少妇人妻中文字幕久久,无码色播在线观看,亚洲成av人无码不卡影片一,澳洲精品不打码在线观看

首頁>尋醫(yī)·問藥>醫(yī)藥科技醫(yī)藥科技

咔嚓咔嚓,剪碎遺傳病的詛咒

2017年08月10日 10:26 | 作者:郭路瑤 | 來源:中國青年報
分享到: 

美國遺傳學(xué)家南希·韋克斯勒,一生都在和“魔鬼”做斗爭。魔鬼已殺死她的外祖父、母親及3個舅舅,有一天可能也會找上她,先控制她的身體,再奪去她的意識:讓她的全身肌肉不規(guī)律地抽動,逐漸不能走路、說話、思考,甚至產(chǎn)生幻覺,直至死亡。

這個魔鬼被稱為“亨廷頓舞蹈癥”。經(jīng)過長達14年的研究,韋克斯勒終于找到這種遺傳病的致病基因所在,它位于人類第4號染色體的短臂上。但她還未找到治愈方法,對許多患病家族來說,這個不斷傳遞的基因,就像一個難以打破的命運詛咒。

如今,基因編輯技術(shù)終于有望破除詛咒。不久前,美中韓科學(xué)家利用CRISPR“基因剪刀”,修正了人類胚胎中一種和遺傳性心臟病有關(guān)的變異。這是科學(xué)家第一次安全編輯人類早期胚胎DNA。

研究人員稱,實驗使用的胚胎,不會被植入人類子宮,這一進展仍然引發(fā)了爭議。有學(xué)者認為,這一技術(shù)具有巨大應(yīng)用前景,未來可對付亨廷頓舞蹈癥等1萬多種單基因遺傳病。也有學(xué)者警示,編輯生殖細胞基因并致人類懷孕,是絕對不可逾越的“紅線”。

在韋克斯勒看來,對于遺傳病患者及其后代,CRISPR基因剪刀或?qū)⒊蔀樵{咒終結(jié)者。

被人類發(fā)現(xiàn)前,基因剪刀已經(jīng)存在了億萬年

“這有點像‘個人一小步,人類一大步’的時刻。”得知這項實驗成功后,生物化學(xué)家詹妮弗·杜德納在一封電子郵件中寫道。

她是CRISPR基因剪刀的發(fā)現(xiàn)者之一。2012年,她在《科學(xué)》雜志發(fā)表相關(guān)論文時就料到,這項技術(shù)勢必掀起研究熱潮。然而這股浪潮之猛,遠超她的想象,至今絲毫沒有減退的跡象。

尋求建議和合作的郵件,塞滿了她的郵箱。每天,都有關(guān)于CRISPR的論文發(fā)表。修改植物基因、改變蝴蝶翅膀的模樣、建立人類疾病的大鼠研究模型……CRISPR的應(yīng)用遍地開花。不出兩年,這把剪刀就用到了人類胚胎上。3位中國科學(xué)家先后實施實驗,嘗試編輯人類早期胚胎中的致病基因。

這把基因剪刀的發(fā)現(xiàn)完全是偶然。

CRISPR,讀起來和英文單詞“保鮮盒”一樣,發(fā)音帶著一點清新的味道。但它的學(xué)術(shù)全稱相當(dāng)古怪——“成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列”。這個繞口的名稱,似乎也暗示著,它不是人類特意創(chuàng)造出的。

在被人類發(fā)現(xiàn)前,CRISPR早已在自然界存在了億萬年,是一些細菌基因組上的DNA重復(fù)結(jié)構(gòu)。研究者原本以為,它們不過像人類的闌尾一樣多余。隨著研究深入,科學(xué)家逐漸發(fā)現(xiàn),夾在這些重復(fù)序列中的奇怪片段,竟是一張張“快照”,記錄著曾經(jīng)侵犯過它們的病毒遺傳信息。一旦發(fā)現(xiàn)特定病毒再犯,細菌體內(nèi)來回巡邏的蛋白質(zhì)“哨兵”,能快速將病毒的DNA切割成片段。

沒想到,最古老的細菌免疫系統(tǒng),轉(zhuǎn)身變成了人類最前衛(wèi)的基因剪刀。2012年,杜德納和合作者卡朋特首先提出,由于CRISPR系統(tǒng)特有的DNA切割功能,它可以作為新一代的基因編輯工具,人類完全可以對這個系統(tǒng)進行“編程”。刪改指定的DNA序列,就像電腦編輯文字一樣。

