来自 科技中心 2020-03-19 17:47 的文章
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【篮球世界杯冠军竞猜】科技最前沿:“订制婴

三亲胚胎算不算“设计婴儿” 专家激辩处临床使用边缘的线粒体替换技术

科技最前沿

在英国,我们对转基因作物尚且存在很大担忧,但我们竟然鲁莽地推动一项有关‘转基因婴儿’的运动。

英国首相卡梅隆的第一个孩子在6岁时因为先天性神经性疾病去世,这可能促使他在今年2月3日英国下议院的一次投票中投了支持票。而最终,这项投票的结果是利用一父两母三人基因共同育子的新技术获得通过。如果英国上议院在将来也为这项技术开了绿灯,将有可能大大降低新生儿罹患先天性疾病的概率。

在我看来,这绝不是一场灾难。此外,这也不是‘设计婴儿’。我们正在做的事情,旨在预防严重的、危及生命的致残疾病。

抛弃有缺陷的线粒体

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按照英国人类受孕与胚胎学管理局的数据,全球每200名婴儿中,就有一人会受到母亲线粒体基因影响。每6500名婴儿中便有一名会因线粒体基因缺陷患上严重疾病。

图片来源:Vasava

一个看上去非常健康的母亲也有可能生下一个患有先天性疾病的婴儿,此中的作祟者很有可能是母亲卵子中具有缺陷的线粒体。如果想规避婴儿患病的风险,只有将这些患病的线粒体替换成为健康的线粒体。因此,这项被称为线粒体替代法的技术在2009年于英国诞生。

英国纽卡斯尔大学神经学家Douglass Turnbull经常遇到很多患有无法治愈的致命性疾病的患者。但当遇到Sharon Bernardi及其儿子Edward时,Turnbull感到了从未有过的无助。

用一位女性的健康线粒体替代这位母亲的患病线粒体,技术上的操作就是提取这位母亲的细胞核,注入到另一位女性已经被抽空细胞核的卵子中,再进行人工授精,得到一个健康的受精卵。中国农业科学院生物技术研究所研究员王志兴说。如此一来,这位新生婴儿就有了一位父亲,两位母亲。

Bernardi的前3个孩子在刚出生时就夭折了,死因是血管里积累的一种令医生费解的酸。因此,当Edward将健康长大时,Bernardi感到非常欣慰。Bernardi回忆道:“他完成了一系列里程碑式的事件:他能坐,能爬,14个月时就学会了走路。”但当Edward两岁时,他走几步路后就容易摔倒,最后发展为严重癫痫。1994年,Edward 4岁,他被诊断为利氏病,这是一种影响中枢神经系统发育的线粒体病。医生告诉Bernardi,如果她的儿子能活到15岁,就将是一个巨大的奇迹。

为何不用担心父亲精子中的线粒体?这是因为精子中的线粒体在受精后已经变得非常少,不会对受精卵的健康构成影响。线粒体基因组属于母系遗传。

Turnbull回忆起此事时感到很绝望,他说:“不管我们做什么,我们都无法帮助像Bernardi这样的家庭。”这种挫败感激发Turnbull开始研究辅助生殖技术以预防类似利氏病这样的疾病。利氏病的病因是儿童线粒体(细胞中制造能量的结构)突变导致中枢神经系统发生退行性损害。线粒体有自己的基因组——名为线粒体DNA,基因突变将导致诸多综合征。

在所有的真核细胞中,都有不同数量的线粒体。人体细胞中的线粒体就像一根根的香肠,分布在细胞质中。这些香肠也确实是细胞的能量来源,它们是细胞有氧呼吸的主要场所。因此,线粒体被称为细胞的动力工厂。

对于线粒体疾病患者来说,要想拥有一个亲生的健康后代,最好的办法是将发生突变的线粒体核基因取出,并将其与捐赠者健康的卵子相结合。这一过程被称为体外受精。Turnbull和其他研究者已经在小鼠、猴子和人工培养的卵细胞上测试了该技术。现在,他们表示,是开展人体试验的时候了。英国议会决定在今年晚些时候对该提议进行表决;如果得到通过,英国将成为首个允许对未出生婴儿进行基因改造的国家。

