纽约(基因组网)——本周在香港举行的第二届国际人类基因组编辑峰会上,南方科技大学的贺建奎引发了一场史诗般的风暴vwin德赢ac米兰合作美联社爆出了这条新闻通过他使用CRISPR-Cas9技术制作的一系列自制YouTube视频vwin德赢ac米兰合作使双胞胎胚胎种系基因组中的CCR5基因失效以使他们对艾滋病毒免疫。
他透露,这对双胞胎女孩的父亲,昵称露露和娜娜,是艾滋病毒阳性,母亲是艾滋病毒阴性。胚胎被成功植入,婴儿出生时看起来很健康。
广泛的谴责
这一消息——最初没有任何数据或发表的研究成果——几乎立即引起了科学界的普遍谴责。尽管贺建奎一直在深圳南方科技大学无薪休假,但该大学表示,该工作违反了其行为准则,并要求进行调查。vwin德赢ac米兰合作中国国家卫生健康委员会也下令官员调查贺建奎的说法,深圳卫生和计划生育委员会表示计划调查贺建奎的工作。
直接在人体上进行(CRISPR)实验只能用疯狂来形容。
100多名中国研究人员写了一封公开信他批评这项工作,称“(用CRISPR)直接进行人体实验只能用疯狂来形容”,并称贺建奎的实验“对中国研究的全球声誉和发展造成了巨大打击”。
与此同时,在美国,莱斯大学(Rice University)表示已经做到了对其中一名研究人员展开了调查他告诉美联社,他帮助何建奎完成了他的项目。蒂姆是他读研究生时的导师。莱斯大学在一份声明中表示,它对这项工作一无所知,没有一项研究是在美国进行的,而且“新闻报道中描述的这项工作违反了科学行为准则,与科学界和莱斯大学的道德规范不一致。”
美国国立卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯周三发表了一份强烈谴责声明,称该实验“代表了贺建奎博士和他的团队蔑视国际道德规范的令人深感不安的意愿”。柯林斯拒绝了这项工作的每一个方面,从它的保密性到他所谓的“完全没有说服力”的理由,即删除胚胎中的CCR5基因的医学必要性。
“非常不幸的是,这种强大的技术首次明显应用于人类生殖细胞,却被如此不负责任地进行。为这类研究设定限制而形成具有约束力的国际共识的必要性,目前正在香港进行辩论,这一点从未如此明显,”柯林斯补充说。“如果没有这样的限制,世界将面临类似考虑不周到和不道德项目泛滥的严重风险。如果这种史诗般的科学灾难继续下去,一项在预防和治疗疾病方面具有巨大前景的技术将被公众合理的愤怒、恐惧和厌恶vwin德赢ac米兰合作所掩盖。”
美国人类遗传学学会也重申了其2017年关于人类生殖系基因组编辑的立场声明,支持公共资助在体外研究潜在的临床应用,同时概述在这种临床应用发生之前需要采取的必要的科学和社会步骤。
ASHG主席大卫·尼尔森在本周的一份声明中说:“现在进行生殖细胞基因组编辑还为时过早。”“重要的科学、伦理和政策讨论正在ASHG内外的各种场所进行,但许多关键问题仍未得到解答。”
最重要的是,CRISPR专家的声音响亮而清晰。伯克利大学的Jennifer Doudna发表了一份声明,呼吁贺贺奎和他的同事解释为什么他们选择“打破目前不应该继续应用CRISPR- cas9进行人类生殖细胞编辑的全球共识”,并补充说,“这一消息不能影响使用CRISPR技术治疗和治愈成人和儿童疾病的许多重要临床努力。”vwin德赢ac米兰合作
布罗德研究所的张锋呼吁暂停植入编辑过的胚胎,至少在科学界有机会就安全要求达成共识之前。和柯林斯一样,他也指责何建奎缺乏透明度。
布罗德博物馆的David Liu在他自己的声明中称该作品“严重违反了道德规范,我希望它能为社区敲响警钟。”尽管在仔细考虑了潜在的利益、风险和伦理问题后,胚胎编辑在未来的某个时候可能是合理的,但刘补充说,这项实验不符合这些标准,不应该进行。
