哥倫比亞大學的科學家以前所未有的精確度編輯了早期人類胚胎的 DNA，這項成就可能為設計具有特定特徵的嬰兒鋪平道路。
多年來，這一前景引發了爭議。一方面，這項技術有一天可以讓父母安全地修復胚胎中引起疾病的突變。但它也可以用來選擇所需的性狀，一些倫理學家認為這種做法無異於優生學。
領導這項研究的哥倫比亞大學遺傳學家 Dieter Egli 呼籲就改變胚胎 DNA 的利弊進行公開對話。 「作為一名科學家，你可以提供數據進行討論，但基本上這就是你停下來並讓其他人控制的地方，」他說。
借助一種名為鹼基編輯的新技術，Egli 博士和他的同事能夠精心替換 DNA 序列中的單一遺傳字母，而不會造成早期基因編輯 CRISPR 中常見的損害。
埃格利博士警告說，這項研究留下了許多有關有害副作用的問題沒有得到解答。 「我們並不是說明天就會在診所使用它，」他說。
埃格利博士和他的同事在網路上發表了他們的研究成果。該研究正在接受審查，以便在科學期刊上發表。
十多年前，CRISPR 發明後，編輯人類胚胎 DNA 的可能性成為了激烈爭論的話題。
2012 年，科學家發現如何創建可以切割特定 DNA 片段的客製化分子。 CRISPR 很快就成為科學家的標準工具：一種透過修改基因組來弄清楚基因如何運作的廉價而簡單的方法。
一些醫療公司開始尋求利用該技術來治療遺傳性疾病。 2023 年，美國食品藥物管理局批准了一種基於 CRISPR 的鐮狀細胞性貧血治療方法。
但科學家知道它並不完美。在某些細胞中，CRISPR分子未能在DNA中找到它們的目標，或有時會切除錯誤的基因片段。
這些擔憂並沒有阻止中國科學家賀建奎在 2018 年使用 CRISPR 改變人類胚胎的 DNA。
隨後，何博士表示，他的目標是讓孩子們獲得對愛滋病毒感染的遺傳抵抗力。但專家譴責他的行為魯莽，中國當局判他三年有期徒刑。
賀建奎在一月接受《紐約時報》採訪時表示，他的實驗生下了三個「美麗、健康的嬰兒」。但孩子們的情況從未得到獨立評估。
2020 年，Egli 博士和他的同事進行了一項實驗，以了解 CRISPR 在人類胚胎中的表現。
他們從攜帶 EYS 基因突變的男性那裡獲得了捐贈的精子，這種突變會導致遺傳性失明。研究人員利用精子使健康的卵子受精，產生了含有一份功能性 EYS 拷貝和一份有缺陷的 EYS 拷貝的人類胚胎。研究人員使用 CRISPR 去除了 EYS 的突變區域。
先前的研究表明，胚胎可以使用健康版本作為指導來修復該基因。只有少數胚胎這樣做了，最終產生了 EYS 的兩個功能副本。
但大約有一半的修復失敗了。有些會切割長段 DNA。有些破壞了EYS基因所在的整條染色體。
「這絕對帶來了災難性的後果，」埃格利博士說。
許多科學家和生物倫理學家認為這些結果進一步證明編輯人類胚胎風險太大，甚至暫時不值得考慮。
但在 2016 年，哈佛大學遺傳學家 David Liu 和他的同事將一種 CRISPR 分子與其他化合物結合起來，創建了鹼基編輯，這是一種編輯基因的新方法。鹼基編輯器不是切割 DNA 片段，而是在一條鏈上切出一個小切口。然後他們可以引導細胞糾正突變。
事實證明，基本編輯通常優於先前的 CRISPR 方法。去年，一名嬰兒在接受一套客製化的鹼基編輯分子後，治癒了一種可能致命的遺傳性疾病。
埃格利博士決定在人類胚胎上進行測試。
在新實驗中，他和他的同事著手改變兩個基因。其中一種稱為 PCSK9，可能攜帶會升高血液低密度脂蛋白水平和心臟病風險的突變。另一個基因 HBG 指導胎兒血紅素的產生。
