健康 未來風向

美國科學家首次成功更改人類胚胎DNA!!成果較前人更完整、更安全

美國科學家成功以CRISPR/cas9基因編輯技術修改人類胚胎DNA,據報參與測試的胚胎數量更多,結果亦更安全。只是當人類可以做到,又應否這樣做? (Now we could, but should we? )

WHAT:,美國科學家首次成功以CRISPR技術修改人類胚胎DNA

Oregon Health and Science University的科學家Shoukhrat Mitalipov團隊成功以CRISPR技術修改人類胚胎基因,去除當中可能會引起猝死的遺傳性心臟病病毒變異。同時,他們還突破現階段技術限制,成功減少出現「馬賽克現象 Mosaicism」及預期以外(Off-target)的突變。實驗結果已於本週三(8月2日)在學術期刊《Nature》發表。

在美國之前,中國科學家早在2015已在人類胚胎試用CRISPR技術。當時中國廣州孫逸仙大學領先全球,率先在人類胚胎中使用CRISPR技術,但只有少部分含有已修正的基因物質,亦有出現非預期的突變。

「馬賽克現象Mosaicism」便是形容以上狀況,即胚胎細胞並未全數修改成計劃中的DNA,只有部分成功。基因編輯工程中如出現馬賽克或突變,對人類胚胎而言都是危險的。

基因變異,人人變成X-Men?(圖:GIPHY)

Mitalipov團隊用上接近60個體外受精而成的人類胚胎,它們專為實驗而製,「父親」為身上帶有遺傳性病毒變異的男性。不過,這些經基因改造的胚胎沒有機會活下來,因為團隊根本不打算把它們放入子宮——也不可以這樣做。美國國會早已反對將基因改造胚胎孕育成人的提案,所以它們只有數天壽命。要是它們真的繼續成長為胎兒,科學界將面臨更嚴重的道德難題…… 當然,現在已經很多了。 

Shoukhrat Mitalipov本人(圖:MIT Technology Review)

HOW:提早注入——在受精的同時,將CRISPR注入卵子

據報導,Mitalipov團隊提早注入CRISPR的手法能夠成功避免前人遇到的問題。

舊方法中,科學家會在卵子受精後才注入CRISPR-Cas9基因編輯組,結果中有頗大的機會出現「鑲嵌現象」。(圖:The New York Times)

新方法中,CRISPR-Cas9與精子同時被注入卵子中,效果較之前精準。(圖:The New York Times)

基因編輯的綠燈

今年2月,美國科學政策的風向標National Academy of Sciences開腔支持基因編輯技術,建議將來批准使用該技術防止患有嚴重疾病的兒童出生——當然過程必須非常慎重;而增強人類的特質和能力,如改善智能、外觀等目標則應禁止。政府如不能保證基因編輯技術不會被用作「優生」,則不應容許任何形式的基因編輯發生。

背景資料

CRISPR基因編輯技術主要包含兩種基本元素:

1) 負責引路的RNA,負責瞄準特定DNA序列

2) 負責「剪切DNA」的內切酶 cas9

CRISPR可刪除、修正細胞中特定的基因突變,而且修改後理論上可依靠正常繁殖「流傳後代」。另外,CRISPR比較其他現存的基因編輯技術「簡單」及「便宜」,美金幾百元的工具便能進行。當然所謂簡單和便宜都是相對的,詳情可以參考這段TED演講:

延伸閱讀:

  1. MIT Technology Review: First Human Embryos Edited in U.S.

  2. MIT Technology Review:U.S. Panel Endorses Designer Babies to Avoid Serious Disease
  3. Nature: Chinese scientists genetically modify human embryos
  4. Nature: Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos
  5. The New York Times: In Breakthrough, Scientists Edit a Dangerous Mutation From Genes in Human Embryos
  6. 泛科學:CRISPR/Cas9 基因編輯技術從何而來,又將帶我們走向何方?

  7. The NewYorker: The Gene Hackers
  8. 科技新報:DNA 編輯大師 CRISPR/Cas9,開創新時代的基因編修技術

封面圖片:Digital Trends;製圖:Dot Plus