到目前为止,唯一一位为贺建奎辩护的著名研究人员是哈佛大学的乔治·丘奇,他告诉美联社,考虑到艾滋病毒对公共健康的威胁,研究人员的目标是“合理的”。
他的解释
就他而言,他似乎觉得自己的行为是正确的。在峰会上的一次演讲中周三,这名研究人员为这一出人意料的消息道歉,但承认他已经与美联社合作了几个月来报道这项研究,并表示他的大学并不知道这项工作。
他概述了他工作的动力,指出一种被称为CCR5Δ32缺失的自然突变——在欧洲某些国家大约10%的人口携带这种突变——赋予了对HIV1的深刻抗性,并向聚集的研究人员介绍了他早期的实验,在小鼠中敲除CCR5,在人类细胞系中设计CCR5的引导rna,然后在猴子中进行实验。
“我们发现,在离受精更近的地方注射Cas9可以提高最有效的编辑效率,这与其他研究结果一致。这也减少了镶嵌现象。”“为了更仔细地观察镶嵌现象,我们还对几个胚胎中的每个细胞进行了测序。编辑似乎发生在1-、2-和3-细胞阶段。假设Cas9降解很快,需要时间来找到正确的靶点,我们探索了一种减少镶嵌现象的策略,即在2细胞阶段向胚胎注射第二次Cas9。”
他说,在这一点上,他的团队研究了该方案是否可以转移到人类胚胎上。他们在胚胎植入前对胚胎进行单细胞全基因组测序,以评估编辑是否产生了任何脱靶效应。他们还使用了一个专门设计的程序来分析父母的基因组,以检测可能的“每个胚胎独特的新风险位点,这些位点来自遗传的snp,”他说。“我们能够可视化个性化的脱靶热点池,每个胚胎大约有10,000个位点。我们使用全基因组测序来评估这些点,并验证了Sanger测序的任何发现。”
他说,当他们在人类胚胎干细胞中寻找脱靶效应时,研究人员在一个基因间区域检测到了一个脱靶效应,该区域距离任何已知基因279千碱基,也不靠近任何已知的非编码RNA或转录因子结合位点。他们无法判断这是遗传突变还是编辑引起的。在一个胚胎中,研究小组在目标位点发现了一个6千碱基的缺失,除了CCR5外,它不影响任何基因。
“植入前遗传学诊断显示有两个位点被编辑过。一个是移码锁定,它应该缩短CCR5蛋白,类似于自然保护变异,”他指出。“另一个基因出现了缺失,预计这可能会破坏附近hiv结合位点周围的局部蛋白质结构。”
出生后,脐带血的深度测序证实了团队在PGD测试中看到的编辑模式,但深度测序和Sanger测序都没有检测到PGD测试中观察到的基因间脱靶效应,He说,“这表明这是单细胞扩增的产物,或者是碰巧发生在为PGD组装的少数囊胚细胞中的马赛克脱靶。”
他还指出,父母被告知了其影响,并选择不顾风险植入胚胎,研究人员计划在未来18年继续对双胞胎进行评估,包括血液测试艾滋病毒感染的可能性,以及对多个组织的脱靶效应和镶嵌现象的进一步调查。他还希望他们成年后能继续接受支持。
尽管这听起来像是科学会议上的典型演示,但这一点都不正常。
在关于他工作的许多细节中,他还提到8对夫妇参加了他的试验-最终有一人退出,但仍有七人参与。所有的父亲都是艾滋病毒阳性。此外,他说,总共大约有30个胚胎被创造出来,其中70%经过了编辑。
贺建奎说,虽然试验已经暂停,但他透露可能会有额外的怀孕。现在判断是否可行还为时过早。
对于这个具体的案例,我感到很自豪。
最引起争议的细节似乎是他自己对工作的态度——“对于这个具体的案例,我感到自豪。我感到最自豪的是,他们已经对生活失去了希望,”他谈到双胞胎婴儿的父母时说。他称CCR5基因编辑是一种“未被满足的医疗需求”,理由是缺乏艾滋病毒疫苗,并表示这项工作可能会对“数百万儿童”的生活产生积极影响。
