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人类胚胎基因编辑的安全性尚待解决

在解决好以下的安全性问题之前,进行人类生殖目的的基因编辑是不负责任的

人类胚胎基因编辑的安全性 记伯克利基因编辑研讨会

2017年2月初,大年初三。在美国加州大学伯克利分校,由CRIPSR基因编辑发明人 Jennifer Doudna,George Church 等人组织了一次闭门研讨会,国际知名基因编辑专家,社会学家,伦理专家和政府代表共19名参加,其中包括我国著名干细胞学者裴端卿教授。我也有幸参加了本次闭门会议。

整个会议两天的讨论,是对外不开放的,并且每一个专家的发言和观点是保密的。每个专家的报告时间15分钟,针对每个报告的讨论时间则长达45分钟。很多尖锐的问题,引发了现场激烈的争辩,火药味十足。

我做了一个题为“人类胚胎基因编辑安全性”的报告。恰逢上周美国科学院发布了关于为人类基因编辑开黄灯的声明。因此我将我报告的观点总结如下,以期望学术界和伦理社会人士能够公开透明地讨论。

 

基因编辑是一项革命性的技术,未来将有可能帮人类大规模消除疾病,提高健康水平和延长寿命。但是,目前用于人类生殖目的基因编辑尚未解决科学上的安全性问题,尤其是脱靶和嵌合体。在解决好以下的安全性问题之前,进行人类生殖目的的基因编辑是不负责任的:
 

安全性问题之一:动物模型和细胞系

任何计划编辑的基因,都需要经过模式动物的早期实验摸索。人类的近亲-猴子是最佳的模式动物。科学家需要采用多种方法来综合评估执行过基因编辑的猴子的健康状态、生理状态及其神经行为,以找出由于基因组编辑而导致的任何相关疾病。

同时,我们也呼吁,体外培养的人类早期胚胎在遵守现有的14天规则以外,其经过基因编辑后的安全性也是急需验证的;同时也需要对来源于编辑胚胎的人类多能干细胞进行安全性评估,以此来检测编辑胚胎(与未编辑的胚胎相比)分化后或其衍生物是否存在异常。
 

安全问题之二:脱靶

早期报道,在癌细胞中使用CRISPR-Cas9基因组编辑后诱导了显着的脱靶效应;然而,在人类iPS和小鼠胚胎干细胞的后续研究仅能检测到低水平脱靶事件。现在有多种方法来改善脱靶效应,例如选择高保真CAS9蛋白和选择最佳sgRNA。对于人类胚胎基因组编辑,必须发展一个可靠的质量控制流程,很少或没有脱靶的人类胚胎才能成为可能。据我们所知,全基因组扩增和全基因组二代测序是检测脱靶的最佳方法。如果检测到脱靶,则应该开发生物信息学方法以确定脱靶是否是有害的。
 

安全问题之三:嵌合体

在Cas9编辑的小鼠和猴模型中,嵌合体已广泛报道。执行胚胎基因组编辑时,通常选择1细胞期合子时注射Cas9和sgRNA,然而编辑事件通常发生在1细胞期合子后,导致嵌合发生。嵌合体本身对发育中的胚胎和个体及其后代的健康的影响需要进一步研究,但是目前而言,必须开发更好的技术以减少嵌合体发生的比例。
 

安全问题之四:胚胎发育

Cas9核酸酶和sgRNA如何影响胚胎发育? Cas9的核酸内切酶活性是否对胚胎产生毒性?这些问题都需要科学家在分子水平或其功能水平进行详尽的研究。
 

安全问题之五:多代效应

我们需要使用动物模型研究基因编辑对多代的影响,探究基因组编辑产生的后裔是否健康、正常。
 

结论

我认为,以上问题是人类胚胎基因组编辑的重要安全问题。CRISPR-Cas9是一种新技术,我们需要更多深入的研究和了解。不论是从科学还是社会伦理的角度考虑,没有解决这些重要的安全问题之前,任何执行生殖细胞系编辑或制造基因编辑的人类的行为是极其不负责任的。

本文由医麦客转载,参考出处:科学网,作者:贺建奎 。

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