Egli 博士和他的同事將他們的基本編輯器引入父母捐贈的受精卵和兩細胞胚胎。研究人員沒有發現與 CRISPR 相關的重大危害。
相反，研究人員能夠成功改變 PCSK9 和 HBG 基因。在一些實驗中，他們同時改變了同一胚胎中的兩個基因。
但編輯仍然不完美。有時，鹼基編輯分子無法找到目標 DNA。結果，胚胎中的一些細胞保留了基因的原始版本，而其他細胞則發生了變化。
這些胚胎變成了基因混合物，即所謂的馬賽克。如果胚胎發育成嬰兒，具有相同基因不同版本的細胞可能會導致健康問題。
儘管有這些失敗，但新的結果足夠有力，以至於沒有參與這項研究的俄勒岡健康與科學大學生育專家保拉·阿馬托博士認為這種方法「有希望」。
不過，他表示，當最終結果在期刊上發表時，對其進行檢查非常重要。
維克森林大學的生物倫理學家阿薩·伊爾蒂斯擔心，評估鹼基編輯胚胎的安全性需要比單純尋找受損染色體更嚴格的審查。
「一些潛在的有害影響可能要到出生後才會顯現出來，」他警告。
Nucleus Genomics 的臨床主任、這項新研究的合著者 Nathan Kreff 表示，糾正胚胎中致病突變的能力可能對使用 IVF 的人來說是一個福音，使他們能夠植入本來會丟棄的胚胎。
克雷夫博士說：“在我們達到這一目標之前，還有很多工作要做，但這項研究使我們更接近這一目標。”
Nucleus Genomics 將支持 Egli 博士下一階段的研究。 （聯邦政府不資助出於研究目的而使用人類胚胎的研究。）
未來的一些研究將尋找避免嵌合胚胎的方法。研究人員還將在包含約 100 個細胞的胚胎中測試鹼基編輯。生育診所通常會在該階段冷凍並分析胚胎。
Nucleus Genomics 成立於 2021 年，測試 IVF 胚胎的數千種遺傳疾病。該公司也對胚胎患心臟病和糖尿病等疾病的風險進行預測。它還分析與身高和智力等特徵相關的基因。
去年 11 月，該公司在紐約市地鐵上投放廣告要求通勤者“生下最好的孩子”，引發了爭議。遺傳學家批評 Nucleus Genomics 對智商等性狀的預測缺乏精確性。
批評者指責該公司宣傳優生學的生物技術，但該公司否認了這項指控。
Nucleus Genomics 通訊主管 Kaitlyn Gallacher 在一封電子郵件中寫道：“我們認為自己是最終將此類技術引入臨床護理的自然途徑，作為更廣泛的遺傳學平台的一部分：完整的‘基因優化’堆疊。”
加州大學柏克萊分校的遺傳學家費奧多爾·烏爾諾夫（Fyodor Urnov）並未參與這項研究，他表示，這一結果與先前關於活細胞鹼基編輯的研究結果一致。
但烏爾諾夫博士說，在胚胎上使用這種方法的前景是新穎且有風險的。在正常的體外受精中，會對胚胎進行遺傳異常測試。他認為，這比在許多懸而未決的問題上訴諸新技術更有意義。
「我們應該做自 1978 年以來已經安全有效地做過 1500 萬次的事情，還是嘗試一些我們永遠無法完全消除且風險明顯的事情？」問道。
烏爾諾夫博士推測，這種新方法一旦完善，將會吸引那些不僅想解決遺傳性疾病，還想透過改造胚胎來改善性狀的人。
烏爾諾夫博士在一封電子郵件中寫道：“他們真正所做的是為‘嬰兒飼養者’提供一本超越道德界限的指導手冊。”
然而，目前尚不清楚是否有人能真正以這種方式改變嬰兒。許多人類特徵受到數百或數千個基因的影響。
埃格利博士指出，科學家試圖重寫單一胚胎的基因越多，失敗的風險就越大。
「我認為你可能可以結合三到四個，甚至五個，但我認為這是有限制的，」他說。 “這個界限在哪裡還有待確定。”
