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「基因编辑婴儿」为什么被科学界一致反对?

图片:《毒液:致命守护者》

如何看待媒体报道称世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿在中国诞生,是否属实?具有怎样的意义?

菲利普医生,外科学博士研究生/爱射箭/185/尺八/笛子/骑行

首先我得痛斥一下这位科学家。

或许他有为人类一劳永逸免疫艾滋病的美好愿景,但是他的所作所为,显然已经把整个中国生物医学研究领域架在火上烤了。

用 CRISPR/Cas9 技术对胚胎基因进行编辑的尝试很早就有了,而且技术难度并不高。事实上现在通过 CRISPR/Cas9 技术对小鼠基因进行精确操作从而制造疾病动物模型 / 基因突变模型的技术已经非常成熟了,前段时间还有国内的公司来我们实验室洽谈业务,定制单个基因切除的小鼠模型,根据其最终难度,从十几万到大几十万不等。而且很多研究生如果有相关设备自己就能搞得出来。

所以与其说这位科学家搞了什么不得了的科学进步,不如说他是一个无视规则,哗众取宠的跳梁小丑!

或许有人说人类胚胎相比其他动物胚胎更复杂,但早在 2015 年 4 月,我国中山大学的黄军就教授团队就已经在人类胚胎身上进行了 CRISPR/Cas9 的基因操作。但是他至少守住了科学家的伦理底线——使用的胚胎为不可能发育为成熟个体的三元核合子,而且胚胎到第 14 天就销毁了。所以没有突破国际上关于使用人类胚胎进行科学研究的伦理底线。即便是我国科学家严守伦理底线,在国际上还是受到了很多质疑。

而这一次新闻的主人翁,南方科技大学的贺建奎则不仅对人类胚胎进行了基因编辑,还让胚胎发育成熟,足月分娩,而且一搞就搞了俩——露露和娜娜。(不知道是不是家长玩王者荣耀玩多了)

人类有很多种疾病只要调整一个基因就能彻底治愈,比如地中海贫血和镰状红细胞贫血。一个或者寥寥几个碱基对的突变,就让不少人一生都会被疾病所困扰。

显然,相比之下,还是用基因编辑的方法产生 HIV 免疫的人类个体更加具有新闻轰动性。但其实只要人类洁身自好,感染 HIV 病毒的概率就可以降低很多。况且即便是不幸感染了 HIV,只要规律服药也能不发病,获得和正常人几乎一样的生存年限和生活质量。通过母婴阻断技术也能让携带者生下健康宝宝。

所以我想他是更想出名才选择预防 HIV 为切入点。

 

吐槽到此结束,后面是科普时间。

这条新闻中的两个婴儿是如何获得免疫 HIV 病毒能力的呢?

咱们先来看看艾滋病感染人类的方式。

我们知道,HIV 病毒主要感染人类的 CD4 阳性 T 细胞。也就是说 HIV 会染和杀伤表面具有 CD4 这种表面抗原的 T 淋巴细胞。随着 HIV 病毒的扩增,人体 CD4 阳性 T 细胞数量急剧减少,免疫力濒临崩溃,使患者出现多种疾病表现,称为获得性免疫缺陷综合征(AIDS)。

那么 HIV 是如何感染 CD4 阳性 T 细胞的呢?

HIV 病毒表面有一些像蘑菇头一样的蛋白质结构,这可以说是他们的身份识别卡:

当病毒进入血液,就会与血液中无数细胞擦肩而过。当它们遇到了的 CD4 阳性 T 细胞,他们表面的蘑菇头身份识别卡就会结合到细胞表面的 CD4 蛋白上,从而彻底赖上 CD4 阳性 T 细胞。

但是 GP120 与 CD4 的结合其实是不紧密的,而且单纯的结合也不能引起膜融合,所以无法完成对 HIV 的内吞作用,也就无法完成 HIV 对细胞的感染。这时候需要一种 CCR5 的蛋白质辅助。

