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從“生命解碼”到“基因編輯” “完美人類”會誕生嗎

黃  堃  楊  駿  林小春

2016年08月08日08:55  來源:健康報網
 
原標題:“完美人類”會誕生嗎

  健康、聰明、美麗……這些人人向往的優良品質,能夠完美集成在一個人身上嗎?在生命之初的胚胎階段,基因編輯技術的運用,能夠完善基因的表達和功能,減少先天性疾病、顯現優質性狀,甚至“完美人類”的誕生都有可能。

  一些科學家希望通過研究,在未來10年內合成一個完整的人類基因組。當然,涉及人類基因的研究必須經歷嚴格的倫理審視。基因編輯技術目前不能逾越紅線,用來制造“完美人類”。

  新一輪方興未艾的基因研究浪潮中,涌現不少中國面孔,中國“基因剪刀手”正在集體崛起。

  人類將編寫“生命天書”

  “基因剪刀”的正式學術名稱是基因編輯技術。

  脫氧核糖核酸(DNA)是重要的遺傳物質,它呈螺旋互繞的雙鏈結構,在DNA鏈條上,一個具有某種功能的片段就是基因。基因編輯技術可以斷開DNA鏈條,對其進行改動,然后重新連上,就像人們寫作時編輯文字那樣。由于對DNA鏈條有剪斷操作,它又被形象地稱為“基因剪刀”。

  基因組常被稱作是“生命天書”。1990年~2003年,美、英、法、德、日、中6國科學家共同實施了“人類基因組計劃”,推動了基因測序技術發展,掌握了閱讀“生命天書”的能力。

  “基因剪刀”的出現,使得科學家們可以編寫“生命天書”。

  今年6月,全球25名基因研究領域的科學家聯名在《科學》雜志上宣布,今年內將啟動“人類基因組編寫計劃”,目標包括在10年內合成一個完整的人類基因組。

  “我們希望更好地了解人類基因組,并推動基因編輯和合成技術的發展。”30歲的中國學者楊璐菡說。她是“人類基因組編寫計劃”最年輕的發起人之一,目前在哈佛大學從事基因研究。全球最流行的“基因剪刀”是2013年興起的CRISPR-Cas9技術,主要發明者之一是美籍華人科學家張峰。

  中國基因研究從追隨到領先

  今年8月,中國科學家將在全球首次利用CRISPR-Cas9技術進行人體臨床試驗。四川大學華西醫院盧鈾教授領導的團隊將用這一技術改造免疫細胞,并注射病人體內,以治療非小細胞肺癌。

  在全球首次運用“基因剪刀”修改人類胚胎基因的,也是一位年輕的中國科學家。2015年,中山大學黃軍就利用這一技術修改人類胚胎中可能導致β型地中海貧血的基因。黃軍就也因此被《自然》雜志列入全球十大科技人物。

  另一位因為運用“基因剪刀”而獲得《自然》雜志獎項的中國科學家是高彩霞。她是中國科學院遺傳與發育生物學研究所的植物生物學家,她與實驗室同事在全球率先在農作物,特別是小麥和水稻上成功使用了這項簡潔的革命性基因編輯技術。

  以“人類基因組計劃”為代表的上一輪基因研究浪潮中,中國科學家處于追隨的位置。這是因為主要基因測序工具都是國外科學家發明的,而中國科學家承擔的工作量只占整個計劃的百分之一。

  “中國在基因編輯領域的發展,與分子生物學的學科發展密切有關,也離不開國家科研投入的增長。”北京大學理學部主任、生物學家饒毅說,“我國從上世紀80年代開始引進分子生物學技術,打下了較好的學科基礎。新一輪高峰到來時,中國很容易跟上學習、應用,一些用心的科研人員做出國際一流的成果也不足為奇。”

  生命完善的新藍圖和新倫理

  “基因剪刀手”們將把我們帶向何處?未來的生活會有多大改變?這也是普通百姓關心的實際問題。

  目前,全球具有器官移植需求的病人不在少數,而捐獻的器官數量有限。異種器官移植也被“人類基因組編寫計劃”列為6個先導項目之一。

  科學家正在研究如何用豬培育可供移植的器官。目前的技術障礙之一是豬體內存在一些有害基因,可能給人類帶來新的疾病。2015年,楊璐菡等科學家使用基因編輯技術,去除了豬基因組中62個有害基因,掃清了豬器官用于人體移植的一大障礙。

  “通過編輯基因組更好地了解生命密碼,指導預防、治療疾病。”楊璐菡說。

  從遠期來看,基因編輯技術可能開啟一個現在無法想象的全新世界。最典型、也是最受質疑的就是關于創造生命或創造人類的問題。

  “人類基因組編寫計劃”的目標之一是合成一個完整人類基因組。人類基因組有約30億個堿基對,合成難度很大。

  需要說明的是,“人類基因組編寫計劃”只是提出合成人類基因組,并不涉及胚胎,沒有提議在基因組基礎上制造“無父母嬰兒”。盡管如此,仍然多有倫理方面的質疑。涉及人類基因的研究必然要經歷嚴格的倫理審視。

  2015年年底,中、美、英等多國科學家和倫理學家在華盛頓舉行人類基因編輯國際峰會。會后聲明劃出的紅線是,禁止出于生殖目的而使用基因編輯技術改變人類胚胎或生殖細胞。這意味著,用“基因剪刀”幫助治病可以,但不能用它來制造完美的下一代。

  人類基因編輯國際峰會的參與者也達成共識,認為“對生殖細胞編輯的臨床使用應定期評估”。

  “基因革命有兩波熱潮,第一個浪潮是讀基因,也就是基因測序;第二波是編輯基因組,從科技發展的角度來說,‘基因剪刀’只是基因修改技術的開始,在工具的性能和應用上還有很大想象空間。”楊璐菡說。

(責編:權娟、許心怡)

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