【盤點】基因編輯胚胎將何去何從？

去年，來自中山大學的研究人員在Protein & Cell雜誌上表示，他們已經成功利用CRISPR/Cas9系統對人類胚胎基因組進行改造，隨後在全球範圍內引發了新一輪的倫理學爭論；而就在前不久，來自廣州醫科大學的研究人員又發布了相關對胚胎進行編輯的最新研究，相關研究刊登在了the Journal of Assisted Reproduction and Genetics雜誌上文章中研究人員利用基因編輯技術CRISPR/Cas9對人類胚胎進行了遺傳性修飾，於是乎，在中國或者說是在全球的第二例基因編輯胚胎相關研究一時間在全世界又炸開了鍋。

如同去年中山大學出現的全球首個人類胚胎細胞基因修飾的研究一樣，這項研究一經發表，就引起Nature等權威學術雜誌的關注。只不過經歷了去年一年的激烈討論之後，研究者以及公眾現在更加理性地看待此類研究。

來自波士頓兒童醫院的George Daley表示，這項研究推動了CRISPR技術未來對人類細胞精準編輯的應用，但並未提供太多的證據，此前已有研究者對這方面論證過。CRISPR技術成為潛在的具有應用價值的技術，仍需很長的一段時間。來自埃默里大學的神經生物學家Xiao-Jiang Li認為，這項研究強調，「我們對細胞的精準編輯仍存在大量的技術瓶頸。事實上，此類實驗可先在非人靈長類動物身上進行，然後再來對人類細胞進行有效的編輯。」

本文中小編就基因編輯胚胎相關進展進行了盤點。

【1】中國發表全球第二篇人類胚胎基因編輯研究成果

繼去年中國科學家發表人類胚胎基因編輯論文並引發國際爭議後，日前，廣州醫科大學附屬第三醫院博士范勇團隊，又在國際期刊《輔助生殖與遺傳學》上刊發了人類胚胎基因編輯的最新研究成果。

雖然《輔助生殖與遺傳學》的影響因子僅1.718，但論文發表後，《自然》等國際頂級學術期刊紛紛發表跟蹤報道，范勇等人也成為繼去年中山大學副教授黃軍就團隊之後，國際上第二個發表關於人類胚胎基因編輯研究成果的團隊。

不過，中國並非唯一從事人類胚胎基因編輯研究的國家，瑞典和英國在人類胚胎研究方面的積極態度，使人類胚胎基因編輯研究也在國際上勢頭漸顯。「瑞典和英國批准人類胚胎基因編輯合法化後，我認為國際上的反對聲音會越來越小。」

【2】日本認可人類受精卵基因編輯研究

日本生命倫理專門調查委員會22日宣布，允許日本相關機構在基礎研究中「編輯」人類受精卵的基因，但出於安全和倫理方面的考慮，不允許將該技術應用到臨床和輔助生殖中。

所謂基因編輯是指對目標基因進行敲除或引入基因組等操作，該技術已在不少研究領域得到應用。

日本生命倫理專門調查委員會是日本政府下設的專業機構。該委員會認為，人類受精卵基因編輯研究將有助於生殖輔助醫療和遺傳疾病預防的研究，還可能有助研髮針對癌症等疾病的新療法，因此對於「編輯」人類受精卵基因的基礎研究予以認可。

該委員會指出，涉及受精卵基因編輯的基礎研究和臨床研究的分界線，在於是否將經過基因編輯的受精卵放入子宮。由於臨床研究存在安全和倫理方面的問題，因此委員會對這類研究不予認可。就算是屬於基礎研究一類，也並非是任何研究都被許可。

【3】中國特色式的人類克隆 基因編輯胚胎？我們該何去何從？

新聞閱讀：Human cloning with Chinese characteristics

中國的遺傳學家並不會因為倫理原因而推遲一些敏感性的研究，上周三（4.13日）來自中國的一個研究團隊再次刊發文章闡明了他們修復人類胚胎的最新研究成果；來自中國廣州醫科大學的研究人員表示，他們利用CRISPR技術人工地誘導了人類細胞發生突變，從而使得人類機體細胞對HIV更加耐受，而HIV是引發AIDS的病毒，這篇研究報告發表於國際雜誌Journal of Assisted Reproduction and Genetics上，是世界上第二篇和人類胚胎基因編輯相關的研究論文。