这位 CCR5 就是今天的主角儿。

CCR5 是人类 CCR5 基因表达的蛋白质,存在于细胞表面,是 G 蛋白偶联受体中的一种。它就像一条身体细长的蛟龙,躯干七次跨过水面那样:

下图展示的是 CCR5 如何帮助 GP120 更加紧密的结合到细胞表面

当这种结合稳定后,细胞膜表面就会形成凹陷,把病毒吞入细胞内——而这一步恰好就是把 HIV 的遗传物质吞入,HIV 完成了对一个 CD4 阳性 T 细胞的感染。

所以说如果 CCR5 蛋白质结构异常或者被药物阻断,HIV 就无法感染 T 细胞,人也就不会得艾滋病。

所以只要让编码 CCR5 的基因发生突变,就能达到这个目的。

因为人类中有很少数人先天就是 HIV 免疫的。因为它们编码 CCR5 蛋白的两条等位基因都是变异的(CCR5-δ32)。也就是说,这些 HIV 免疫的人类个体是变异基因的纯合个体:

所以只需要用一种基因操作工具,改变受精卵的 CCR5 基因,就能够产生 CCR5 基因突变的纯合子人类个体。而 Ta,也将终生免疫 HIV 病毒。

现在最广泛使用的基因操作工具,就是 CRISPR/Cas9 系统。他的工作原理我在这个回答中讲到过,感兴趣的朋友可以去看看:

大家对噬菌体治疗的看法?

通过上述介绍,大家不难看出该技术并非什么了不得的科学进步,别人没搞出来是因为人家遵守相关法律和伦理规定。而新闻中的这个人无视规矩敢于逾越而已。这就好像挥刀劈砍谁都会,砍瓜切菜那叫日常操作,出门砍人那才叫新闻。但砍人是违法的。

这么做只能让他自己收获短时间内的所谓“名气”,未来则很有可能长期被国际生物医学科研领域所唾弃,同时还会把国内同行搞得抬不起头来。给中国生物医学人打上“不守规矩,不讲医学伦理”的丑陋标签。

之前的一个回答,里面提到了人和羊的嵌合体胚胎,发育到第 28 天被人道销毁的事情,也欢迎大家去看一看。

如何看待斯坦福大学进行的人羊胚胎实验?

另外还有一点很重要,媒体只告诉你这俩孩子可以免疫 HIV,却没告诉你 HIV 也分两个亚型——R5 和 XR4。而贺建奎只是更改了 CCR5 基因,所以两个孩子未来只能免疫 R5 型 HIV 的感染,对另一种 HIV 则没有抵抗力。(感谢 @葛尤 的提醒,差点把这个给忘了)

值得一提的是,CRISPR/Cas9 技术虽然很成熟了,但是存在严重的“脱靶”问题,也就是说不一定每次都能得到我们想要的基因编辑结果。很有可能想把 A 基因修改一下,却因为类似的碱基序列,误伤其他基因。如果误伤的基因是关键基因,则很有可能导致个体不可知的严重损伤乃至于死亡!

所以应用于实验动物还不见得每一次基因编辑产生的变异动物个体都能够成活。这次对 CCR5 基因的编辑甚至直接应用到人体上,生下两个人类婴儿。未来这俩孩子是否能健健康康的成长还要画个问号。

尤其是 CCR5 本身除了帮助 HIV 感染之外,还有其他生理功能。如果对 CCR5 基因的编辑影响了它的生理功能,也必将影响个体的健康。

所以我觉得这两个孩子看似是被赋予了了不起的“天赋”,实际上与养在笼子里的实验动物一样。而主持这个研究的科学家,和同意参与这项实验的父母,对孩子实在是太不负责任了!

和电影《毒液》里面那个疯狂科学家又有什么本质区别吗?

最后希望大家理性看待这件事情:

1,技术难度不算高。

2,严重违反医学伦理。

3,给中国人打上不讲医学伦理的标签。

4,即便是成功修改了 CCR5 基因,也并非对所有 HIV 都可以免疫。

5,对那两个孩子的不负责任。

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