基因剪刀的發(fā)現(xiàn),也意味著,對那些魔鬼般的致病基因,人類或許可以干凈利落地切下,然后組裝上正常的健康基因。

在世界上許多地方,人們?nèi)员贿z傳病的詛咒籠罩著。委內(nèi)瑞拉馬拉開波湖邊的一個小村莊,有著世界上最高的亨廷頓舞蹈癥發(fā)病率。那兒的湖水像天空一樣湛藍,但患者的臉卻因疼痛而扭曲,腿萎縮得像樹枝一樣纖細。

幾年前,韋克斯勒回訪這個她曾深入研究的村莊,遇見了40歲的西羅。他是一位父親,也曾是一個優(yōu)雅的鼓手,一個健壯的漁民。但疾病逐漸摧毀了他,他的身體不受控制地扭動著,他14個孩子中的10個,被診斷為亨廷頓舞蹈癥。因為一個世代相傳的基因,他們的命運,在出生之前就已注定。

改造基因,似乎成了解除咒語的唯一辦法。

新一代基因剪刀,必須更精細,更安全

早在1963年,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)才被發(fā)現(xiàn)10年,便有諾貝爾獎得主大膽預(yù)言,基因治療手段的出現(xiàn),“只是時間問題”。

1990年9月14日,這一預(yù)言第一次成為現(xiàn)實。醫(yī)生“用顫抖的雙手打開閥門”,將白細胞重新輸回一個14歲女孩體內(nèi)。這位長期被各種細菌感染折磨的小病人,患有重癥聯(lián)合免疫缺陷病,由于遺傳突變,她的免疫系統(tǒng)幾乎完全失靈。然而,她的白細胞在接受基因改造后,幾乎恢復(fù)了正常功能。

主治醫(yī)生安德森在才創(chuàng)刊的《人類基因治療》雜志上發(fā)表了一篇文章。標(biāo)題就一個詞——“開端”。

“人類從此開始揮舞上帝的手術(shù)刀,修改自身的遺傳信息,對抗億萬年進化留給自己的病痛折磨。”在《基因編輯簡史:上帝的手術(shù)刀》一書中,浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院教授王立銘寫道。

不過,人類當(dāng)時揮舞的這把手術(shù)刀,還沒那么好用。它利用失活病毒侵染人類細胞,將DNA片段送入細胞內(nèi),但只能簡單地插入序列,不能刪除或替換。對亨廷頓舞蹈癥及許多其他遺傳病,這一方法并不奏效。

更重要的是,這些病毒的安全性也很難保證。

1999年,一個名叫杰西的美國年輕人,在基因治療臨床試驗中不幸去世。這個患有罕見代謝遺傳病的高中畢業(yè)生,義無反顧地接受了試驗,但最終因病毒引起的強烈免疫反應(yīng)死亡。

此后,更糟的消息傳來,一項基因治療手段,竟導(dǎo)致5個兒童患上了白血病。問題同樣出在不聽話的病毒上,它們將外源基因插在了人類基因組的關(guān)鍵區(qū)域,誘發(fā)了白血病。

不聽話的病毒,逐漸讓人類失望。上世紀90年代,超過500項基因治療臨床試驗展開,但沒有一項推進到大規(guī)模臨床試驗階段。人類不得不繼續(xù)研發(fā)新一代基因剪刀,它應(yīng)當(dāng)更精細,更安全。

新武器被稱為基因編輯技術(shù)。王立銘解釋,它起碼得有“三件套”——GPS、剪刀和針線,不僅能精確地找到手術(shù)部位,還能細致地剪切縫補。

在發(fā)現(xiàn)CRISPR前,科學(xué)家已研發(fā)出兩款基因編輯工具,但它們相當(dāng)笨重,操作流程極其繁瑣。源自細菌體內(nèi)的CRISPR,堪稱“蠅量級選手”,不僅大幅減少了基因編輯的工作量,而且操作簡易,極大降低了基因編輯的門檻。

這把新型基因剪刀,已被用來對付韋克斯勒渴望打敗的魔鬼。

不久前,科學(xué)家用患有亨廷頓舞蹈癥的小鼠做了實驗。研究人員利用CRISPR,矯正了它們腦細胞中的致病基因。“奇跡”沒有發(fā)生,這些小鼠未能恢復(fù)到健康水平,但運動能力得到了一定改善。

