

2018年11月,中国的一组研究人员披露了令全世界科学家感到担忧的事情:在许多研究人员现在称之为“有争议的临床试验”(在美国绝不会进行)中,他们使用了一种新型且相对简单的基因编辑工具CRISPR,编辑了一批人类胚胎。
这对受精卵来自一对中国夫妇,女子生下了一对看似健康的双胞胎女孩。这对婴儿并非典型地从父母双方获得基因组合,而是 CCR5 基因发生了一个改变,导致其功能丧失。研究表明,CCR5 基因功能不正常的人对 HIV 病毒免疫或具有抵抗力。研究人员进行这项试验的目标正是如此:创造出永远不会感染 HIV(导致艾滋病的病毒)的婴儿。
但本周公布的新研究表明,关闭 CCR5 基因可能对人体功能产生比 HIV 抵抗力更大的影响。特别是,它可能会改变大脑功能,并有可能提高智力——这是世界各地的遗传学家一直 keen on 避免的事情。
什么是 CCR5?
CCR5 是一种蛋白质,存在于白细胞表面,白细胞是人体免疫系统的重要组成部分。在那里,它允许 HIV 病毒进入并感染细胞。相当一部分人口自然携带一种使 CCR5 功能丧失的突变(一项研究发现 10% 的欧洲人有这种突变),这通常会导致蛋白质尺寸变小,并且不在细胞外,从而阻止 HIV 病毒进入并感染人体免疫系统。
这项由深圳南方科技大学的贺建奎领导的中国研究人员工作的目标是,调整胚胎的基因组,使其缺乏 CCR5,以确保婴儿能够抵抗 HIV。
但遗传学很少如此简单。
近年来,CCR5 基因一直是持续研究的目标,不仅因为其与 HIV 的关系。为了了解影响大脑记忆形成和学习的因素,加州大学洛杉矶分校的研究人员发现,降低 CCR5 的产生水平可以增强学习和记忆的形成。这种联系使研究人员认为,CCR5 可以成为治疗中风患者的一个有前景的药物靶点:重新学习如何移动、行走和说话是中风康复的关键组成部分。
在他们最近发表于 Cell 杂志的、本周出版 的研究中,加州大学洛杉矶分校的研究人员在小鼠中阻断了 CCR5 基因,然后对它们进行了一系列为期九周的运动能力测试,例如在金属格子上行走并计算它们滑倒的次数。结果表明,CCR5 基因被阻断的小鼠比 CCR5 基因未改变的小鼠有更大的进步(滑倒和摔倒的次数更少)。
这是一项有前景的研究,但它引出了一个问题:这对那些在出生前通过 CRISPR 编辑了 CCR5 基因的婴儿意味着什么?研究人员推测,这种改变将对孩子们的认知功能产生影响。加州大学洛杉矶分校的神经生物学家 Alcino J. Silva 一直在研究 CCR5 对认知的影响,他告诉《麻省理工科技评论》:“最简单的解释是,这些突变很可能会对双胞胎的认知功能产生影响”,尽管无法预测会以何种方式以及在多大程度上产生影响。
我们何时才能了解所有影响?
自 11 月以来,世界各地的许多研究人员都称中国团队的工作是不负责任的。这主要是因为,从研究伦理的角度来看,科学家们还没有充分了解 CRISPR 技术,因此不能将其应用于人类。仍然存在一些悬而未决的问题,例如脱靶效应(CRISPR 技术编辑了看起来像目标基因但实际上并非如此的基因)和嵌合体现象(只有部分基因组被编辑)。当这些缺陷累积时,都会产生科学家无法预测的影响。当编辑生殖细胞(中国研究人员所做的)时,风险会更高。这些基因的改动将遗传给后代中的每一个人;因此,如果那对双胞胎生孩子,她们会将 CCR5 的基因改变遗传下去。
但本周的新闻又增加了一个科学家们早就知道的层面:我们仍然不了解一个基因或蛋白质在人体功能和生理学中的所有作用。在我们了解之前,任何修改都将产生未知的结果。