靶标序列以外的基因。
　　
　　
　　如果一名医生替一对夫妻的胚胎移除掉坏基因，那么胚胎的细胞样本中必须全部是好基因。如果一半好一半坏，那么最终出现在婴儿身上的坏基因还是会影响他的身体健康。
　　
　　
　　“此类研究在国外是无法通过伦理认证的，就如同克隆人的争议一样。”前述基因研究专家告诉记者。
　　
　　
　　也正因此，该论文最初的投稿方《自然》和《科学》将其拒之门外。
　　
　　
　　谁在编辑胚胎基因#p#分页标题#e#
　　
　　
　　包括英国在内的很多国家已经立法禁止了类似黄军就这一方向的研究，但美国和中国没有禁止。实际上，全球有很多科研团队在从事人类胚胎基因改造技术的研究。
　　
　　
　　CRISPR/Cas9基因编辑技术就是基因改造的重要一环。有别于胚胎基因改造的巨大争议，该基因编辑技术在得到应用限制的前提下被众多基因研究的科学家推崇。
　　
　　
　　所谓基因编辑技术，是指对DNA核苷酸序列进行删除和插入等操作，使人们可以依靠自己的意愿改写遗传密码。
　　
　　
　　长期以来，对DNA的编辑只能通过物理和化学诱变、同源重组等方式来实现。这些方法要么编辑位置随机，要么需要花费大量人力物力进行操作，而CRISPR/Cas9能够方便而精确地对DNA和核苷酸序列进行编辑，在诸如医疗、农业、畜牧业等研究中，这一技术显现出了巨大的应用前景。
　　
　　
　　去年，美国费城研究人员首次成功地运用CRISPR/Cas9基因编辑技术清除了入侵细胞的HIV病毒，这标志着人类朝永久治愈艾滋病迈出重要一步。
　　
　　
　　该技术通过RNA（核糖核酸）做向导，把Cas9酶带到相应的位置，然后用这种酶切割病毒DNA。由于艾滋病病毒两端含有几乎对等的长重复序列，利用Cas9酶剪断长重复序列，便切除了其间的艾滋病病毒基因组，此后细胞可自我修复。
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　　研究人员利用艾滋病病毒潜伏感染的多种细胞模型进行实验，包括巨噬细胞、小胶质细胞和T淋巴细胞等，均成功地根除了潜在的艾滋病病毒。
　　
　　
　　论文作者卡麦乐·哈利利（KamelKhalili）教授表示：“这是一项令人激动的成果，但不是说目前就能进入临床应用，它只是概念性地证明我们在朝正确的方向走。”
　　
　　
　　但基因编辑用于定向疾病的诊治毕竟不同于胚胎基因的改造。有科学家怀疑，技术得到进一步突破后，未来是否会出现身体机能特征得到设定的“定制家族”？
　　
　　爱丁堡大学的布鲁斯·怀特洛（BruceWhitelaw）教授指出：“这项结果表明基因组编辑技术的使用正在被拓展，但同时也强调了许多应用还亟待技术优化。基因组编辑固然是一项令人兴奋的技术工具，但它仍然还处在发展阶段。”
　　
　　
　　据悉，目前中国至少有四家实验室正在开展编辑人类胚胎基因的相关工作。

聪明绝顶：科学家称基因改造智商可超1000

　　外媒称，美国密歇根州立大学理论物理学教授斯蒂芬·许(音)认为，很快就能改造人类，到时候人类的智力水平就算是爱因斯坦也望尘莫及。美国雅虎新闻网10月22日刊发题为《经过基因工程改造的人类将聪明绝顶，智商可达1000》的报道称，经过基因工程改造的人类的智商有望达到1000或更高，至少在斯蒂芬·许看来是如此。
　　
　　
　　他认为，可以改造人类基因组，从而极大地提高人类智力水平。斯蒂芬·许在美国《鹦鹉螺》杂志对其观点作了论证——他的观点既新奇，又令人震惊。他还在美国阿奇夫论文预印本网站发表了更加详细的文章介绍其理论。
　　
　　
　　斯蒂芬·许写道：“超级智力的可能性直接源于智力的基因基础。身高和认知能力等特性是由成千上万个基因控制的，每一个基因都发挥着细微的作用。”
　　
　　
　　斯蒂芬·许表示，从先前的基因组研究来看，估计大约有10000个基因变种与智力相关。如果能把它们都改造成“智慧”版本，那么它们每一个都能为提升智力作出一点贡献，这样一来，人类智商有望突破1000。
　　
　　
　　斯蒂芬·许还是中国科学院北京基因组研究所的科学顾问。去年有传言称，北京基因组研究所正在确定世界上最聪明的2000人的基因组顺序，以期开展正如斯蒂芬·许描述的那种研究项目。
　　
　　
　　认为可通过改善基因来实现超级智商的并非仅有斯蒂芬·许和北京基因组研究所。英国牛津大学人类未来研究所创始主任尼克·博斯特伦在最近出版的《超级智力》一书中称，基因是创造超级智慧人类的关键。通过胚胎遗传筛选和移植，父母可以找到并选择高智商等位基因。
　　
　　
　　博斯特伦还表示，随着“基因技术的进一步发展，今后也许能按规格合成基因，这样就无需建立庞大的胚胎池”。
　　
　　
　　博斯特伦预测，一旦这种技术成熟，胚胎可按照父母偏好的基因组合进行设计。父母任意一方都不具备的基因也可以被拼接。
　　
　　
　　这到底意味着什么？几乎无法想象。斯蒂芬·许推测，届时人类将拥有极高的智商，成为超人。例如，可以近乎完美地记住影像和语言，拥有超快的思考和计算速度以及强大的几何运算能力。
　　
　　
　　说实话，这种超人和我们普通人生活在同一个星球上是很恐怖的事情。正如斯蒂芬·许所说：“相应的伦理问题很复杂，需要严肃对待。”

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