不可知的并发症
但艾滋病毒研究人员似乎不同意。在双胞胎女孩露露和娜娜的案例中,只有父亲是艾滋病毒阳性,据何说,他的病毒载量无法检测到。此外,研究人员还清洗了父亲的精子,以防止病毒传播。
洛克菲勒大学亚伦·戴蒙德艾滋病研究中心的临床主任马丁·马科维茨告诉基因组网说,仅这些情况就可以防止病毒传播到胚胎,从而消除了任何形式的基因编辑的需要。
我认为他所做的是优生学研究。整件事糟透了。
“所以,他的想法是保护这些婴儿免受他们父亲的艾滋病毒感染?我们现在非常清楚地知道,如果感染艾滋病毒的父亲携带的病毒载量在六个月内无法检测到,那么他感染母亲的几率可能为零。”“所以,我甚至不明白这是怎么回事。我有点困惑,这将如何引导我们研制出艾滋病疫苗。他称之为HIV疫苗研究,但我不这么认为。我认为他所做的是优生学研究。整件事都很糟糕。”
事实上,马科维茨补充说,他可能会给露露和娜娜带来另一个问题,而不是帮助她们。他说:“如果他产生了ccr5缺失的双胞胎女孩,问题是随着她们年龄的增长会发生什么。”“因为我认为没有人知道他是否伤害了他们。确实有可能他使他们更容易感染其他感染,如西尼罗河病毒和其他病毒性疾病。”
他当然不是第一个假设用CRISPR删除CCR5可能有益于艾滋病患者的研究人员。在PubMed上粗略搜索了一下,发现了几十项最近的研究:巴西的一个团队在3月份进行了一项研究遗传学与分子生物学比较了CRISPR-Cas9编辑与TALENs的效果在CCR5基因上;中国研究人员7月发表的一篇论文医学病毒学评论讨论了开发CRISPR作为治疗hiv病毒的工具;一篇论文发表在分子治疗核酸九月描述了诱导CCR5Δ32纯合子的脱靶效应通过CRISPR编辑人类细胞系。
这些研究都使用了“未来”和“有希望”这样的词来描述这些方法。研究人员正在研究细胞系和动物模型。在某些情况下,他们正试图确定哪种方法具有最佳的编辑效率,当然,关于生殖细胞基因组编辑的安全性仍然存在许多问题。这似乎是何建奎所做的最让研究人员恼火的事情。
“从我们对艾滋病毒的了解来看,[CCR5作为靶标]是有道理的。北卡罗莱纳大学教堂山分校生物化学和生物物理系的首席研究员兼病毒学研究员罗纳德·斯旺斯特罗姆(Ronald Swanstrom)说。“在这种情况下,你不会想在一个人身上做这种事。潜在的好处是如此之小,风险是如此未知,加起来根本没有任何意义。”
和马科维茨一样,斯旺斯特伦也提到了双胞胎女孩感染西尼罗河病毒和其他RNA病毒的风险增加。“这现在是那个人的一个永久特征,”他补充说。“这可能是一个很小的风险,但他们感染艾滋病毒的风险也很小,所以这似乎不是一个好的权衡。”
此外,Markowitz指出,尽管市场上有一种抑制CCR5的药物——maraviroc,辉瑞公司以Selzentry的名称出售——它并没有被广泛使用,因为“与其他可用的治疗方法相比,它并不是一种特别有用的药物。”
然而,对斯旺斯特伦来说,更大的风险是脱靶效应带来的未知危险。他说,研究人员已经在较小的动物模型中观察到脱靶突变的影响。对于寿命更长、基因组更大、更复杂的人类来说,这种风险目前尚不清楚。
如果这些孩子最终出现了健康问题,那么谁来负责他们成年后的医疗保健问题将成为研究人员和伦理学家们心头沉重的负担。纽约大学医学院的生物伦理学教授亚瑟·卡普兰(Arthur Caplan)说:“假设它不起作用,孩子出生时就有疾病,或出生缺陷,或一些先天性问题。”“谁来承担医疗费用?”他吗?你想在开始生殖细胞基因工程之前解决这些问题。谁来负责?”
