[果壳]基因编辑的四种分类以及为何难以设计婴儿 /贺建奎会议发言实录

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    @Ent_evo
    还是值得说一下,这一次#世界首例基因编辑婴儿#虽然各种意义上都很糟糕,但还远远没到《千钧一发》之类科幻里那种程度的“设计婴儿”。

    基因编辑的种类很多,有一种常用的分类方式是这样的:首先看你是在治疗疾病还是强化特性,然后看你是在处理种质细胞还是体细胞

    目前已经广泛使用的基因疗法,是治疗体细胞里的疾病。比如说,我的肝脏出了问题,这个问题来自基因,那么研究者就想办法修改肝脏的基因来消除这个问题。这样做有风险,但有明确的好处(治病了),而且人的肝脏细胞的基因是不会传给后代的,所以再糟糕也是我一个人倒霉,知情同意愿打愿挨。

    强化体细胞的特性这件事情还没有很多人做,但原则上不是没可能,比如修改毛囊基因让秃子重新长头发什么的。(目前有很多化妆品会宣传自己把DNA怎样怎样了,别信,和真正的基因编辑没关系。)

    治疗种质细胞的疾病,本来是研究者所预料的突破点。这种情况的风险要比治疗体细胞疾病更大,因为一旦搞砸了,不但被治疗者倒霉,后代也要跟着倒霉。而且,这种情况基本都意味着要编辑受精卵或者胚胎,被治疗的人要很久以后才能长大成人,不确定性更多,而且根本谈不上什么知情同意自愿承担风险了。但是,如果是治疗一种必死无疑或者严重影响生活质量的疾病,那还算说得过去。

    结果万万没想到,这次的大新闻一步登天,直接去强化种质细胞的特性了。

    这个案例本身在伦理上很有问题(我上两条微博讲了)。被试的婴儿是父亲患有HIV、母亲没有,但本来父亲传给婴儿就是极罕见的案例,哪怕母传婴也有很有效的常规阻止手段,所以谈不上挽救生命。而且,两个女婴里还有一个没有真正编辑成功,所以并不能有效抵抗艾滋病,只能减慢病程。这就是承担了风险而远没有获得对等的收益。

    但幸运的是,这距离科幻里的设计婴儿还很远。

    为啥呢?

    因为设计我们真正想要的那些东西,实在太难了。几乎所有我们最在乎的特征——身高,相貌,智商,运动能力——都是由成百上千、成千上万个基因控制的,还加上极度复杂的环境因素相互作用。以现在的技术一次修改这么多基因本身就是不可能的,未来相当长一段时间也不可能;更何况,你要把它们改成什么样呢?

    不能一次改这么多,是因为CRISPR的单次修改成功率还太低。去年有个新闻是美国第一例胚胎修改,那次很不错,成功率达到了72%,比这一次研究者宣称的成功率44%还高些(2015年第一次只有5%)。

    假定每次修改成功与否是独立事件,那么就算以72%的成功率,修改10个基因也只有3.7%能全都成功,修改50个基因那就只有0.000007%能全都成功。当然72%这个数字一定能继续改进,但是以CRISPR自身的精度来看,对一个胚胎进行100次以上的修改只能停留在纯理论假想中。

    换言之,我们手头根本就没有能够实现科幻意义上设计婴儿的工具。

    当然技术在进步,我们可以想象未来也许会有极端快捷精确的工具能让编辑胚胎和编辑文档一样容易(但那是未来想象,而不是现在正在发生的科技进展,属于非常不同的领域)。到那时,就会面临第二个问题:改成什么样。

    今天的胚胎修改,目的非常明确:有些单个的基因有好版本和坏版本,坏版本致病,好版本正常。我们把坏的改成好的,就解决了问题。

    但是诸如身高或者智商没有这种好事儿。没有一个矮基因或者笨基因供你消灭。面对这么多基因相互作用的庞大网络,每个基因同时都还负担多种任务,就连定义好坏都是问题,更不要说具体分辨每个基因有多好多坏了。你确实也可以退而求其次挑选一个现成的好基因网然后照抄,但照抄并不需要胚胎修改,直接克隆甚至精子库卵子库都可以满足这种需求了。

    最后,等到十分遥远的未来,也许我们终于能彻底搞明白每一个基因都在做什么,又怎么和别的基因相互作用。给定一套基因组,我们就能知道基因这一半会怎么影响一个人的未来(但还有环境的另一半,所以永远不可能完全预测)。那时,科幻意义的设计婴儿才可能实现。

    但一种如此成熟的技术不太可能成本很高(正如今天基因测序已经十分廉价),所以一定能找到办法不让它成为有钱人的专属玩具。毕竟那时的相关的讨论一定已经很充分,相关的法律法规也一定就位了。新技术不可怕,没人管的新技术才可怕。

    [本帖最后由 well 于 2018-11-29 09:34 编辑]
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    贺建奎的“基因编辑婴儿”是一项突破吗?不,可能是倒退
    https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404311502952745946<---全文
    果壳网:贺建奎会议发言实录及国内外专家点评


