基因编辑技术的界限在哪里

可能使种系基因工程变得空前简单的新技术正迫使政策制定者面对继续前进的伦理影响

生物学家们又一次做到了。不久前,克隆和胚胎干细胞挑战了道德想象。如今,所有目光都集中在一种强大的新型DNA工程或“编辑”技术上。CRISPR相对容易学习和使用,它迫使科学家、伦理学家和政策制定者重新考虑实验生物学中为数不多的看似红线的领域之一:即基因修饰个体体细胞与工程化将传递给后代的种系之间的区别。与其对一个人进行基因工程,为什么不从她的所有后代中消除这种疾病特征呢?

本周,美国国家科学院、中国科学院和英国皇家学会正试图找到方法来重划这条红线。并且以一种能够帮助而不是伤害人类的方式重划。或许伦理挑战中最困难但最关键的部分是:以一种不会走上“改善”人类的黑暗道路的方式来实现这一点。

与以往的策略相比,被称为 CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复序列)的技术更快、更可靠、且成本更低,可以修改基因的碱基对。CRISPR 由一把酶形式的剪刀组成,它可以切割 DNA 链,以及一个知道在哪里切割的 RNA 向导,因此基因表达的性状会发生改变。目前,实验室正在多能干细胞中应用基因编辑。较老的方法被用来帮助人类免疫系统的 T 细胞抵抗艾滋病毒,而使用 CRISPR 可能会做得更好。针对白血病等疾病的基因编辑试验也即将展开。看起来这些魔鬼已经出笼了。


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自 20 世纪 60 年代以来,技术限制、意外后果的可能性以及蓄意改变后代的“优生”影响都强烈反对种系工程。包括许多欧洲国家在内的许多国家都有禁止人类种系修饰的法律。美国国立卫生研究院不会为这类研究提供资金,但没有法律禁止使用私人资金。中国也不禁止。

但在过去的 20 年里,实验室技术的进步、疾病特征的基因筛查以及人类基因组计划的预期成果已经模糊了这条红线。 逐渐地,改变人类种系的公共卫生益处与风险一样受到重视。一些观察人士指出,除了种系工程可能实现的效率之外,种系和体细胞修饰之间的伦理区别可能已经没有意义,因为即使是体细胞修饰也可能“泄漏”到对配子产生影响。CRISPR 的出现使得推迟更明确的指导变得不可能。

即使撇开风险和益处不谈,我们是否准备好修改我们的遗传遗产,以及这对人类与自然界其他部分的关系的所有影响?在有关 CRISPR 的一波宣传之后,去年春天,许多科学家和研究人员呼吁自愿暂停使用它。他们的提议让人想起 1975 年阿西洛马重组 DNA 研究的暂停。阿西洛马通常(但并非普遍)被认为是科学界对公众对生物危害的恐惧的有效回应。

但如今的生命科学研究领域与 40 年前大不相同,当时该社区要小得多,也更亲密。复杂的实验生物学现在是一项全球性的事务。资金压力、实验程序和结果的几乎即时可用性,以及研究人员可能面对面接触有限的事实,使得自我监管比以往任何时候都更具挑战性。事实上,在呼吁暂停使用的几周内,一个中国团队对不可存活的胚胎进行了修饰,这是一个概念验证实验,它直接落入了伦理灰色地带,并进一步动摇了人们对有效暂停前景的信心。

随着事件的快速发展,由美国国家科学院及其英国和中国同行组织的峰会将需要面对一些关键的伦理问题。如何避免技术风险,例如改变重要基因而不是预期基因的“脱靶”效应?是否存在任何疾病可以证明试图在人类群体中扩散基因改变是合理的?谁来代表未出生的世代做出如此重大的决定?来自科学院的建议不是法律,但它们可以为合法的科学实践建立指导原则。

十年前,我共同主持的一个国家科学院委员会制定了人类胚胎干细胞研究的规则,这些规则在世界许多地方被自愿采用。在科学伦理方面,科学界需要发挥领导作用,但也需要听取非科学家的意见。特别是在人类种系方面,一个值得捍卫的原则是治疗和增强之间的区别。即使在某些情况下,全人口范围的疾病预防是可以接受的,也应禁止以其他方式“改善”人类的尝试。

其他原则将主要适用于农业研究。转基因植物和动物是国家科学院并行研究的重点,该研究关于基因驱动实验对生态的风险,这些实验可能在未来导致对野外非人类种群的蓄意改变。像 CRISPR 这样的新技术将使最近批准的快速生长鲑鱼看起来过时。

最富有希望和风险的实验是那些涉及快速繁殖物种(如昆虫)的实验,例如消除蚊子携带疟疾寄生虫的能力。而且事故总是可能发生的,因此必须审查和加强最佳生物安全实践,包括可能使用近交生物屏障,如“自杀基因”,如果转基因生物逃脱实验室,会导致其死亡。

有一点很清楚:CRISPR 及其后代将在实验室之外拥有生命。

乔纳森·D·莫雷诺是宾夕法尼亚大学的戴维和林·西尔芬大学教授,他在那里教授生物伦理学和科学史。他是《政治躯体:美国科学之战》的作者。

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