中国科学家何建奎两周前声称，他帮助制造了首例基因组经过编辑的婴儿——双胞胎女孩，这一非凡的声明震惊了世界。关于这些实验，仍然存在许多疑问，但研究人员最主要的担忧是基因改变对女孩健康的潜在影响。
何建奎是中国深圳南方科技大学的基因编辑研究员，他在几个YouTube 视频中表示，他让一位女性怀上了胚胎，这些胚胎经过编辑，可以禁用一种允许 HIV 感染细胞的基因。他针对的是这个名为CCR5的基因，因为它经过充分研究，并且因为它的突变可以提供针对 HIV 感染的保护，而 HIV 感染在中国仍然带有严重的社会污名。
CCR5基因自 20 世纪 90 年代中期以来一直是研究的主题，并且具有超出 HIV 的作用，科学家们才刚刚开始了解。例如，CCR5功能的丧失会增加对某些传染病产生严重或致命反应的风险，并且还被证明可以增强小鼠的学习能力。
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目标基因
CCR5 蛋白在某些免疫细胞表面表达，HIV 利用它潜入细胞。1996 年，科学家们发现了一种名为CCR5-Δ32的突变，该突变使携带者对 HIV 具有高度抵抗力。
上个月，何在香港举行的基因组学研究人员会议上表示，这就是他在双胞胎中打算产生的突变——在约 10% 的欧洲人中自然发现的突变。分析他的演示幻灯片的科学家表示，相反，何似乎在女孩身上产生了三种不同的突变。宾夕法尼亚大学遗传学家 Kiran Musunuru 在费城表示，预计这些突变将禁用该基因。何的演示文稿中的幻灯片表明，其中一个双胞胎的两个基因副本都被禁用了。另一个双胞胎似乎至少有一个正常工作的副本。
虽然CCR5-Δ32突变禁用了该基因并使携带者对主要的 HIV 毒株具有抵抗力，但在过去的二十年中，数十项研究表明，CCR5还有助于在其他一些严重感染和慢性疾病期间保护肺、肝脏和大脑。
它在西尼罗河病毒中具有明确的保护作用，西尼罗河病毒通过蚊子传播，在欧洲、非洲和美洲很常见。虽然大多数感染者没有症状，但约有 20% 的人出现症状，其中一些人会发展成危及生命的并发症，如脑膜炎或脑炎。马里兰州贝塞斯达国家过敏和传染病研究所的免疫学家 Philip Murphy 进行了实验，表明没有功能性CCR5基因的人比拥有该基因的人患上这些严重疾病的可能性高四倍。“CCR5缺陷并非良性，”他说。
墨菲说，如果双胞胎中有一个基因副本，她应该可以免受病毒感染的这些严重影响，但另一个双胞胎如果被感染，则可能面临更高的并发症风险。
病毒防护
西尼罗河病毒在中国很少见。但 CCR5 蛋白还与称为 β-趋化因子的蛋白质相互作用，这些蛋白质有助于身体对抗一组称为黄病毒的病毒产生免疫反应。加利福尼亚大学河滨分校的免疫学家 Marcus Kaul 说，这些病毒包括蜱传病毒以及导致登革热和黄热病的病毒，以及西尼罗河病毒。
研究发现，携带CCR5-Δ32的人更容易因蜱传疾病而患上严重脑炎，并且对黄热病疫苗产生严重反应。“CCR5的缺失可能具有严重的缺点，”Kaul 说。
流感也可能对双胞胎构成更大的风险。对小鼠的研究表明，CCR5 蛋白有助于招募关键免疫细胞来对抗肺部的病毒。如果没有该基因，这种防御系统就会失效。西班牙的一项研究发现，携带CCR5-Δ32缺失的人死于流感的可能性是平均水平的四倍。而中国是流感爆发的热点地区。
科学家们还发现，在患有多发性硬化症的人群中，携带CCR5-Δ32缺失的人比没有突变的人早死的可能性高出两倍。CCR5可能在其他慢性疾病（如丙型肝炎和糖尿病）中发挥什么作用尚不清楚——研究表明，它对这些疾病有帮助、有害还是没有影响。
但是，根据知情同意书中的信息，这些影响似乎都没有传达给女孩的父母或参与何的实验的其他夫妇。明尼苏达州罗切斯特梅奥诊所的生物伦理学家 Megan Allyse 说，何的知情同意程序“是一场灾难”。
何没有回复Nature的多次置评请求。
大脑增强？
一些研究表明，有缺陷的CCR5可能具有积极作用——至少在小鼠身上是这样。与携带该基因的啮齿动物相比，没有该基因的小鼠学习导航迷宫和记住痛苦刺激的速度都更快。英国卡迪夫大学的神经科学家兼该研究的合著者 Kevin Fox 说，总的来说，该基因的缺失将动物的认知能力提高了 30-60%。“这是一个清晰而巨大的影响，”他说。
虽然 Fox 想知道双胞胎的学习速度是否会比没有突变时更快，但其他科学家怀疑基因缺失是否会对女孩的学习产生明显影响。都柏林圣三一学院的遗传学家 Kevin Mitchell 说，人类的智力受到数百个甚至数千个基因的影响。在小鼠身上看到的效果可能不会转化为人类。米切尔说，这种突变甚至可能对认知产生负面影响——例如，如果它加速记忆形成，但使其难以过滤掉不重要的记忆。“即使这种突变确实像在小鼠中一样对人类的认知产生影响（这并非必然），但这并不意味着这是一件好事，”米切尔说。
加州大学洛杉矶分校的神经科学家兼 Fox 的合著者 Silva Alcino 同意，任何影响都可能是不可预测的。“在神经科学中，这种受体的缺失会带来一些优势，并且很可能也会导致某些形式的认知功能缺陷，”他说。
墨菲认为，尽管对该突变的研究越来越多，但很难得出关于其总体影响的结论。只有少数人携带该突变，因此很难招募大量参与者进行研究。然而，墨菲说，缺乏功能性CCR5基因的潜在后果可能比我们目前确定的要严重得多。“我们所知道的可能只是冰山一角，”他说。
本文经许可转载，并于2018 年 12 月 12 日首次发表。