当谈到 CRISPR 时，关于我们是否可以编辑人类胚胎的问题正在迅速让位于更侧重于“但我们应该这样做吗？”和“何时？”的讨论，因为使用基因编辑技术的壮举已经开始积累。
今天，俄勒冈州的生物学家在《自然》杂志上报告说，他们在使用基因编辑技术改变早期、可存活的人类胚胎方面取得了前所未有的成功。这一进展使该领域远远超越了中国研究人员早期的尝试，并强调了提出一些答案的需求——研究人员表示，而且要快。尽管美国食品和药物管理局目前被禁止批准任何希望在怀孕期间使用这项技术的人，但《自然》杂志的研究表明，这种工作是可能的，加州大学伯克利分校的生物化学家和 CRISPR 专家詹妮弗·杜德纳说。但她和许多其他人表示，这将是不恰当地使用这项技术。“我并不完全反对所有人类种系编辑，”杜德纳说，“但我认为需要有一个理由来做这件事，以证明风险和成本是合理的。”
俄勒冈健康与科学大学团队编辑了数十个胚胎的 DNA，以纠正一种经常导致心力衰竭的基因突变。然后，他们使用基因组测序检查了编辑后的胚胎，发现该过程没有引起明显的错误。该小组还设法几乎完全消除了嵌合现象——一种编辑失败，其中只有一些目标细胞被修复。“这些是每个人在早期胚胎工作中都担心的事情，”哈佛医学院 CRISPR 专家和遗传学家乔治·丘奇说，他没有参与这项工作。
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
基因编辑的成功似乎很大程度上归功于一个程序上的改变：研究人员在将携带突变的精子注入实验室中健康的卵子中的同时，引入了编辑系统——酶 Cas9 和一个帮助编辑机制找到其目标的引导 RNA 序列—。这使得更早的编辑得以发生——显然在任何细胞复制之前。这与中国其他研究小组早期的做法不同，他们是在精子使卵子受精后才引入编辑组件。“注射方案的这个小变化导致了比之前所有胚胎工作和细胞培养工作更好的结果，”丘奇说。
到目前为止，通过使用 CRISPR–Cas9 改变人类种系——人类胚胎、卵子或精子——来预防疾病仍然极具争议，原因是担心在不知不觉中引入错误或留下偷偷摸摸的、未编辑的致病突变，这将使后代面临患病风险。到目前为止，CRISPR 尚未在美国的人类胚胎上进行过尝试。但俄勒冈州的舒赫拉特·米塔利波夫和他的同事们比早期的中国工作更进一步，编辑了数十个胚胎，效率更高。
“这是未来趋势的先兆，”同样没有参与这项工作的杜德纳说。“这突显了现在需要进行的重要讨论，”她说。哈佛医学院的干细胞研究员兼院长乔治·戴利对此表示赞同：“这篇论文确立了我们可以进行胚胎基因编辑。现在的问题仍然是我们是否应该这样做——以及为了什么目的，是否应该允许某些应用而禁止其他应用？”
国家科学院、工程院和医学院的专家工作组今年早些时候审议了这些有争议的问题。它发布了指导意见，称除非在公众对这项工作的安全性和优点达成广泛共识的情况下，否则不宜进行任何人类种系编辑的临床工作——而这尚未实现。美国科学院委员会指出，在尝试推进诸如启动妊娠之类的事情之前，还需要进行大量的研究。《自然》杂志的这篇论文仅仅是该报告所考虑的研究的开始，威斯康星大学法学院的法学学者和生物伦理学家 R. 阿尔塔·查罗说，她曾共同主持美国科学院委员会，但表示她仅代表自己而非专家组发言。“了解基因编辑在人类胚胎中如何工作需要在人类胚胎中进行研究，”犹他大学的生物化学教授达纳·卡罗尔指出，他研究 CRISPR，因为例如，小鼠胚胎具有物种特异性的发育差异。（米塔利波夫团队只允许人类胚胎发育到囊胚阶段——即它们只有几天大时——并且没有尝试将它们植入女性体内。）
在他们的研究中，米塔利波夫和同事们编辑掉了与肥厚型心肌病 (HCM) 相关的MYBPC3突变，这是一种影响约 500 人中 1 人的心肌疾病。即使是该突变的单个拷贝也可能导致疾病，约 40% 的 HCM 患者携带该突变。目前，通常可以通过植入前基因诊断（在实验室中筛选胚胎）来发现问题基因，但他们表示，使用 CRISPR 可以增加可用胚胎的数量。此外，这种 CRISPR 技术最终可能成为一种重要的干预措施，适用于父母想要生育有基因血缘关系的孩子，但患有纯合子疾病的情况——例如，父母双方都携带两个导致疾病的突变拷贝，例如导致镰状细胞病的突变——这将导致所有胚胎都受到该疾病的影响。
在 CRISPR 能够解决纯合子疾病之前，还有无数技术障碍需要克服。其中一个很大的障碍是：“并非所有人都了解 CRISPR 技术的工作方式——它会在 DNA 中切开，但它不负责修复——因此我们依赖细胞的基本机制来完成这项工作，”杜德纳说。在最新的实验中，米塔利波夫小组专注于剪除杂合子细胞中的突变基因——这种情况是仍然有一个“良好”的非突变拷贝可供胚胎中的天然细胞修复系统在研究人员编辑掉有问题的一个后用作修复模板。但在他们的工作中，该团队注意到 CRISPR 在纯合子疾病研究中可能存在一个障碍——一旦纯合子突变被编辑掉，可能很难修复它们，因为它们没有这些内置的蓝图来了解它们应该是什么样子。事实上，米塔利波夫小组发现，至少在他们的实验中，细胞修复机制对研究人员添加的合成修复模板的引入反应不佳。杜德纳认为，这表明未来的纯合子研究将具有挑战性——可能比科学家预期的要困难得多。