中科院姜韬:基因编辑的红线,是不能设计“超人”

按:本文仅为客观转述、记录历史事件的讨论,文章的观点不代表“怀疑探索者”本人的立场。文章的末尾部分有投票。


2016年,美国《科学》杂志评选出2015年十大科学突破,被誉为“基因剪刀”的CRISPR基因组编辑技术当选为“年度头号突破”。

中科院姜韬:基因编辑的红线,是不能设计“超人”

中科院姜韬教授

我国对于基因编辑技术的研究与应用处于国际领先地位。中山大学副教授黄军就在全球首次利用CRISPR技术成功修改人类胚胎的一个基因,阻止了因为这一基因突变而导致的地中海贫血症,这项创举也将基因编辑的关注度推向又一个高峰。

科学家的态度是造福于民

基因编辑包括多种在活细胞内改造DNA的新技术,其中最具优势的是CRISPR技术,它被认为能够在活细胞中最有效、便捷地“编辑”任何基因。

然而,基因编辑的易用性似乎吓坏了美国情报人员。克拉珀在报告中称:“鉴于这种有双向用途的技术分布广泛、成本较低、发展迅速,任何蓄意或无意的误用,都可能会引发国家安全问题或严重的经济问题。”

虽然出现各种担忧及质疑声,但大部分专家仍然力挺基因编辑。

中科院姜韬:基因编辑的红线,是不能设计“超人”

基因编辑技术的最直接作用是不再有先天残疾儿童

“直接对人的细胞进行基因组编辑操作是典型的个性化精准治疗,跟恐怖分子大规模杀伤人类完全是两回事。”中国科学院遗传与发育生物学研究所高级工程师、中国生物工程学会科普委员姜韬态度明确。他告诉《中国科学报》记者:“基因组编辑只是一种分子水平的基因调整技术,不可能在瞬间改写人类基因,本身不具备大规模杀伤性武器的特质,因此不必过多担忧。”

“基因编辑给临床上曾经没有任何干预方法的疾病治疗带来希望。”温州医科大学眼视光学院研究员谷峰则对《中国科学报》记者称,恐怖分子或许会利用基因编辑技术制造出从未见过的细菌,但科学家更多的还是希望这种技术造福于民。

近几个月就有许多利好消息见诸报端。据英媒报道,英国一名患急性淋巴细胞性白血病的女婴,通过注射经ZFNs基因编辑技术改造的UCART19细胞株,成功消灭癌魔,开创全球首例;据美媒报道,实验室数据表明,CRISPR基因编辑技术可用于治疗一种遗传性视力衰退疾病——利伯先天性黑朦病,美国爱迪塔斯医药公司还将在2017年开展临床实验。

姜韬补充道,基因编辑技术如今正快速发展,成功率越来越高,在动物方面,2014年初我国科学家就成功实现基因组编辑猴的诞生。美国加州大学伯克利分校的研究人员在人类细胞上获得了基因组编辑高达60%的成功率,而植物方面中科院遗传发育所、中科院上海植物生理生态所以及北京大学相继在植物基因编辑领域保持国际领先,甚至达到80%~90%以上成功率。

基因编辑的红线

基因编辑之所以争议不断,关键问题就是切割基因的“手术刀”是否可以指向人类胚胎。

在这方面,中国科学家成了“第一个吃螃蟹的人”。黄军就利用CRISPR基因编辑技术改造人类胚胎,被不少学界人士认为逾越了基因研究的伦理和安全红线。而近日,英国生育监管部门宣布批准科学家通过编辑来修改人类胚胎基因,又将“胚胎基因编辑”推向舆论高峰。

对此,姜韬表示,人类有许多很多遗传性疾病无法通过自然选择淘汰,“有害基因要不要干预和如果可以干预又该如何调整”是人类如今面临的严峻伦理课题和技术挑战,因此,人类胚胎基因编辑的前提条件就是这一胚胎是否具有先天遗传性疾病。