伦理困境
很明显,人们对贺建奎的实验感到愤怒的原因有很多——当然,这项工作本身以及它对已经出生的孩子构成的危险是其中很大一部分,但这只是一部分。
科学本身也面临危险。无论研究人员是否被实验的纯粹机制所吸引,或者他们是否认为生殖细胞编辑应该是一个努力的目标,或者完全避免,他们似乎普遍认为贺建奎所做的是完全不道德的。
“公平地说,他不是什么疯子或疯子。我认为他做了人类遗传学史上最重要的实验之一。通过生殖细胞工程来改变儿童的一个特征——这是一个非常非常重要的实验。”“但这是极其不道德的。”
卡普兰认为,人类生殖细胞基因组编辑最终应该被允许。今年8月,在冷泉港举行的基因组工程会议上,他参加了一个关于该主题的小组讨论,在讨论中,他反对全面禁止这种方法。
这是非常不道德的。
“但你想确保你有更多的动物工作,你想有更多的实验室研究。(他的研究)就在人类胚胎上尝试这种方法来生育婴儿而言,还太不成熟了。”“我认为在体细胞上进行试验并看看效果如何是有意义的。这就是当你对不能同意的孩子做某事时非常不道德的原因。你必须尽量减少风险。这个实验没有做到这一点。”
事实上,卡普兰同意马科维茨的观点,即贺建奎的实验在本质上是“优生的”,特别是因为已经有保护胚胎免受艾滋病毒传播的方法,而且已经有了治疗这种疾病的方法。
此外,对于参与实验的受试者是否真正知情同意或理解实验的后果,存在很大的不确定性。贺建奎在陈述中说,这对夫妇受过高等教育,他的团队最初与他们相处了两个多小时,然后他花了一个多小时与他们逐段审查知情同意书。在回答观众关于他或他的团队是否接受过征得试验参与者同意的培训时,贺建奎指出,他参考了美国国立卫生研究院的指导方针。
但这似乎并不令许多研究人员满意。马科维茨表示:“目前尚不清楚他是否拥有我们美国人认为的机构审查委员会的充分监督。”“那些真正自愿做这件事的人,这些人是否真的自愿做这件事,是否在他们对正在做的事情没有清楚了解的情况下做了这件事(也不清楚)。”
事实上,美联社的文章指出,同意书称该项目为“艾滋病疫苗研制"方案。
北卡罗来纳大学的斯旺斯特伦表示同意,并补充说,由于何建奎的资金来源尚不清楚,也不清楚是谁监督了这项实验中使用人体实验对象。他说:“如果有人要做这样的事情,如果是以研究和科学的名义做这件事,应该有更广泛的理解。”“当你开始进行人体实验研究时,我们有很多基础设施可以发挥作用。在不了解细节的情况下,人们会有一种感觉,这些东西都坏了。”
所有的不确定性、透明度的缺乏和故意的保密也极大地加剧了对贺建奎的怀疑。“这并不是我们在科学中做事的方式,”马科维茨说。“如果我们有惊天动地的事情,它们通常会出现在同行评议的出版物上,而像这样的事情肯定会出现在像这样的杂志上自然,或科学,或者类似的东西。所以,以这种方式来呈现它会让人走出去,‘真的吗?’”
纽约大学的卡普兰说,他对贺建奎对美联社说的一些话尤其恼火:“我感到一种强烈的责任,不仅要创造第一个,而且要成为一个榜样。社会将决定下一步该怎么做。”
卡普兰说,这是一种倒退——首先,社会进行讨论,决定对某事做什么,然后研究人员进行实验。“你不会做了之后说,‘哈哈,想想办法。克隆就是这样完成的,有点安静,然后这是多利羊。它可以释放出大量的反作用,使整个领域倒退。人们会说,‘好吧,这些叛变的家伙,我们不知道他们到底想要什么,我们最好确保没有资金支持他们,或者我们最好阻止他们。’克隆的经验很有启发性,告诉我们为什么你不能只是说,‘嘿,我要做点什么,’就这样,”他补充道。
事实上,现在有人担心资助者可能决定从整个基因编辑科学中退出,即使该领域正在获得巨大的发展势头。
马科维茨说:“他以一种非常可vwin德赢ac米兰合作疑的方式滥用技术,我认为他违反了人类研究的一些非常基本的原则,即负责任地应用科学,甚至以一种有益于人类的方式应用科学。”“我希望他不要倒退,而是推动这一领域的发展,因为体细胞编辑对于患有遗传疾病的人或家庭可能确实很重要,这些疾病可能适合这种类型的编辑。当我看到这样的事情时,我很难过,我说不出更强烈的话来。我怀疑你会和一个科学家或学术医生交谈,他们会有不同的感觉。”
至于贺建奎的数据,他在本周的演讲结束后指出,他的论文目前正在编辑中,他计划将其发送给其他专家进行进一步评论,尽管到目前为止他拒绝将其提交给bioRxiv。
但在卡普兰看来,任何有声誉的同行评议期刊都不应该发表这篇论文。“你想谴责这个家伙。我认为他应该把一些东西放到网上,但我认为期刊编辑应该明确表示,如果你不遵守适当的监管要求,那么你就不会被发表,”他说。“让编辑们大声说出来,如果他的论文不符合知情同意、委员会审查、国家政策等方面商定的标准,他们就不会在今天或将来发表他的论文或类似的东西。”
卡普兰还呼吁召开一次专家会议,就生殖细胞基因组编辑的可执行国际标准达成一致并发布指导意见——他指出,目前还没有任何国际标准。
卡普兰总结说:“在人类实验的历史上,即使你是第一个,即使你实现了一个目标,如果你与社区的道德格格不入,你就不能成为英雄。”“你最终会变成一只奇怪的鸭子。”