評論家們表示，這項研究從理論水平上來講是不必要的，而且缺乏一定的醫學根據，同時這項研究再次觸碰到了關於人類基因組修飾的道德倫理層面上的一些問題；來自波士頓兒童醫院的幹細胞生物學家George Daley說道，這篇文章似乎並沒有提供利用CRISPR在人類胚胎中進行試驗的過多軼事證據，同時他還補充道，這也就表明，在科學界達到普遍共識之前科學始終是向前發展的。

【4】JARG：重磅！我國科學家基因編輯人類胚胎抵禦HIV！爭議或將再度升溫！

原文：doi：10.1007/s10815-016-0710-8

近日，刊登於國際雜誌the Journal of Assisted Reproduction and Genetics上的一項研究論文中，來自廣州醫科大學的研究人員闡述了他們的最新研究成果，文章中研究人員利用基因編輯技術CRISPR/Cas9對人類胚胎進行了遺傳性修飾，研究者表示，他們所研究的人類胚胎攜帶著額外一組染色體，而且胚胎均為死亡胚胎組織。

當然對人類胚胎進行任何遺傳性的改造修飾都是具有爭議的，很多醫學研究者認為總有一天這樣的嘗試將會變得非常普遍，但如今我們仍然不知道對人類胚胎進行遺傳性修飾到底會帶來什麼樣的後果，而基於倫理學等很多限制，全球很多研究機構都推遲了這一研究。僅在一年前來自中山大學生命科學學院的「80後副教授」黃軍就在《Protein & Cell》雜誌上首次發表了編輯人類胚胎相關的研究論文，此後由此引發了一系列的倫理學爭論。

【5】我國科學家基因編輯人類胚胎引爭議

原文：doi：10.1007/s13238-015-0153-5

最近科學界一直傳言有人正在進行基因編輯人類胚胎研究。而近日我國中山大學基因工程教育部重點實驗室副教授黃軍就及中山大學附屬第一醫院周燦權教授，在Protein&Cell發表了他們的課題組利用CRISPR/Cas9系統對人類胚胎基因組改造的研究結果，證實了這個傳言，並由此引發了新一輪的倫理學爭論。

中山大學的研究人員利用了一種「不能存活」的受精卵來進行研究。這種受精卵含有一個卵細胞和兩個精子的三個細胞核，從而不能正常發育成嬰兒。研究人員利用最近很火的CRISPR/Cas9系統來剪切受精卵中人的HBB基因（β-globin gene），因為HBB基因突變會導致β地中海貧血症。他們注射了86個三核受精卵，其中71個受精卵存活。在做檢測的54個樣品中，有28個受精卵的HBB被剪切了，而其中只有更小一部分被重組修飾了。不僅如此，非靶向的突變也出現了。

【6】盤點：基因編輯胚胎？你需要知道的事情

期MIT Technology review發表了一篇新聞報道，討論了哈佛大學George Church實驗室中中國留學生楊璐涵關於利用Cas9技術編輯人類生殖細胞的問題，文章發表之後獲得廣泛關注。國內也有很多媒體進行相關的報道。那麼今天小編整理了一下相關材料，希望以比較通俗易懂的語言來簡明的描述一下相關的背景以及進展。

背景知識

1、什麼是基因治療？

人類的某些疾病可以歸因於人體自身基因的缺陷或病原基因產物與人體的相互作用。也就是說，這些疾病都直接或間接地與基因有關，或者說它們屬於基因功能疾病。因此，基因功能疾病最終都可以通過對基因的人工操縱達到治癒目的。