“人类的演化已经不是生物水平的演化了,更多的是社会、文化的演化,基因编辑对控制甚至消除人类有害基因的积累,对于人类文明进步具有重大意义。”姜韬说。

中科院姜韬:基因编辑的红线,是不能设计“超人”

自闭症儿童的父母都非常渴望基因编辑技术的应用

他同时指出,基因编辑也有一条不可逾越的红线,那就是不可人为设计一个超级胚胎,即所谓设计一个更加优秀的“超人种”。不过,姜韬补充道,就目前技术来看,定制超级胚胎还无法实现,“人类现在判断一个基因是不是有害比较容易,但要判断一个基因是否更加优秀,现在还没有技术能确保得到此类信息。”

争议之后回归理性

多位专家共识是,人类基因编辑的终极目标是用于治病救人,帮助治疗人类诸多遗传疾病。不过在谷峰看来,基因编辑这一工具还没有达到完美的程度,仍具有一定的风险和不确定性,“脱靶效应”就是其中之一。

据了解,基因剪刀在使用中可能会产生误伤,由于它对靶点的结合不是非常精确,它的识别序列不长,检测也不像真正的人类复制转录翻译酶系那么精确,可能会伤到本来不想要的序列。

姜韬也表示,减少脱靶效应提高成功率是基因组编辑技术目前最大的努力方向,前景很乐观,我国科学家也居于基因组编辑技术的制高点,不能因为一些争议而去限制该项技术的发展。

2016年,由中国科学院、美国国家科学院、美国国家医学院以及英国皇家学会多次协商、共同举办的、来自20多个国家的代表参加的人类基因编辑国际峰会在华盛顿召开,相关的科学和医学进展以及伦理和监管问题成为研讨焦点。会议发表了共识,其中没有暂缓或禁止基因组编辑技术用于人类疾病治疗的文字表述。


来源:《中国科学报》

作者:李惠钰

(本文有删节)

延伸阅读:

《清华赵南元教授:基因编辑的伦理爆破》

赵南元教授一直积极参与科学-哲学话题讨论,在公开场合立场鲜明地支持继续基因编辑实验,希望能给读者带来新思路。

节选:

风险有多大?

有人认为这次实验不只是伦理问题,还有技术问题。人类转基因的风险太大,和收益不相匹配,必须等技术进一步发展,做到万无一失,才能做转基因人。否则就是拿被试的人生冒险。不合乎伦理道德。


好的,我们就看看风险到底有多大,有人算过没有?我听到的都说是“未知的风险”,这一未知就大到不可计量了。其实这都是夸张,没那么大。


先讲个小故事。我有个亲戚,是个放射科的医生,有一个女儿。我妈问她怎么不再生个孩子,她说这个工作做久了生不出来了。我当时就明白了,上个世纪五十年代的X光机的结构很简单:X射线管、患者、绿色的荧光屏、医生,四者成直线排列,对面的X射线穿过人体直接打到荧光屏上,医生就到荧光屏面前看肺里有什么,只穿一件薄薄的铅皮围裙,太厚了也扛不动。射线不断照射卵巢,久而久之,遗传突变增加,生育力就没了。(现在的放射科医生在另一个屋里看结果,幸福得多)


我注意到一个现象,开始X射线照射不多,还能生一个,再后就不生了,其间并没有一个过渡阶段,例如生个基因缺陷的孩子。我对此称之为“全或无现象”。当然,个例不表示规律,只是启发。但我们还可以看看比基尼环礁,在强大的原子辐射下,周围不同距离不同剂量的广大范围内,不但没出现哥斯拉,连新的物种都没发现。日本的长崎广岛挨了原子弹,也有人做过大范围研究,未发现原子辐射影响人类遗传的证据。看来“全或无现象”是普遍的。在辐射之下或是死了,或是没事,活着而性状发生变化者鲜见。这正是诱变育种的难点,也是我们为什么说太空育种是伪科学的原因。


为什么会是这样呢?


