科学家们第一次编辑人类胚胎以安全地清除疾病-这就是他们如何做到的

美国科学家发表了一篇论文，表明他们已经成功编辑了人类胚胎，以纠正导致遗传性心脏病的突变。这些发现非常重要，因为它们首次证明该技术有朝一日可以安全地用于编辑许多破坏性疾病。但是这项新研究实际上对我们有多接近治愈遗传性疾病?我们应该如何关注技术的伦理含义?

使用的基因组编辑工具CRISPR-Cas9自发现以来在短时间内改变了生物学领域，它不仅承诺，而且提供。CRISPR已经超越了之前所有的工程细胞和改变基因组的努力，只花费了一小部分时间和成本。

这项技术像分子剪刀一样切割和粘贴DNA，是一种天然的防御系统，细菌用来抵御有害感染。该系统能够识别入侵的病毒DNA，将其切割并将此切割序列整合到自己的基因组中 - 使细菌能够对未来感染类似DNA的病毒免疫。正是这种识别和切割DNA的能力使科学家能够利用它来靶向和编辑特定的DNA区域。

当这项技术应用于“生殖细胞” - 精子和卵子 - 或胚胎时，它会改变种系。这意味着所做的任何改动都将是永久性的，并传承给后代。这使得它在道德上更加复杂，但是对人类种系基因组编辑有严格的规定，这主要是非法的。英国于2016年获得许可，用于对人类胚胎进行CRISPR研究以进行早期发育研究。但编辑过的胚胎不允许插入子宫并在任何国家发育成胎儿。

当中国科学家在2015年宣布他们使用CRISPR来编辑无活力的人类胚胎 - 那些永远不会导致活产的细胞时，种系基因组编辑成为全球关注的焦点。他们这样做是为了修改导致血液病β-地中海贫血的基因。虽然它取得了一些成功，但由于在人类胚胎中过早使用这种技术，它受到了很多批评。结果显示在该过程中产生了大量潜在危险的脱靶突变。

令人印象深刻

这项发表在“自然”杂志上的新研究是不同的，因为它涉及可行的人类胚胎，并表明基因组编辑可以安全地进行 - 不会产生有害的突变。该团队使用CRISPR来校正MYBPC3基因的突变，该突变占心肌病肥厚性心肌病的约40%。这是一种显性疾病，因此受影响的个体仅需要一个异常的基因拷贝才能受到影响。

研究人员使用携带一份MYBPC3突变的患者的精子来制造54个胚胎。他们使用CRISPR-Cas9编辑它们来纠正突变。没有基因组编辑，大约50%的胚胎将携带患者的正常基因，50%将携带他的异常基因。

基因组编辑后，目标是使100%的胚胎正常。在第一轮实验中，他们发现在注射CRIPSR后，66.7%的胚胎(54个中的36个)是正常的。在剩下的18个胚胎中，有5个没有变化，这表明编辑没有奏效。在13个胚胎中，只编辑了一部分细胞。

效率水平受所使用的CRISPR机器类型的影响，并且关键的是，它被放入胚胎的时间。因此，研究人员还试图同时将精子和CRISPR-Cas9复合物注入卵子，从而产生更有希望的结果。这是使用称为胞质内精子注射的常见IVF技术对75个成熟捐赠的人卵进行的。令人印象深刻的是，这一次，72.4%的胚胎是正常的。该方法还降低了含有编辑和未编辑细胞混合物的胚胎数量(这些胚胎称为马赛克)。

最后，研究小组再注射了22个胚胎，这些胚胎长成胚泡 - 胚胎发育的后期阶段。对这些进行了测序，研究人员发现编辑确实有效。重要的是，他们可以证明脱靶突变的水平很低。

一个勇敢的新世界?

那么这是否意味着我们终于可以治愈衰弱，遗传性疾病?重要的是要记住，该研究没有达到100%的成功率。甚至研究人员也强调，需要进一步研究才能充分了解该技术的潜力和局限性。

我们认为，基因组编辑不太可能很快用于治疗大多数遗传性疾病。我们仍然不能确定具有遗传改变的基因组的孩子将如何在一生中发展，因此携带遗传疾病的夫妇似乎不太可能开始基因编辑而不是进行已经可用的测试 - 例如植入前遗传学诊断或产前诊断 - 检测胚胎或胎儿的遗传缺陷。

许多人担心改变和改善人类胚胎之间的界限。如果由于生长激素异常而导致一个人身材矮小的风险，是否会编辑他们的基因组以使他们更高被视为治疗或增强?很容易看出线条如何变得模糊。

大多数国家正在讨论能够对人类胚胎进行遗传修饰的临床，伦理和社会意义。由于道德和伦理问题，一些国家可能永远不会允许种系基因组编辑。即使英国的法律被改为允许进行基因组编辑，它也会受到人类受精和胚胎管理局的严格监管，以确保它仅用于医学原因。

这并不意味着我们不应该就道德含义进行公开辩论 - 这对我们来说非常重要。但重要的是要记住这个研究领域的惊人进步，有朝一日可以帮助根除许多毁灭性疾病，然后才能得出关于一个勇敢的新世界的结论。