一种旨在防止母亲将破坏性的线粒体疾病遗传给下一代的有希望的技术，本周遭遇了生物学上的一个难题：《自然》杂志周三发表的一篇论文显示，即使母亲自身 99% 的线粒体被清除，这些疾病仍然会卷土重来，使孩子生病。
线粒体是微小的能量工厂，为每个细胞的正常运作提供能量。当这些细胞器的很大一部分功能失常时，细胞就无法完成其工作，从而导致从虚弱到死亡的各种后果。患有某些疾病的母亲可能只携带少量有缺陷的线粒体，以至于她们自己没有症状，但她们的孩子可能会遗传更高比例的这些有缺陷的线粒体，从而导致毁灭性的疾病。
为了解决这个问题，研究人员基本上一直在做——正如一位医生所描述的那样——取出母亲卵子的“黄色部分”，并将其插入供体卵子的“白色部分”。由于孩子最终会拥有来自母亲、父亲和供体的 DNA，这种线粒体替代疗法被戏称为“三亲婴儿”技术。今年 4 月，在墨西哥，一名采用这种方法出生的男孩 aparentemente 很健康。他携带了大约 1% 的母亲线粒体，如果允许全部遗传给他，可能会导致莱氏综合征，一种严重的神经系统疾病，通常在儿童早期是致命的。《新科学家》报道，他的父母之前有两个孩子死于这种疾病，一个在 6 岁时，另一个在 8 个月大时。
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但新的实验室研究表明，母亲的线粒体有时会比供体的线粒体复制得更快，并再次占据主导地位，从而可能再次带来疾病。不过，主导这项研究的发育生物学家 Shoukhrat Mitalipov 表示，这种情况发生的可能性很小。据报道，他曾在小鼠和猴子身上使用该技术，但没有发现任何健康问题。Mitalipov 和俄勒冈健康与科学大学的生殖内分泌学家 Paula Amato 在新闻发布会上表示，他们认为应该在临床试验中测试线粒体替代疗法——尽管人们担心母亲的有缺陷的线粒体 DNA 会卷土重来。“由于这些疾病会使人衰弱，且通常是致命的，而且没有治愈方法，我们认为如果能够预防这些疾病，仍然值得继续推进这项研究，”Amato 说。美国国会目前禁止将此类三亲技术用于临床，但英国已经批准了一项类似的技术，该技术允许将更多的母亲线粒体遗传给孩子，并且很可能在那里进行试验，Mitalipov 说。
尽管线粒体疾病相当罕见，影响约五千分之一的儿童，但 Mitalipov 和 Amato 表示，从理论上讲，三亲技术也可以用于治疗不孕症和帮助一些干细胞疗法。线粒体（拥有自己的 DNA，与细胞核中的 DNA 分开）仅从母亲遗传。一些人认为三亲程序具有争议，因为其中混合了 DNA，而且全世界的科学家都同意避免改变人类遗传遗产。
许多专家还认为，线粒体替代疗法的了解还太少，不宜在人体上尝试。德国德累斯顿工业大学的进化生物学家和动物学家 Klaus Reinhardt 认为，使用三亲技术出生的儿童中，大约有五十分之一的儿童可能会因供体的线粒体 DNA 和母亲的核 DNA 不匹配而导致线粒体问题。核 DNA 和线粒体 DNA 共同遗传，可以解决彼此的缺陷。但 Reinhardt 说，当它们来自不同的人时，这种不匹配可能会给孩子带来问题。他没有参与这项新研究。他解释说，人类基因组有 60 亿对 DNA，而线粒体有大约 16,000 对，因此很难预测它们的相互作用。“我们不知道谁在和谁‘对话’，”他说。
以色列本-古里安大学的线粒体进化主义者和遗传学家 Dan Mishmar 没有参与这项新研究，他说他自己的研究表明，非洲人和高加索人的线粒体基因组之间存在很大差异。他说，当父母的 DNA 与他们的线粒体 DNA 匹配时，这些差距并不重要。但他担心在供体和母亲具有非常不同的种族和种族背景时，将线粒体 DNA“脱离背景”。和 Reinhardt 一样，他担心 DNA 混合本身可能会导致疾病。“如果你降低相容性，你就会增加对复杂疾病的易感性，如糖尿病、帕金森病和……阿尔茨海默病。这就是我们所害怕的。”但 Mitalipov 认为，通过匹配母亲和供体的线粒体 DNA，可以基本上避免此类问题，就像通过免疫类型将器官捐赠者与受赠者匹配一样。
与 Mitalipov 共同撰写论文的加利福尼亚州索尔克研究所的干细胞科学家 Juan Carlos Izpisua Belmonte 提出了另一种降低风险的方法。他说，他的实验室开发了一种技术，可以在母亲的卵子核转移到供体之前，从母亲的卵子中剔除突变的线粒体。他补充说，降低危险线粒体的水平应该可以限制到达孩子的数量。
对于这项新研究，四名患有线粒体疾病的儿童的母亲接受了通常用于体外受精的激素治疗，并提供了卵子。研究人员从这些卵细胞的细胞核中提取了 DNA，并将其转移到已去除细胞核的供体卵细胞中，这个过程称为纺锤体转移。带有母亲核 DNA 和供体线粒体 DNA 的卵子被受精，并允许分裂和生长五天。然后，胚胎被转化为胚胎干细胞，终止了它们的发育潜力。这些干细胞被转化为大脑、心脏和其他类型的细胞，以观察它们的线粒体将如何表现。在一位母亲的细胞中，线粒体恢复为她在纺锤体转移之前携带的突变类型。
尽管这项新研究对线粒体替代疗法的安全性提出了质疑，但 Belmonte 表示，它也应该消除人们对这项研究进展过快的任何担忧。“我们必须在实验室里确信，我们已经进行了所有可能的实验，以确保其安全——尽可能安全，”他说。“这是一种避免疾病的绝佳方法，但我们发现了一个问题，我们需要确保在进入临床之前有办法最大限度地减少或解决这个问题。”