人的基因可以分为三部分。一部分是垃圾基因,这些基因如果被摧毁或改变,对生物没影响。所以这类基因往往变化多端,人各不同,可以用来做亲子鉴定,也可以做进化时钟,因为他们的经时变化有一定规律。


另一部分是致死基因,这部分基因有一个突变,生物就死了。致死基因往往和发育相关,发育是个串行过程,中间一个环节不工作,个体就停止发育,完蛋了。这种基因变化极慢,有的甚至亿万年不变,生物个体之间的差别也很小甚至没有。


第三种是性状基因,被改变了物种也不会死,但是性状会变。育种主要就靠这种基因,但是与前两种相比其数量要少得多。所以在基因组受到随机突变的无差别攻击时,性状不变或者死掉的概率远大于性状改变的概率。这就是“全或无现象”的来由。


我们再看看本次基因编辑事件。人们最担心的问题是基因编辑发生脱靶现象,但基于前面这个模型,可以发现脱靶造成可怕后果的概率是微乎其微的。因为脱靶对基因组的影响相当于极小剂量的一次射线照射,引起的突变率可能比人类基因自然突变率还要小,主要影响垃圾基因,风险也就淹没在背景噪声之中了。就算失败,从“全或无现象”的案例看,也无非是生不出来而已。

中科院姜韬:基因编辑的红线,是不能设计“超人”

清华大学赵南元教授


有人不依不饶,说风险小也不行,我就要万无一失。那也不难办到,听说过无创DNA检测吗?可以在出生前作胎儿基因检查,抽血作全基因组测序。所以,更前置的方法是从分裂成多个细胞的囊胚中取一个细胞,做全基因组测序,没脱靶的话把囊胚放子宫里去。如果不方便,就干脆在一分为二时分开,各自发育,其中一个胚胎作为全基因测序用,测试没问题再把另一个植入子宫即可。总之方法很多,内行肯定有比上述所言更好的方法。


发展拦不住


有人认为这次编辑防艾滋病基因,实在收益太小风险太大,所以不该做。我的回答是,这个要看被试者的想法。因为下次别人要编辑的未必是这个基因,可能是单基因遗传病患者求治疗。编辑一个基因的收益和风险如何评估,归根结底还得听客户的——每个人都有自己的价值观和判断力,伦理学家无权越俎代庖。


从这次的实践来看,编辑成活两个,有一个脱靶,正好可以验证我上面的说法。很有些人为露露和娜娜捏一把汗,大可不必,毕竟天然的受精卵着床率也不过50%,流产的也不少,普通的试管婴儿成功率也不太高,基因编辑做到这个成绩相当不错了。到出生后再出问题的概率比胚胎期小多了。


只要扫清了伪伦理,前途无量。

《赵南元:继续支持人体转基因》

节选:

钱钟书有一段名言:

“世界上的大罪恶,大残忍——没有比残忍更大的罪恶了——大多是真有道德理想的人干的。没有道德的人犯罪,自己明白是罪;真有道德的人害了人,他还觉得是道德应有的代价。上帝要惩罚人类,有时来一个荒年,有时来一次瘟疫或战争,有时产生一个道德家,抱有高尚得一般人实现不了的理想,伴随着和他的理想成正比例的自信心和煽动力,融合成不自觉的骄傲。”


事实上,虽然“科学是个双刃剑”是很多的口头禅,但是弗兰肯斯坦只出现在文学作品中,古往今来现实生活中并未出现过这样的科学怪人,而错误的伦理道德给人类带来浩劫的实例却比比皆是。


为什么会这样呢?