线粒体内也包含遗传物质,线粒体DNA,虽然数量大小有限,但其一旦发生突变将会导致很多问题。人类线粒体出现问题会导致线粒体病,线粒体病是一大类遗传代谢病。王志兴说。科学家们已经在线粒体中发现大约700种突变,已知有200多种疾病由线粒体DNA突变引起,受这些突变影响的主要是需要大量能量的器官,包括心脏、骨骼肌和大脑,综合征通常也首先表现在这些部位上。

篮球世界杯冠军竞猜,但一些科学家对该技术的安全性表示担忧,越来越多的积极分子、论理学家、政治家认为,如果该法案通过,将导致一大批“设计婴儿”的出现。毕竟迄今为止,改变物种遗传性状的基因导入仍是伦理道德上的禁忌。由于美国也考虑放行类似的技术,因该美国监管部门和科学家也密切注视着这场发生在英国的辩论。干细胞基金会(一家位于纽约市的非营利性研究机构)科学家Dieter Egli说:“我欣赏英国取得的重要进展。我认为在这方面英国远远走在美国的前面。”

不仅线粒体疾病所导致的遗传疾病非常多而且难以治愈,其本身被发现也很困难,只有繁育了下一代之后才会在婴儿身上体现。因此为了避免新生儿缺陷,产前妈妈的线粒体基因组分析十分必要。而如果线粒体基因组出现问题,抛弃它们,寻找健康的线粒体成为唯一选择。

学界普遍认可的理论提出,线粒体曾是一个独立存在的细菌,之后被“固定”在宿主细胞中,旨在促进细胞生成能量运送分子ATP的能力。因此,每个线粒体都有自己的基因组,但并不是所有基因都在发挥作用——例如人类线粒体基因组就有37个无价值的基因。

线粒体基因不会决定新生儿主要性状

和细胞核中的基因(来自父母双方的染色体)不同,人体的所有线粒体都来于母亲的卵子。和核基因组相比,线粒体基因组较不稳定,发生随机基因突变的概率要高出1000倍。每5000个新生儿中,就有一个患有因线粒体突变而导致的疾病。这种突变会影响大脑和肌肉中消耗能量的细胞。病情的严重程度取决于母亲遗传给孩子缺陷线粒体的数量。

目前线粒体替代法中的技术主要有两种,即主轴移植和原核移植。在英国纽卡斯尔大学科研团队的试验中,使用的是原核移植的方式,在两枚受精卵之间进行,替换掉有先天缺陷的线粒体。

20世纪70年代末,Turnbull首次对粒线体疾病和能量代谢产生兴趣。当时他是神经内科的一名初级医生。英国空军的一名士兵来到Turnbull所在的诊所。这名士兵患上了一种奇怪的病:不管什么时候,只要他向前走,他的肌肉就突然僵硬,迫使他停下。Turnbull怀疑他患上了某种线粒体疾病——尽管他的推测是错误的,但Turnbull对该领域的兴趣愈发浓厚。

而之前王志兴所说的方式就是主轴移植,先替换,再授精。无论哪种方式,最终的结果都是一样的,剔除不健康有缺陷的线粒体DNA,获得健康的受精卵。其实这项技术跟试管婴儿是近亲,稍微有些复杂而已。王志兴说。

Turnbull发现,线粒体疾病的治疗方法非常有限,例如给病人开抗痉挛药防止癫痫发作,而不是找到根本的生物学病因。

这项技术的目的就是通过删除以及添加基因来规避新生儿罹患先天性疾病的风险,但这也遭到了一些伦理学者的反对,他们认为这种订制婴儿的方式改变了人类的繁衍与遗传方式,将会带了一些无法预知的风险与问题。

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