據(jù)國外媒體報道，所謂的“設(shè)計嬰兒”（designer baby）可能不再是一件非常遙遠的事。2017年，我們見證了許多基因工程領(lǐng)域的新聞，其中大部分都涉及對基因片段進行剪切和粘貼（即基因編輯）的CRISPR技術(shù)。

最引人關(guān)注的一個新聞是，CRISPR可以修改人類胚胎，糾正一種相對常見且往往致命的突變。

從事這一前沿研究的是頗具爭議的美國細胞生物學(xué)家舒哈拉特·米塔利波夫（Shoukhrat Mitalipov）。他表示，他的團隊不僅使用CRISPR來修改新受精胚胎中的突變，而且所采用的機制如果不算新穎，至少也是非同尋常?？茖W(xué)界很快對此做出了直接且負面的反應(yīng)。他們并不認同這一實驗。近日，在米塔利波夫曾發(fā)表最初成果的《自然》（Nature）雜志上，有兩組研究人員發(fā)表了對其2017年論文的尖銳批評——文中充滿了首字母縮寫詞和各種示意圖。米塔利波夫試圖做出回應(yīng)，因為如果科學(xué)性不能保證的話，倫理問題就不那么重要了。

我們都知道嬰兒是怎么產(chǎn)生的，對吧？米塔利波夫的團隊并沒有以常規(guī)方法來獲得胚胎。在美國，利用已有的人類胚胎進行科學(xué)研究在絕大多數(shù)情況下是禁忌，因此科學(xué)家采用含有突變型MYBPC3基因的精子使正常人類卵子受精。這種突變基因會引發(fā)名為肥厚性心肌癥的疾病，而該疾病是導(dǎo)致年輕運動員猝死的最常見原因。具有兩份突變型MYBPC3基因拷貝——分別來自母親和父親，或者用遺傳學(xué)術(shù)語說，是同源的等位基因——的人很少能在兒童時期存活下來。只具有一份拷貝（雜合子）的人往往會隨年齡增長而出現(xiàn)心臟問題。

為了修正這一變異，米塔利波夫的團隊利用CRISPR技術(shù)將變異基因從父系染色體中剪切出來，然后插入一個合成的修改版本。不過，基因編輯的第二步并沒有發(fā)生。相反，根據(jù)米塔利波夫的分析，細胞復(fù)制了來自母體染色體的野生型基因，并將其插入到剪切位置。結(jié)果就是，胚胎具有兩個野生型等位基因。這一過程被稱為“同源依賴性修復(fù)”或“同源（基因）間修復(fù)”。

“一些作者一直在研究DNA修復(fù)，不知為何他們忽視了這頭房間里的大象（比喻問題因太過龐大或麻煩而沒有人愿意去碰），”在俄勒岡州衛(wèi)生科學(xué)大學(xué)擔(dān)任胚胎細胞與基因治療中心主任的米塔利波夫說，“我們指的是基因修復(fù)領(lǐng)域中有一道巨大的知識鴻溝。我們不確定它是否發(fā)生在體細胞譜系中，但是在胚胎譜系中，我們現(xiàn)在已經(jīng)證明了這一點。”

胚胎學(xué)家和細胞生物學(xué)家并不認為他們忽視了“大象”。他們認為所謂的“大象”并不存在。一篇批評文章的第一作者、南澳大利亞健康與醫(yī)學(xué)研究所SA基因組編輯主管保羅·托馬斯（Paul Thomas）說：“我們認為有另一種解釋。”托馬斯的工作顯示，在小鼠身上，CRISPR往往會從基因組中剪切出大塊的DNA，即所謂的“大段刪除”（large deletion）。他猜測米塔利波夫研究組的胚胎中也發(fā)生了同樣的過程，而他們忽視了大段刪除造成實驗失敗的可能。“如果染色體上發(fā)生了大段刪除，你就需要具體地分析這一事件，”托馬斯說，“如果你是用他們所用的檢測方法，一種非常標準的檢測方法，那就無法檢測出來。”

換句話說，這就像在一天結(jié)束之后，通過計算貨架上的東西來弄清楚面包店制作了多少種百吉餅。統(tǒng)計數(shù)據(jù)會告訴你，這家面包店主要制作藍莓口味，但這是因為像蒜香、加鹽和原味等口味在你統(tǒng)計之前就已經(jīng)賣完了。你的統(tǒng)計會高估藍莓口味占所有百吉餅的比例。

這是否可能是小鼠和男性的問題？當(dāng)然有可能。“很顯然，有越來越多的研究發(fā)現(xiàn)了小鼠胚胎中的大段刪除。尚不清楚的是，人類胚胎中是否也發(fā)生了大段刪除，目前我們只有屈指可數(shù)的一些研究結(jié)果，”托馬斯說道。