首先,科学界有能力分清对错。由于科学界内部有统一的价值观,所以通过争论可以对相互竞争的不同理论分清优劣,淘汰掉不好的,推广好的,取得认识的进步。其次,科学界很容易区分科学和伪科学,能够及时把似是而非的伪科学理论清扫出去。反之,人文学科缺乏价值观方面的基本共识,所以也不可能像科学界那样靠学术争论分出理论的高下。法西斯主义、军国主义、宗教极端思想不是靠辩论消灭的,都只能靠武力才能消灭,甚至要动用核武器,这就是马克思所说的“批判的武器不能代替武器的批判。”伦理学也属于人文社科,自然也没有自我分辨真伦理和伪伦理的能力。


行文至此,为避免误读,还得插入一点名词解释。前面有“坏人文”和“伪伦理”的说法,因为人文指的是人类文化,文化包罗万象,除了基因里带的本能都是文化,所以只有坏人文,没有伪人文。而伪伦理这个说法是存在的。伦理道德原本是指对人类社会有益的一些规则,对于有些号称伦理道德,实际上却对人类社会有害的规则,我称之为“伪伦理”。如果称之为坏伦理,就与伦理的本意相矛盾了,像“科学迷信”一样成了自相矛盾的词汇。


严格说伦理和道德是不同的,道德往往指具体的规则条款,而伦理学则研究这些规则成立的理由,是不同层次的说法。但是在使用这些词汇时往往会将二者混同,此处随俗。


观网网友批评我是“伦理虚无论”,看文中的意思是否定一切伦理道德,这当然是严重的误读。拙文只否定了禁止转基因人这一条规则,并未否定一切伦理道德。有人看到某些伦理条文被质疑,就从短袖联想到私生子,想到社会道德崩溃,就要跳起来把质疑者一棍子打死,这是大多数人的默认配置,是有利于社会秩序的习惯。

中科院姜韬:基因编辑的红线,是不能设计“超人”

科技将帮助未来的人类都是这样的健硕


但是这种一见到伦理光环纳头便拜的态度,也蕴藏着巨大的风险,须知道德家能够制造人间浩劫,靠的就是这样的群众基础。遗憾的是,即使在伦理学界,能够识别和批判伪伦理的也十分罕见,与科学界经常批判伪科学形成鲜明对比——虽然世间流传的伪伦理比伪科学只多不少。改变这种不正常现象任重道远,有待加倍努力。


以下仅限科学伦理举几个例子,看看我支持和反对的伦理准则:

真伦理

1. 禁止抄袭剽窃。

2. 禁止伪造或篡改实验数据。

3. 人类被试知情同意原则。


伪伦理

1. 禁止克隆人。

2. 禁止转基因人。

3,必须力求减少实验动物的痛苦。

《有了基本编辑技术,人类有望解决儿童自闭症难题》

节选:

新的基因编辑技术——CRISPR-Gold 技术减轻小鼠自闭症症状

美国一个研究小组25日在《自然·生物医学工程》杂志线上版发表研究报告称,他们利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,成功减轻了患有脆性X综合征(FXS)的小鼠的自闭症症状。FXS是目前已知的最常见的自闭症谱系障碍的单基因病因。

研究人员使用的基因编辑技术称为CRISPR-Gold,由加州大学伯克利分校生物工程学教授尼伦·默西开发。该技术使用金纳米粒子作为载体,将Cas9蛋白导入人体。去年,默西和他的同事证明,CRISPR-Gold可以将Cas9蛋白导入肌肉细胞,并用正常基因取代突变基因,从而提高杜氏肌营养不良症小鼠的力量。而此次新研究则表明,CRISPR-Gold可以将Cas9蛋白递送至大脑,编辑神经递质受体的基因。

在小鼠实验中,研究人员将金纳米粒子注入患FXS小鼠大脑的纹状体中,纳米粒子所携带的Cas9蛋白会靶向参与神经元间通信的兴奋性受体——代谢型谷氨酸受体5(mGluR5),通过编辑mGluR5的基因,就能够抑制细胞间的夸大信号并减少FXS小鼠的重复行为。