這遠遠不足以破除詛咒。即便亨廷頓舞蹈癥患者能被成功治愈,他們的后代仍有50%的概率遺傳致病基因,重蹈他們的命運。

對生殖細胞的基因改造,似乎才是終點。然而,它激起了倫理爭議。

閘門打開,要避免基因多樣性遭到破壞

在CRISPR基因剪刀剛被發(fā)現(xiàn)的頭兩年里,杜德納不太愿意討論倫理問題。

“這離我們太遙遠了,現(xiàn)有科學(xué)研究還沒到那一步。”這位生物化學(xué)家抱怨。

CRISPR技術(shù)本身還存在尚未完全攻克的難題,比如“脫靶效應(yīng)”。這把大自然賦予的基因剪刀,有時并不能精準識別目標(biāo)DNA序列,給基因編輯的安全性帶來威脅。

但隨著CRISPR快速應(yīng)用到各個領(lǐng)域,杜德納開始輾轉(zhuǎn)難眠。“人類將試驗改造精子、卵細胞或胚胎基因,試圖創(chuàng)造可遺傳的改變,這似乎注定不可避免。”

最近針對人類胚胎基因的改造實驗,更是成功降低了脫靶效應(yīng)。

就在今年年初,對改造生殖細胞,美國國家科學(xué)院也首次松了口,發(fā)布了《人類基因組編輯:科學(xué)、倫理和管理》報告,建議在嚴格的監(jiān)管和風(fēng)險評估下,基因編輯技術(shù)可用來改造人類生殖細胞和胚胎,但僅限于治療先天遺傳疾病。

許多人擔(dān)憂,閘門如果進一步打開,會不會有人想設(shè)計“完美寶寶”。

在不少科幻小說中,一個階級徹底固化的社會將因此成型。有錢人可以任意改造后代基因,讓孩子成為智力“超人”,底層人向上流動的通道將被鎖死。

但在現(xiàn)實中,“完美寶寶”還太遙遠。身高、相貌、智力等特征,由許多基因共同控制,科學(xué)家尚未完全掌握。目前,基因剪刀最可能影響的,是那些由單基因控制的遺傳疾病。

更多科學(xué)家憂慮,基因多樣性會遭到破壞。

有些致病基因看起來“很壞”,但在特定地區(qū)和時期,卻能讓整個人類物種免遭毀滅。比如腫囊性纖維化是一種隱性單基因遺傳病,能導(dǎo)致各個器官水腫,甚至危及生命。但僅從父親或母親那里遺傳了一個基因拷貝的人,不僅不會發(fā)病,反而可能對霍亂、痢疾和肺結(jié)核擁有額外的抵抗力。鐮刀型貧血癥基因的雜合子,也天然能夠抵抗瘧疾。

杜德納深知這些風(fēng)險。但另一方面,每天都有被遺傳病困擾的人向她求助。有一封郵件令杜德納印象深刻,一個26歲的女孩詢問,是否應(yīng)切除雙乳及卵巢,因為她攜帶了BRCA1基因突變,有60%的概率患上乳腺癌。但即便她沒有發(fā)病,倘若她選擇生育,她的致病基因仍可能遺傳下去。

如果沒有基因剪刀,對于這些人而言,生命就像一場賭局。

比如韋克斯勒。在收集了4000份患者血樣后,她終于找到了亨廷頓舞蹈癥的致病基因,并研發(fā)出容易操作的疾病檢測方法。然而,她自己從未做過測試。這位專門研究基因的遺傳學(xué)家說:“有時候,生活在模棱兩可的不確定性中,反而好一點。”

她永遠無法忘記那天,父親在餐桌上告訴她和妹妹,母親突然發(fā)病了,她們也有50%的幾率患病。之后的歲月里,常去博物館、愛聽古典音樂的母親,終日躺在鋪滿羊毛的病床上。因為她不住地顫抖,身上傷得青一塊紫一塊。直到她去世后,韋克斯勒才覺得,那個熟悉的母親回來了——至少她不再發(fā)抖了。

在可預(yù)期的未來,有效控制風(fēng)險后,基因編輯也許能幫助不少遺傳病家族打破詛咒。但很可惜,正是因為了解與理性,72歲的韋克斯勒一生未做母親。


編輯:王慧文

關(guān)鍵詞:基因剪刀 人類 遺傳病 幻覺 DNA

更多

更多