2016 年,當一名嬰兒出生時有著三名親身父母(biological parent)時,許多人對於道德問題、以及過程是否安全抱持著疑慮。

技術目的與疑慮

在實驗的過程當中,母親的細胞核 DNA(nuclear DNA,nDNA)被移植到捐贈的卵中,而這顆卵自己的 nDNA 被移除掉。接著,醫生們使用丈夫的精子,讓這顆有著移植 nDNA 的卵受精。

這項過程目的是避免小孩遺傳到一種罕見的神經疾病—萊氏症候群(Leigh syndrome),可能會從母體粒線體(mitochondria)傳到孩子身上。

人類胚胎中多數的 DNA 是來自卵與精子當中的細胞核。但是身為細胞中發電場的粒線體也包含了些 DNA。在細胞核當中,有多達 25,000 種基因,而在粒線體當中只有 37 種。精子包含了一些粒線體 DNA,但是在受精過程中會被摧毀。因此,只有母親的粒線體會被留下而被複製。

在一些由母體粒線體中的病理變異所造成的疾病當中,萊氏症候群是其中之一,每 5000 名小孩中就有一位受到影響。罹患萊氏症候群的小孩通常不會活過兩歲或三歲。他們會喪失心理、運動及吞嚥能力,且會呼吸困難、嘔吐腹瀉、以及難以成長。

疑慮在於說,在紡錘體轉移(spindle transfer)時所提取的母體粒線體痕跡會成倍增加,而帶給孩子健康上的問題。紡錘體轉移的步驟包括從卵中提取紡錘體狀的染色體組,這些染色體包括了母親的 nDNA。

研究調查

然而,一項研究觀察了在受精五天之後,這個過程對個別細胞的基因所造成的效果。該研究發現,它們與控制組之間沒有差異,這代表說該過程不會影響胚胎的早期發育。

在囊胚發展階段,研究人員使用單細胞三組定序方法(single-cell triple omics sequencing method)來檢視多打細胞的基因組、DNA 甲基化組(DNA methylome)、以及轉錄組(transcriptome)。

研究作者們報導說:「我們的結果認為,在胚胎發育上,紡錘體轉移似乎一般而言是安全的,只有囊胚階段,DNA 去甲基化(DNA demethylation)的過程上有小小的延遲。」

研究共同作者,位於北京中國人民解放軍總醫院(Chinese PLA General Hospital)的婦產科醫生 Wei Shang 說:「粒線體置換療法(Mitochondrial replacement therapy)是一個具爭議性的領域。藉由我們的研究,我們希望提供該技術發展的基礎。」

哥倫比亞大學的幹細胞生物學家狄特里奇·艾格利助理教授(Dietrich Egli)告訴科學期刊《自然》(Nature)說,有鑑於它高品質的數據,這個研究「既獨特又棒」。他說:「這是第一項研究,對從紡錘體轉移所創造出來的胚胎,進行了如此綜合的研究。」

仍需長期觀察

2016 年,使用捐贈者的粒線體與紡錘體轉移法而誕生的第一名小孩,在出生七個月後並沒有任何健康問題,但是長期的效果還不知道。

中國杭州西湖大學(Westlake University)的粒線體生物學家蔣敏博士說:「母體的粒線體與細胞核已經共存很長一段時間了,所以或許,細胞核會比較偏好有著母體粒線體的細胞。目前,研究顯示紡錘體轉移是能夠運作的。但是使用這項療法而誕生的小孩,他們的長期健康需要在臨床試驗上進行調查。」

在 2016 年的案例中,少於 5% 帶著病理變異的母體粒線體 DNA 被轉移。目前的技術能夠將其減少至 2%。

英國及澳洲政府已經讓粒線體捐贈合法化,以避免嚴重的基因遺傳疾病。但這在美國依然是禁止的,而在中國,則不確定其合法性。

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參考資料:

  1. Nelson, F., (2022, September 10). New Study Reveals the Safety of a Controversial 3-Parent Embryo Technique. ScienceAlert
  2. Qi, S. et al., (2022, August 16). Single-cell multiomics analyses of spindle-transferred human embryos suggest a mostly normal embryonic development. PLOS Biology. doi.org/10.1371/journal.pbio.3001741
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/new-study-reveals-the-safety-of-a-controversial-3-parent-embryo-technique(圖:Science Photo Library – ZEPHYR/Getty Images)
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