自闭症谱系障碍有多种病因,其中就包括多种基因突变,而像FXS这样的单基因疾病则是探索自闭症病因和潜在治疗方法的一个有效途径。研究人员指出,夸张的重复性行为是自闭症谱系障碍的常见特征,因此FXS小鼠模型中这些行为的有效减少表明,CRISPR-Gold技术在其他类型的自闭症治疗中也具有潜在的应用价值。

同时,这一新研究也证明,Cas9蛋白可以被运送到大脑中去敲除一个基因,并具有治疗作用,这为治疗阿片类药物成瘾、神经性疼痛、精神分裂症和癫痫等病症打开了大门。

支持基因编辑技术尽快应用,未来这种技术将彻底解决儿童自闭症难题。

《基因编辑婴儿是历史趋势还是偶然事件?》

节选:

讨论在人体上实现基因编辑、并使这种编辑可传递给后代,大体上存在三种观点:

(1)可以做,并且当前存在的风险值得一冒;

(2)不可以做,但在当前的风险解决或者清楚之后可以再讨论(实际上,这种观点基本上是倾向于最终可以做的);

(3)不可以做,即使解决了技术风险也不能允许。

《清华著名教授:基因编辑婴儿技术,应尽快突破伦理约束》

节选:

为什么有那么多的学者坚持这种伪伦理呢?很简单,他们要在外国杂志上发论文,必须通过对方的伦理审查,如果他们不及时表态划清界限,恐怕将来会被老贺连累。所以必须发表声明,表示我和老贺不一样,我是拥护宗教伦理的。

《若无任何转基因:基因编辑作物在中国该如何监管》

节选:

早在2011年,欧盟便有了一系列新育种技术的监管讨论,还召开了一次国际研讨会,对定点基因组编辑技术做了几种分类,给出了监管建议。然而,欧盟的迅速反应并没有扭转局势,几年下来,甚至连基因编辑技术的研究都受到了影响,更遑论应用。

“在欧洲,我们去介绍的时候,科研人员还不习惯使用这一新技术,在欧洲相对比较保守。在中国,我们的植物基因组编辑研究在国际上还是领先的,并且得到了快速、广泛的应用。”邱金龙说。数据显示,从2007年到2011年,35%的基因编辑的科学出版来自欧洲,但之后被美国超过,有评论认为,这或许是得益于美国对于技术创新更加开放和宽容的环境。

中科院姜韬:基因编辑的红线,是不能设计“超人”

基因编辑

Gregory Conko等人认为,与欧盟相比,美国对待基因工程技术的态度相对要宽松。美国食药监局一直把重组DNA技术获得的食物和饲料与传统育种技术所获得的产品对等,集中评价其产品,通过非正式的咨询考虑其组分的等同性、毒性、过敏性、抗营养等方面。美国环保署集中考虑抗虫特性,关注“植物杀虫剂”——也就是表达的抗虫蛋白对环境的影响。而作为框架领头的监管机构,美国农业部发明了“植物害虫”(Plant pest)一词,关注在基因工程作物的创制过程中,是否用到了植物病原体。对于新兴的植物编辑技术,目前,白宫命令农业部,食药局,环保署更新其生物技术监管的协调框架来应对新技术的变革,与此同时广泛收集民众的意见。

传统育种已经无法满足不断增长的食物需求和气候变化等环境挑战。如果还是通过发现自然的变异后杂交育种,甚至加上60年前发展的诱变育种,作物改良也将不可持续。“传统的杂交育种,假设很幸运能找到一个抗病植株,但一般它产量不高,那就需要和产量高的进行杂交,假设能够杂交,还要经过多代的优化分离,一般要至少十年以上。”邱金龙说。

《基因编辑婴儿有早逝风险?最近相关论文撤稿,新闻报道也撤销了》

节选:

论文提到,中国科学家贺建奎通过基因编辑技术使得胚胎的一个基因发生突变,该突变在抵抗艾滋病毒的同时,也令基因编辑的婴儿死亡风险升高。

最近,该论文与介绍该研究的新闻报道一同被撤稿。撤稿前,论文已被引用17次,新闻内容则被引用了2次。

为何会撤稿呢?

