基因编辑婴儿事件,仍处于舆论的暴风圈。
就在第二届人类基因组编辑峰会召开的前夕(11月26日),南方科技大学的生物学家贺建奎就宣布这个大新闻。
一对基因编辑双胞胎婴儿——露露和娜娜于今年11月在中国诞生。
这是历史的一刻,这两位女婴正是世界上首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿。
今日(11月28日),贺建奎出席第二届人类基因组编辑峰会现场
通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,她们在胚胎期间就被敲除了基因CCR5。这使她们获得了天然抵抗艾滋病的能力。
只是这项所谓的成果,并未以论文形式正式发表,也未有领域内其他专家审核。
消息一出,当天就已有位科学家发表了联合声明。现在全球已经有数不清的科学家,强烈谴责其未经严格安全伦理性审查即开展胚胎基因编辑。
那么,对于两位女婴而言,她们被敲除的基因位点CCR5是什么来头?
我们先从一位特殊的“柏林病人”——蒂莫西·雷·布朗(TimothyRayBrown)说起。
他正是世界上首位被治愈的艾滋病人。
很少有病人能像这位“柏林病人”那么倒霉,他同时患上了艾滋病和白血病,祸不单行。
然而,更没有谁比“柏林病人”幸运。即便身患两种绝症,现如今他却是一个完全的健康人。
蒂莫西·雷·布朗
年,蒂莫西·雷·布朗出生于美国华盛顿州。
成年后他便来到德国柏林读书,所以在艾滋病治疗界他也被称为“柏林病人”。
在青年时期,他就已经公开出柜,并交过几任男朋友。
但年,前任就告诉他自己被查出了HIV阳性,建议他尽快去检查。
如你所料,蒂莫西未能幸免,也被检测出了HIV阳性。
得知结果的那一刻,他感觉整个世界都崩塌了。
而且很快,他前任的死讯就传了过来,死亡的阴影一直笼罩着他。
就在这个节骨眼上,蒂莫西遇上了人生第一个运气。
即便艾滋病疫苗的事情还遥遥无期。
但在年,美籍华人何大一始创的“鸡尾酒疗法”,就让艾滋病变成了“可控疾病”。
何大一
所谓鸡尾酒疗法,就是使用几种或以上的抗病*药物的联合疗法,也叫高效抗逆转录病*治疗(HAART)。
每一种药物针对艾滋病病*繁殖周期的不同环节,从而达到抑制或杀灭艾滋病病*的效果。
鸡尾酒疗法未出现前,“艾滋病发病后2年内死亡率接近百分之百”是常态。
但现在只需积极配合治疗,病人亦能拥有与正常人相差无几的寿命。
美国NVSS报告现实:正常人平均寿命79岁、接受药物治疗的艾滋病患者平均寿命71岁、而不接受治疗的20岁艾滋病患者平均只能活到32岁
所以从某种程度上来说,蒂莫西的艾滋病还真是会挑时间的。
若早几年发病,可能就注定一命呜呼了。
在鸡尾酒疗法的续命下,蒂莫西几乎没有出现过严重的并发症。
过着普通人的生活,一晃十年就过去了,蒂莫西跨过了千禧年。
如果按照这样的发展,他应该不需要再担心艾滋病的影响了。
然而,命运还在和蒂莫西开玩笑。
骨髓穿刺急性骨髓性白血病患显示出的奥尔小体
屋漏偏逢连夜雨,年蒂莫西还被检查出了另一个绝症——急性骨髓性白血病(Acutemyeloidleukemia,AML)。
白血病是一类与“造血干祖细胞”相关的恶性克隆性疾病,也称为“血癌”。
而急性骨髓性白血病,则是白血病中比较严重的一种。
一旦确诊,若不积极治疗平均存活时间只有几个月。
而在积极治疗的情况下,以美国为例其五年存活率也仅为40%。
这对蒂莫西来说简直是晴天霹雳。
天降两种世纪绝症,让他对治愈不敢抱有幻想,他已经为自己最后的时光做好了打算。
修特医生与蒂莫西
但天无绝人之路,遇上修特医生(GeroHütter)正是蒂莫西最大的幸运。
在经历了四轮的化疗后,蒂莫西的病情虽得到了缓解,但也很快复发,体内白细胞依然疯狂生长。
最终在特修医生的建议下,他只能选择那个风险巨大的治疗方式——骨髓移植。
如果手术成功,患者的造血功能和免疫功能将会得到重建,达到治疗目标。
但蒂莫西也要面对高达50%的失败风险,如果失败病人很快就会死于并发症。
虽然修特是一位血液科医生,主攻白血病。
但在十多年前,他曾在一篇论文种得知,自然界存在着一种基因变异,可使个体具有天然的“HIV豁免”能力。