基因治療分為兩種不同類型，即體細胞基因治療和性細胞（精子或卵子）基因治療，後者面臨更多的倫理道德問題，反對呼聲很高，阻力也很大。

【7】Science：天吶！CRISPR基因編輯技術或將用於對人類胚胎進行編輯

新聞閱讀：U.K. researcher details proposal for CRISPR editing of human embryos

最熱門的基因編輯技術—CRISPR，或許很快就可以被用來研究人類胚胎了，近日，來自英國的監管委員會將去評估敲除日齡胚胎髮育基因所引發的效應，來自科瑞克研究所的研究人員Kathy Niakan討論了該項目背後的基本原理，同時他們還希望這項調查有一天或將改善人類的不育療法。

這項研究中研究人員揭示了受精卵的單個細胞如何轉化成為胚泡，胚泡是一種大約5日齡的結構，其可以植入到母體的子宮中；胚泡中包含有多種類型的細胞，而最後註定發育成胎兒的細胞稱之為外胚層祖細胞，這些細胞被兩種其他類型的細胞包裹著，其可以發育成為胎盤和其他組織，比如卵黃囊結構，而Niakan在研究中使用了來自生育診所中的人類胚胎，這些胚胎是進行體外受精遺留下來作為研究捐獻使用的，在研究之後當這些胚胎達到7日齡就會被銷毀。

【8】基因編輯峰會支持人類胚胎研究

一次國際峰會在12月3日發布的一份聲明中表示，基因編輯技術不得在妊娠過程中被用於修改人類胚胎。該聲明同時也為研究利用基因編輯技術修改人類胚胎或生殖細胞開了綠燈。

人類基因編輯國際峰會還呼籲謹慎發展不可被遺傳給後代的醫療應用，例如糾正導致鐮刀形細胞病的基因突變或修改治療癌症的免疫細胞。

由12名成員組成的大會組委會撰寫的這份峰會聲明警告說，在任何人嘗試進行「生殖細胞系」編輯之前必須解決相關的技術與倫理問題——這些操作包括為了消除一種遺傳病而在產前的胚胎中刪除一種基因，進而防止該基因被傳遞給未來的後代。

聲明首先指出，強化基因編輯技術的基礎和臨床前期研究「顯然是必要的」，應在適當的法律和道德監管監督下繼續開展。但如果在研究中對早期人類胚胎或生殖細胞進行了基因編輯，那麼被修改的細胞不得用於懷孕目的。

【9】中國：「基因編輯」會不會重蹈幹細胞治療覆轍？

抱歉。」黃軍就拒絕採訪，掛斷電話。這位中山大學35歲的副教授，在國際生物學界掀起一場倫理規範的「史詩」般的討論後，打算抽身。

2015年4月18日，國內期刊《蛋白質與細胞》在線發表了黃軍就團隊的研究——用基因編輯技術對人類胚胎進行基因改造。此前，黃軍就曾向世界知名期刊《自然》(Nature)和《科學》(Science)投此篇文章，被拒稿。他認為，部分原因是倫理異議。

中國科學家在編輯人類胚胎基因的消息由此不脛而走，自2015年1月，一批國際生物學家陸續展開討論，主流觀點是修改人類胚胎基因存在嚴重風險，呼籲停止相關研究，禁止任何人類生殖細胞的基因組編輯應用於臨床。

在科研界，首次發表往往獨具意義，「只有第一，沒有第二」，是科研競爭的真實寫照。但黃軍就的「首次」陷入爭議漩渦，基因編輯技術的倫理紅線究竟在哪？對已有共識的研究禁區，中國科學家應持何種態度？釐清這些問題，中國基因治療研究才能穩步、健康地發展。

【10】修改人類胚胎基因研究惹爭議：當科學撞上倫理

對於人類胚胎研究，爭議一直存在。

4月22日，自然網站的一篇報道稱：中山大學的黃軍就團隊完成了全球首次在人類胚胎上進行的基因修改實驗，他們利用基因編程技術CRISPR/Cas9，修改了β珠蛋白基因，而該基因突變會導致地中海貧血。論文發表在國內期刊《蛋白質與細胞》上。