    [本帖最后由 well 于 2018-11-29 09:35 编辑]
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    @飞雪之灵: 无论北欧的CCR5Δ32还是这次基因编辑,都是将CCR5部分介导HIV感染的功能破坏,从而可能具有抗HIV感染的效果。但这次基因编辑手段没有精确的复制CCR5Δ32的基因型,还造成了非预期的编辑结果,尽管造成的效果可能一致,但没有表现出基因编辑的必要性和准确性,这个实验是不完全成功的。
    @飞雪之灵
    对于#基因编辑婴儿# 公开的检测结果,再详细展开说一下。

    首先几个基本信息:CCR5位于人类第3染色体上,位置为46,370,854~46,376,206。北欧人群中的CCR5Δ32,指的是缺失了CCR5基因中32个碱基,因此造成了移码突变并很快终止,也就是说,CCR5Δ32产生的是一个截断的、失去功能的CCR5蛋白。

    那么再回过头看看公开的检测结果(来源:O网页链接)。图1是显示的是两个胚胎通过测序检测到的和参考序列不同的点突变位置。其实可以看到基本都不在CCR5序列之中,甚至压根不在同一个染色体里。

    不过,这些突变位点是否是基因编辑造成的呢?不一定,毕竟每个个体都可能产生某些点突变,没有更多证据前,不好做判断,按住不表

    而图2则是关键点,这里显示了两个胚胎潜在脱靶区和目标区的编辑情况。由于标示的十分简略,这里是个人推断:对于1号染色体上的潜在脱靶区来说,1号胚胎中绝大多数母体外周血细胞并没有检测到脱靶效应(依然是WT,检测率99.7%以上,少量的可能是有其他突变),2号胚胎没有在表中显示。而对于目标编辑区(3号染色体上的CCR5片段),1号胚胎检测到了1.08%~3.05%(依检测时间不同而不同)的细胞发生了15个碱基的缺失(图3);2号胚胎情况复杂一些,0.91%~3.09%的细胞多了1个腺嘌呤,而1.06%~1.45%的细胞少了4个碱基。

    这意味着什么呢?1号胚胎缺少15个碱基,会造成CCR5基因缺少5个氨基酸,根据database预测这5个氨基酸位于细胞膜外,可能对于介导HIV的识别有贡献。那么具体结果如何,要看体外HIV感染实验的效果。

    而对于胚胎2来说,发生了两个造成移码突变的编辑结果。由于突变的位置没有详细说明,不好判断对其后CCR5编码序列的具体影响,但是有一点肯定的是,氨基酸序列肯定发生了极大改变。

    综合来说,对于CCR5的编辑,都达到了改变CCR5蛋白的目的,但是1具有非预期编辑,2并没有完全重复CCR5Δ32的基因型。3不能明确删除15个碱基到底是有意为之还是无心为之。从实验结果来看,并不能算完全成功,而达到的“抗HIV感染”,可能更多是一种“歪打正着”“瞎猫捉到死耗子”。

    最后到了大家都关心的问题,这两个孩子将来健康问题如何。从检测结果来看,改变的是CCR5基因突变位点后的氨基酸序列。从蛋白角度来说,胚胎2对应的表型应该接近于北欧CCR5Δ32所对应的表型。而胚胎1则应该更类似未经过编辑的人类。而至于对HIV感染的抗性有多少,还是要看最终的淋巴细胞体外感染实验结果——当然,肯定不可能直接给人注射HIV。

    以上是技术判断。但总的来说,让基因编辑胚胎继续晚期发育甚至出生为婴儿,依然是击穿伦理底线的行为。


    飞雪之灵
    今天 01:55
    基于最新的信息,对原文内容进行勘误。对于胚胎1形成的是单等位基因编辑Δ15杂合个体,胚胎2则是双等位基因编辑个体,但两条等位基因编辑结果不同(一条多1碱基,另一条少4碱基)。这一勘误对结论无影响。
  • j
    jjx01
    本质区别,编辑的是生殖细胞的基因,而不是体细胞的基因

    生殖细胞的基因编辑研究是可以做的,发育15天(具体时间记不清了)必须销毁
    发育成人生下来的闻所未闻
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    cloudsforest
    今天 09:26 来自 HUAWEI P20 已编辑
    大体翻译一下麻省大学Sean Ryder教授的评论。

    1.Lulu的这个编辑导致减少5个氨基酸,除此以外和一般人的这一段基因类型没有区别,这个变异与delta32(就是贺某想实现的编辑结果)不同,结果会怎样不清楚。

    2.Nana的一条DNA编辑后与delta32类似,但是会增加11个氨基酸。

    3.Nana的另一条DNA编辑后比delta32还短,但是会增加9个氨基酸。

    4.这些增加的氨基酸令我担忧,我们不知道这些表型会有什么后果。这个小孩实际上成为这些没有在动物体内出现过的蛋白的测试对象。会带来什么结果,我们完全不清楚,没有任何动物实验的资料来告诉我们这些改变是有益的还是有害的,完全靠运气。

    5.这种对待基因编辑极其懈怠懒惰的态度让人惊骇。我要质疑贺教授的动机,我要质疑贺教授是否具有正确的判断,我要质疑这个监管系统是为何没有发现这个实验。

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    可以看出这个结果实在没有办法让人放心。再强调一下,希望有关部门一定要在保证这两个孩子隐私的情况下,尽可能照顾好她们的健康。