在上个世纪末科学家就已经发现,这种罕见的突变基因CCR5△32在欧洲人频率约为10%。
现阶段科学家猜测,CCR5△32的出现与欧洲大规模的黑死病有关
HIV之所以能摧毁人体免疫系统,主要是因为它们能攻击一种十分重要的免疫细胞——CD4T淋巴细胞。
绝大多数的HIV,必须依然利用CD4T淋巴细胞表面的一种天然分子路标,才能顺利入侵。
而这种分子路标,便主要由CCR5基因编译的CCR5蛋白*。
注:而极少部分HIV病*可由另一种蛋白CXCR4侵入。
而CCR5△32,就是编码CCR5蛋白受体的基因发生的一个微小变异——丢失了32个碱基对。
所以CCR5△32的出现,会导致CCR5蛋白的缺失,从而使个体拥有对大部分艾滋病**株的天然免疫力。
目前研究认为,CCR5△32包括纯合子和杂合子两种。
纯合子指CCR5基因的两个基因位点都发生了突变,这将意味着该个体对HIV免疫(但并非完全免疫,有的HIV*株不以CCR5位通道,但已属极其罕见的范畴)。
而杂合子则只有一个基因位点发生突变,虽然仍会感染HIV病*,但其疾病也能得到缓解。
当初,正是因为一些青年发现自己跟艾滋病感染者发生了多次零保护性行为,但仍未被传染。
所以科学家顺藤摸瓜,才发现了这种镶嵌在基因中的“天然疫苗”。
在欧洲人种中,杂合子的比例可高达14%,而纯合子比例仅为1%。
回到柏林病人身上,当时已有个人的血液样本能与他配对成功,骨髓移植已提上日程。
已经是了不得的供体数了,有些人终其一生都难觅一人配对成功。
所以特修医生灵机一动,决定大胆一试——他想在其中寻找一个携有CCR5△32基因的样本。
如果手术成功,蒂莫西可以同时治愈白血病和HIV;
若效果不尽如人意HIV还留在体内,但至少白血病能治好,也不亏。
当然,CCR5△32的出现也有隐患。
因为与免疫细胞功能相关,所以可能增加了一些其他病*的感染风险(例如西尼罗病*、流感病*)。
但相比于现在的艾滋病缠身,这些潜在风险显然不值得一提。
在一系列的试验下,特修医生终于找到了那个合适的血液样本。
年2月6日,蒂莫西就接受了第一次骨髓移植。
这次手术效果是出乎意料的好,术后蒂莫西也恢复得很好。
尽管停掉了抗病*药物,但他体内各类组织均未检测到HIV。
到年2月,蒂莫西则接受了第二次骨髓移植,因为还未能将白血病赶尽杀绝。
虽然这第二次移植恢复的过程艰辛,在这期间他的身体变得十分虚弱,记忆衰退,几乎瘫痪*。
但蒂莫西,总算挺过了这个劫难。
两次骨髓移植后,蒂莫西仿佛获得了第二条生命。
即便不用药,蒂莫西体内持续呈HIV阴性,CD4T细胞也回到了正常水平。
从那时起,蒂莫西就过上了健康的生活,到现在已经是他治愈的第十个年头。
*注:后来查明第二次骨髓移植后出现的症状,其实属于“医疗事故”范畴。在做活检时他的脑膜被撕裂,脑组织受损。
现阶段蒂莫西已建立已自己名字命名的基金会,致力于寻找HIV治愈疗法
但很遗憾的是,“柏林病人”的案例并不具有可复制性。
因为运用骨髓移植来治愈艾滋病的想法,可能并不实际。
我们常说要注意权衡风险与收益,骨髓移植治疗艾滋带来的风险是巨大的,远不能抵消掉其带来的受益。
并非每一个人都能像蒂莫西一样,接受两次骨髓移植还能平安无事。
对于艾滋病人,现阶段已经有药物可以长期控制病情,任谁也不会为了潜在的治愈而承担高达50%的死亡风险。
灰色竖线的位置为年鸡尾酒疗法诞生,艾滋病患者与其死亡人数快速下降
当然,也有不少科学家尝试着去复制“柏林病人”的成功。
只是很可惜,几年过去了仍没有如愿。人们甚至还未彻底搞清楚到底是治疗中的哪一步发挥了作用。
研究者按照同样的步骤,在六位同时也患有白血病的HIV感染者身上进行了治疗。
但其中有的患者死于白血病,有的则死于干细胞移植并发症,有的则仍显示HIV阳性。
所以从某种程度上来说,蒂莫西的功能性治愈,就好比中了特等奖。
而且本来骨髓移植就难配对,拥有CCR5△32基因的人群所占比例就更低了,这注定让CCR5△32干细胞移植更难走进寻常百姓家。
不过,这个传奇的案例也给了艾滋病治疗不少启发,CCR5可能是艾滋病治疗的理想靶点。
显然,现在仍处于“风暴眼”的基因编辑婴儿事件,就是受到CCR5△32基因的启发。
干细胞移植成奢侈,何不采用基因编辑技术完成这一过程?