這項研究因首次對人類胚胎作出修改嘗試而引發國內外的巨大爭議。據稱，該論文最初投給《自然》與《科學》雜誌，由於倫理道德爭議被兩家雜誌拒絕。

倫理框架下的實驗

中科院生物物理所助理研究員王承志是國內最早對此次事件公開發表評論的人之一。

黃軍就等人研究使用的是醫院丟棄的有問題的胚胎，這些在世界各地的實驗室被廣泛使用。而知情人士也向記者透露，他們的實驗是在倫理委員會批准的框架下進行的。

《中國科學報》記者聯繫到刊發這一文章的《蛋白質與細胞》編輯部，編輯張曉雪告訴記者，這項研究符合我國法律，不過，這也提醒他們關注到進一步完善人類胚胎相關研究規範的重要性和迫切性問題。

【11】人類基因改造正式開始，英國政府批准編輯人類胚胎

人類基因改造已成現實，編輯人類胚胎的大門正式被推開。

2月1日，英國人類生育與胚胎學管理局（Human Fertilisation and mbryology Authority）召開新聞發布會，宣布正式批准倫敦弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick）研究員Kathy Niakan對人類胚胎進行編輯的請求，這是世界首例獲國家監管機構批准的人類胚胎編輯研究。

Niakan致力於受精卵發育為囊胚（受精卵發育五天之後的結果）的機制研究。囊胚中含有多種不同類型的細胞，其中發育為胎兒的叫做外胚層祖細胞。該類細胞外部有其它兩類細胞的包裹，後者會演變為胎盤及卵黃囊等其它結構。Niakan利用在臨床生育手術中獲得的人胚胎作為樣本進行研究，試驗結束後，這些用於研究的胚胎將在發育第七天時被銷毀。

在英國，通過編輯人類胚胎基因組治療疾病是違法的，但是在獲得HFEA許可的情況下可以進行相關的研究工作。

附：基因編輯技術CRISPR/Cas9小知識：

基因組編輯技術CRISPR/Cas9被《科學》雜誌列為2013年年度十大科技進展之一，受到人們的高度重視。CRISPR是規律間隔性成簇短迴文重複序列的簡稱，Cas是CRISPR相關蛋白的簡稱。CRISPR/Cas最初是在細菌體內發現的，是細菌用來識別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防禦系統。每個CRISPR含有多個長24-48bp的重複序列，而這些重複序列之間被間隔序列(spacer DNA)分隔開，每個間隔序列大約長26~72 bp。

CRISPR/Cas系統包含三個關鍵性組分：兩個非編碼性的短鏈RNA分子，即crRNA和tracrRNA，以及Cas蛋白複合物。tracrRNA通過鹼基配對與crRNA的一部分序列結合形成tracrRNA/crRNA嵌合RNA。然後，藉助crRNA的另一部分序列與靶DNA位點進行鹼基配對，這種嵌合RNA能夠引導Cas蛋白複合物結合到這個位點上並進行切割，因而這種嵌合RNA也稱作嚮導RNA(sgRNA)。

目前已在細菌中發現三類CRISPR/Cas系統，I型和III型系統需要眾多蛋白的參與，因而不適宜操作和改造。然而，II型系統就簡單得多了，一個Cas9核酸酶利用sgRNA就可以完成識別和切割靶雙鏈DNA，因此II型系統也被稱作CRISPR/Cas9系統。Cas9含有兩個酶切活性位點，每一個位點負責切割DNA雙鏈中的一條鏈。對這兩種RNA進行人工設計，可以改造形成具有引導作用的sgRNA，足以引導 Cas9 對雙鏈DNA 的定點切割。

進一步的研究還證實，CRISPR/Cas9的基因組編輯能力只有在被稱作前間隔序列鄰近基序(protospacer adjacent motif， PAM)的短片段DNA序列的存在下才成為可能。只有DNA靶位點附近存在PAM時，Cas9才能進行準確切割。再者，PAM的存在也是激活酶Cas9所必需的。

轉化醫學：生物谷旗下轉化醫學專業平台

推薦閱讀：