美國首個人類胚胎 CRISPR 基因編輯實驗,成功剪掉心臟病基因

(圖:Pivet Medical Center)

美國科學家利用 CRISPR 技術,從一個人類 1 細胞期胚胎中去除了引發肥厚型心肌病的 MYBPC3 基因,再次展示了 CRISPR 強大的基因編輯能力。

這是美國首例人類胚胎的基因編輯實驗,目前僅在實驗室進行。人類有一萬多種疾病由單個基因異常引起,如果使用 CRISPR 技術在胚胎期進行「矯正」,將可以治癒一系列遺傳性疾病,拯救上百萬生命。

用 CRISPR「矯正」致病基因

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)在人群中的發病率為 1/500,平常沒有明顯癥狀,一旦發作,患者心搏停止,繼而死亡。目前該疾病沒有有效的治療手段。

實驗中,研究人員使用 12 位女性捐獻者的卵子和一位攜帶 MYBPC3 基因的男性精子構建人的胚胎。然後,當精子被注射到卵子內時,CRISPR 發揮作用,剪掉缺陷基因。 隨著胚胎的分裂和生長,很多細胞都利用母本基因組中相應的正常基因進行了自我修復,「糾正」了原有的缺陷基因。實驗中,72% 的細胞看起來得到了糾正,研究人員也沒有觀察到任何脫靶效應。

來自俄勒岡健康與科學大學(Oregon Health and Science University)的主要作者 Shoukhrat Mitalipov 介紹說,實際上,研究人員沒有編輯或修飾任何基因,僅僅用 CRISPR 技術糾正了突變基因。以後,這項技術有可能大大減輕攜帶這種遺傳疾病的家庭負擔。

技術與倫理——基因編輯的(爭議性)新時代?

基因編輯是一個爭議性的研究領域,尤其是本研究中,DNA 的改變發生在生殖細胞中,理論上可以遺傳給後代。不過,本研究中的胚胎只生長了幾天,研究人員從未打算、實際上也沒有將任何一個胚胎移植入子宮中。 事實上,美國現行法令禁止移植基因編輯的胚胎。這項研究符合美國國家科學、工程和醫學院關於使用 CRISPR 編輯人類基因的相關規定。

威斯康星-麥迪遜大學的生物倫理學家 Alta Charo 認為,這項研究所展示 CRISPR 治療遺傳病的潛能,超過該技術引起的擔憂。在研究如何安全、準確編輯胚胎基因的道路上,這項研究邁出了重要而鼓舞人心的一步。

當然,正如 Mitalipov 強調的那樣,在這項技術投入使用之前,必須制定相應法規,避免技術的誤用或濫用。

前景與展望

繼肥厚型心肌病之後,研究人員的下一個目標是引起乳腺癌的 BRCA 基因。

人類有一萬多種疾病由單個基因錯誤引起。在人胚胎階段編輯單個基因,比編輯成人體內的一群細胞要簡單得多。Mitalipov 希望,將來,這項技術可以治療一系列遺傳病,拯救人們的生命。

 

資料來源:

  1. Ma, H., et al. (2017). Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos. Nature, 548, 413–419. doi:10.1038/nature23305
  2. Robinson, E. (2017, August). Study in Nature demonstrates method for repairing genes in human embryos that prevents inherited diseases. OHSU.
舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。