基因矯正導讀:科學技術每天都在發生變革,又一個新的科技革命已經來到,并將從根本上改變化們的生活,這就是以基因解碼為基礎,以基因矯正技術(在研究領域稱之為基因編輯)為工具,以干細胞為載體,在出生前和出生后,對基因病、遺傳病、罕見病實現徹底治療。

心臟病是一種高發疾病,有不同的各類和形式,這些疾病經常在沒有征兆時危及人的生命。可以引起心臟病的基因序列有很多,佳學基因通過建立《人的基因序列變化與人體疾病表征》數據庫,在獲得人的人部基因序列后,通過基因解碼技術分析評價每一個可能產生心臟病的基因序列。一般情況下,正常人的與心臟功能有關的基因序有數千萬個A,G,C,T的字母組成,而每一個人在家族的延續過程中,已經積累有數十萬個與其他人不一樣的基因,在這些基因中,會有一個在疾病的發生中起關鍵性的作用,找到這人上關鍵的基因的過程叫做致病基因鑒定基因解碼。發病這具致病基因序列后,有可能找到可用的藥物實現治療、通過婚前干預、完美寶貝技術讓后代或者二胎不再患有這種疾病。還可能通過基因矯正技術,把孩子的致病基因換了,生一個健康的寶貝,這個技術在2017年8月,已經在實驗室成功實現。

通過基因解碼發現一個肥厚型心肌病的病人的MYBPC3的基因序列發生了變化,正是這種變化使這個人及其家人罹患這種心臟病。這種心臟病在全球的發病率約為 1/500,但是同樣是心肌肥厚,不同的人發生變化的基因名稱、基因位置都不一樣,但是所有心肌肥厚的患者都會產生心原性猝死和心力衰竭。很多年輕的運動員、精力旺盛的企業家,大型企業的高管會猝死,肥厚性心肌病是其中的一個原因。對于MYBPC3這個基因來說,只要父母一方攜帶的MYBPC3基因中出現變異,就能導致肥厚型心肌病。

要想阻止這種病疾病在孩子身上,首先需要通過致病基因鑒定基因解碼找到自己的哪一個基因出現了突變,這個突變的位置在什么地方。因為每一個人的基因序列都不一樣,導致他人得同樣疾病的原因不一定是自己的發病原因,所以要想不讓自己的孩子得病,一定要對自自己的基因進行全基因序列分析,至少要采用全外顯子分析。采用全外顯子雖然經濟一點,但是個人要承擔一定的風險。

找到致病基因后,通過人式授精的方式,在體外獲得多個胚胎。由于我們已經通過致病基因鑒定基因解碼找到具體的基因位點了,我們就可以在體外對試管嬰兒產生的多個胚胎進行篩選,只讓健康的、不攜帶有致病基因的胚胎進入母親的體內,發育成為正常的胎兒。這個技術在研究機構叫做胚胎植入前遺傳篩選(PGS)或者是胚胎植入前臨床診斷(PGD),在佳學基因,則有一個更容易叫的名字叫做“完美寶貝”技術。

完美寶貝技術是一系列技術,挑選胚胎的技術只是其中的一個,另一個是基因矯正技術,學術研究領域稱之為基因編輯技術。如果產生的授精卵數量有限,沒有健康的胚胎,可以采用基因矯正技術將明確致病基因位點的基因給換掉。針對2017年8月進行的這一例心肥厚性心肌病患者,首先讓患病的爸爸提供精子,這保證了家族的血緣下統,然后從健康的女性體內獲取卵子,這樣獲得了可以發育成小孩的胚胎。但是這些胚胎中含有致病基因,緊接著,采用基因矯正技術,將致病基因給換掉。結果在58個胚胎中,有42個完全消除了基因突變,成功率高達72%。大約三分之二的胚胎經過矯正后,每不細胞里的兩份MYBPC3基因都是正常的。這樣做的結果是,這些胚胎發育成的胎兒不僅不會患病,他們的后代也不會再產生這種病了。一次基因矯正,終止了這個難治疾病在家族中的傳播。
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基因矯正的變革性力量
在這一項研究結果公布于世之前,中國的一些科研團隊已經報道了使用CRISPR-Cas9改變人類胚胎中的疾病相關基因的研究。瑞典和英國也正在開展這項工作,研究人類胚胎發育的早期階段。這些研究主要是為了了解基本的生殖和發育生物學,以及導致早期流產的一些原因。
但2017年8月的結果解決了基因矯正的兩個基本問題,基因矯正的準確性和特異性問題。也就是在基因矯正過程中只修改導致疾病的基因,不要將正常的基因改成壞的。第二個問題是要將人體內的所有細胞的致病基因都替換掉。
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基因矯正技術的使用爭議
雖然世界各地的基因編輯專家對這項成果都表示了肯定,但同時指出了許多限制。澳大利亞國立大學遺傳學家Gaetan Burgio認為,這項研究的范圍是非常有限的,還不太可能用基因編輯技術來替代現在所用的胚胎篩選技術。
因為目前來看,雖然沒出現在錯誤的位置進行修改的問題,但是完全絕對的正確還沒有做到。雖然對于以前的技術來說,已經是個長足的進步,但如果用于臨床的話,還是有一定的風險。另外,美國FDA明確表示不會考慮批準在胚胎水平上進行編輯,連研究都不資助。佳學基因的專家則認為,鑒于基因編輯和基因矯正技術的強大力量,中國應當采用創新的思維,鼓勵開發和應用這些技術。
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學術研究支持:
1.Hong Ma, Nuria Marti-Gutierrez, Sang-Wook Park et al.?Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos.?Nature, Published online 02 August 2017, doi:10.1038/nature23305
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