我们先看看这一论文的内容。研究者通过英国生物样本库(UK Biobank)40多万名英国血统个人的基因分类和死亡登记信息,以研究 CCR5-Δ32突变对寿命的影响。CCR5-Δ32正是贺建奎基因编辑婴儿所改变的基因。他们将数据库中年龄达到76岁的群体的生存概率进行比较,发现 CCR5-Δ32 突变基因型的死亡率比其他基因型高出约21%。[1]

然而,根据《自然》杂志新闻团队的最新报道,英国布里斯托大学流行病学家肖恩·哈里森(Sean Harrison)分析了基因组附近的遗传变异,发现无法得出相同结果。

随后,哈佛医学院遗传学家大卫·赖希(David Reich)及其团队发现尼尔森和魏新竹的方法低估了英国生物样本库中携带两个CCR5-Δ32突变的人数。具体来说,论文作者识别具有CCR5-Δ32突变的个体的方式有误。[2]

中科院姜韬:基因编辑的红线,是不能设计“超人”

(论文和新闻报道一同被撤稿)

10月8日,《自然·医学》正式撤销该研究并发布声明,称论文作者通过跟赖希及其同事交流后,了解到英国生物样本库基础数据中存在基因数据偏倚,有人为的技术处理,由此可能导致论文的主要结论无效,于是论文作者主动提出撤稿。[3]

论文作者尼尔森表示,“有些检查我们可以做、应该做,但却没有做。我们漏掉了存在基因分型的事实。”

《基因决定婚姻?以后结婚,是不是要先去测个基因?》

节选:

一、研究的结论是:在选择配偶时,人们会优先选择远亲

这个研究发表于2017年,属于流行病学调查,只不过调查的不是疾病,而是结婚的状况。

调查的对象,是美国一个叫做Framingham小镇上的白人夫妻。二战之后,美国选择了这个具有人口代表性的小镇,开展了一个有名的心脏流行病研究,希望通过长期的随访,找出导致心血管疾病的一些原因。从1948年开始,这个小镇上的居民就开始参加调查,到如今参加者已经累计有三代人。

因为收集了不少数据,到后来研究的范围也就不再限制于心脏病。这个发表于2017年的研究,显然就跟心脏病并没有什么关系。

具体怎么研究呢?首先是找到没有血缘关系的夫妻,也就是先排除近亲结婚的情况,然后通过基因测序,找到跟远亲血缘有关的基因,再判断这些夫妻的祖上是否有血缘关系。研究结果是得到了肯定的答案,也就是这些来自欧洲的白人“在寻找配偶时会优先选择来自同一血统的对象”。

用通俗易懂的说法,就是在选择配偶时,人们会优先选择远亲。

《“科学主义”是一顶用谎言编织的帽子》

节选:

“文化人”的谎言之一是,“科学主义”主张“科学万能论”,认为“科学能够解决一切问题”。这是个彻头彻尾的谎言。无论是主张“科学主义”的哲学家,还是广大的科技工作者,没有人认为“科学能够解决一切问题”。科学讲究实事求是,知之为知之,不知为不知,只告诉我们能解决哪些问题,以及怎样解决它。而且科学还告诉我们什么是不可能的,例如能量守恒定律告诉我们发明永动机是不可能的。科学的“摆事实,讲道理”的原则,在科学领域之外当然也有应用的可能,在非科学领域应用各种科学方法有很多成功的先例,即使有暂时不成功的例子,继续朝这个方向努力仍然是值得的。

(本文不代表“怀疑探索者”的观点)

编辑:怀疑探索者

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页面更新:2024-04-16

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