就是有了这一设想,南方医科大学的贺建奎才选择通过CRISPR/Cas9敲除两位女婴的CCR5基因。
虽然,有此类想法的不止是贺建奎。但现阶段针对CCR5基因靶点,仍是基于体细胞的编辑。
在这之前,美国圣加蒙公司就通过基因编辑技术,人为地破坏掉了艾滋病人体内的CCR5基因。
具体操作是,病人的自体干细胞经过ZFNs(锌指核酸酶技术)修饰成CCR5缺陷,再回输病人体内。
结果确实发现了,这些病人体内的病*水平明显降低,证明该疗法具有疗效。
此外,对于许多基因遗传病,利用基因编辑技术也可以修复致病基因,达到治疗效果。
因此基因编辑治疗,还是很有前景的。
但这并不代表基因编辑婴儿就是可行的,基因编辑用于体细胞与生殖细胞是完全不同的概念。
对人类配子和早期胚胎的任何基因修饰,都可能影响到婴儿今后的生活。
考虑到伦理问题,早在年美国就提出了胚胎研究的14天准则。
因为受精卵形成14天后,即达到了生物学中对个体的定义,所以用于研究培育的人类胚胎不得超过14天。
随后世界各国,也先后将此规定纳入胚胎研究条例。
而我国科技部、卫生部印发的《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》也有此项规定。
然而,现在两个基因编辑女婴已呱呱坠地,贺建奎是选择性无视了这些条例。
14天准则世界地图
从某种程度来说,贺建奎的实验思路与打疫苗差不多。
都是通过某种技术,让人在还没有接触某些病原体前,就已经具备对它的抵抗力。
但即便能对艾滋病*完全免疫,也不值得去修改一个未出生胎儿的正常基因。
艾滋病感染是后天行为导致的,它本身就是可以通过各种手段措施避免的小概率事件。
而且根据美联社的报道,实验中的受精卵母亲根本没有艾滋病,而父亲则是HIV携带者。
在这种情况下,母亲只需在孕期做好防护措施,婴儿是可以达到%地不受HIV感染的。
也就是说只要父母亲想,他们孩子免受艾滋病感染的风险是完全可控的。
所以,通过基因编辑让婴儿获得天然免疫力的收益是微乎其微的。
它并不像前面提到的“柏林病人”和“基因编辑治疗艾滋病患”那样收益远大于风险。
此外,这两位婴儿为此付出的风险代价倒不小。
目前被广泛研究和应用的CRISPR/Cas9基因编辑技术虽然精确度已经很高,但仍然会有许多风险。
而这项技术中还是难以避免出现“脱靶”效应。简单来说,这可能会破坏人体原本正常的基因,导致难以预估的遗传病风险。
事实上,根据已知报道,这两位基因编辑婴儿,其中一位并未完全编辑成功。
在贺建奎的前期实验结果,他并没能同时敲掉CCR5的两个等位基因。
因此CCR5基因并非完全失活,拥有一份该基因的婴儿仍有可能感染HIV。
这也意味着,其中一位婴儿甚至连这最小的收益都没有获得。
相反的,前面在柏林病人的案例中已提到过CCR5基因缺陷的个体,天生对某些病*抵抗力差。
所以贺建奎的团队更没必要为了一个可控的小概率感染,而让一个正常基因失效。
这种人体实验是反伦理的,极其不人道的,遭到全球科学家的反对,也不是没有道理的。技术本没有对错,还是得看操控这项技术的人。
*参考资料
夏安.为什么“柏林病人”的艾滋病能够治愈?.优艾.
黑死病的遗产:十分之一欧洲人天生抵抗艾滋[J].南方周末
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王翠平.人胚胎基因编辑治疗的伦理分析——以CRISPR/Cas9技术为例[J].自然辩证法通讯,,40(11)
InsooHyun,AmyWilkersonJosephineJohnston.Embryologypolicy:Revisitthe14-dayrule[J].nature..05.04
作者系网易新闻·网易号“各有态度”签约作者
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