于是，米塔利波夫的團隊又回到了實驗室。他們將原先的樣品拿出來，重新進行了檢測。他們采用的是聚合酶鏈式反應(yīng)（PCR）技術(shù)，可以對足夠大量的DNA進行測序和分析。這一次，他們分析了染色體中較長的一段。“我們的檢測使用了大規(guī)模PCR，檢測了超過10000個堿基對，但我們還是沒看到任何刪除，”米塔利波夫說道。他原本就不期待有什么發(fā)現(xiàn)。他的小組在第一篇論文中報告了修復(fù)基因突變的成功率大約為70%。米塔利波夫表示，很難相信他的研究中有70%的胚胎具有CRISPR引起的大段刪除；如果真的這樣，那這種技術(shù)就無法適用了。

事情并沒有就這么結(jié)束。“我們非常驚訝他們沒有在回應(yīng)文章中提及的任何樣品中發(fā)現(xiàn)任何刪除的證據(jù)，”托馬斯說，“我們認為他們并沒有完全排除這種可能性。”托馬斯的論文合著者之一法特瓦·阿迪庫蘇馬（Fatwa Adikusuma）提出，更加精準的檢測方法——比如qPCR（能定量分析DNA的量）——或許可行。米塔利波夫還沒有嘗試過這種方法。

其他團隊也有各自的問題。例如，由哥倫比亞大學(xué)的迪亞特·艾格利（Dieter Egli）和紀念斯隆-凱特琳癌癥中心的瑪利亞·賈辛（Maria Jasin）所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組（包括直言不諱的哈佛大學(xué)生物技術(shù)專家喬治·丘奇）關(guān)注了CRISPR復(fù)合體如何能獲得母體野生型基因的問題，因為早期的細胞分裂中，母體和父體的貢獻是分開的。米塔利波夫稱，原核中的親本DNA有足夠的接觸時間，使修復(fù)過程起作用。“如果這種說法是對的，那么這些胚胎中沒有出現(xiàn)更多的鑲嵌現(xiàn)象就很令人費解，”加州大學(xué)戴維斯分校的細胞生物學(xué)家保羅·諾福勒（Paul Knoepfler）說道。“鑲嵌”現(xiàn)象是指單個生物的不同細胞中具有不同的基因組。“CRISPR的介入時間太晚，比如在雙細胞胚胎階段，這很可能會導(dǎo)致不同的基因結(jié)果，”諾福勒說道。這些可能會在之后產(chǎn)生不太健康的胚胎。

所以，有沒有可能米塔利波夫是對的？瑪利亞·賈辛說：“正如論文中所說，新的數(shù)據(jù)與基因修復(fù)結(jié)果是一致的。”不過她也表示，米塔利波夫的回應(yīng)表明了這類研究有多么困難。在他的研究中，有一個胚胎顯示出“等位基因脫扣”（allele dropout）的現(xiàn)象，即研究團隊無法在雙親中同時檢測到等位基因?，斃麃?middot;賈辛補充道：“我們不確定同源基因間重組引起的基因修復(fù)是否發(fā)生在所有胚胎中，或者部分胚胎中，或者在最極端情況下，沒有一個胚胎發(fā)生這樣的修復(fù)。”

包括米塔利波夫在內(nèi)，所有人都表示，這一切還需要更多研究才能有確定答案。對他來說這沒有什么關(guān)系；他明白人們對他所說的話和所做的事都有很多擔(dān)憂。如果他的方法確實有效，那也只能適用于具有單個野生型基因拷貝的胚胎。一方面，細胞必須具有一個野生型基因版本才能復(fù)制。但更重要的是，新的想法需要更多時間和工作才能滲透到一個領(lǐng)域中。“現(xiàn)在有很多教條，特別是在生物學(xué)領(lǐng)域，”米塔利波夫說，“而我們帶著實驗結(jié)果闖入了這個領(lǐng)域，說這是人類胚胎中一種未知但十分強大的修復(fù)途徑。”

想讓“教條”為這種方法讓路顯然需要時間。“在某種程度上，米塔利波夫的團隊加強了他們的實例，”諾福勒說，“也許這指明了我們從根本上理解早期人類胚胎中新機制的方向，但也有可能在一年之后，我們將以完全不同的角度看待這一問題。”當(dāng)然，無論哪種結(jié)果，對于最終的臨床實踐，都要求超過70%的成功率。這也意味著，科學(xué)家還需要在實驗室中進行更多的工作，努力使原本非常遙遠的事情變得更有現(xiàn)實可行性。（任天）