双胞胎女婴到底会怎么样?

CCR5基因经过编辑后会产生什么后果,Nature上的多位专家谈了自己的看法。

双胞胎女婴到底会怎么样?

两周前,贺建奎的声明震惊了世界,他培育出了第一批经过编辑的婴儿,一对双胞胎姐妹。事实上,他的实验存有许多问题,但研究人员最关心的是基因改变对女婴健康的潜在影响。

贺建奎在YouTube上发布的几段视频中说,他给这名女性植入了经过编辑的胚胎,是为了使一种允许艾滋病毒感染细胞的基因失效。因为,在中国,艾滋病毒感染仍被视为一个极大的耻辱。

自20世纪90年代中期以来,CCR5基因一直是重点研究对象。CCR5蛋白在一些免疫细胞表面表达,HIV利用它潜入细胞。贺建奎称,将这种被称为CCR5的基因作为研究目标,是为了提供对艾滋病毒感染的保护。

贺建奎在香港的基因组学研究会议上说,这对双胞胎中产生的突变,在大约10%的欧洲人中自然存在,能够对HIV产生抵抗。在1996年,科学家就发现了这个突变,称为CCR5-Δ32,能使携带者对HIV产生抵抗。

科学家们对贺建奎的说法进行了反驳:从得到的信息看,女婴身上产生了三种不同的突变。宾夕法尼亚大学的遗传学家基兰•穆斯努鲁预测,这些突变将使该基因失效。从贺建奎的展示文件中可以看出,其中一个女婴基因的两个副本都被破坏了,另一个至少有一个副本还算正常。

事实上,科学家们才刚刚开始了解CCR5在HIV之外的作用。例如,丧失CCR5功能被证明能增强小鼠的学习能力,但会增加对某些传染病的严重或致命反应的风险。过去的20年里,许多研究表明CCR5在一些严重的感染和慢性疾病中也有助于保护肺、肝和大脑。比如,它对西尼罗河病毒具有良好的防护作用。

西尼罗河病毒由蚊子传播,在欧洲、非洲和美洲很常见。大多数感染者就算没有表现出任何症状,也有20%患有此症,其中一些可能会危及生命,如脑膜炎或脑炎。菲利普•墨菲是美国贝塞斯达国家过敏和传染病研究所的免疫学家,他做过的实验表明,没有功能性CCR5基因的人的发病率会高4倍。

说到西尼罗河病毒,它在中国很少见。但CCR5蛋白与称为β-趋化因子的蛋白质相互作用,可以帮助人体对黄病毒产生免疫反应。包括蜱传病毒,导致登革热和黄热病的病毒,以及西尼罗河病毒。研究发现,带有CCR5-Δ32的人更易患蜱传疾病,发生严重脑炎,并对黄热病疫苗产生严重反应。

也就是说,流感可能对双胞胎姐妹的杀伤力很大。小鼠实验表明,CCR5蛋白有助于招募关键的免疫细胞来对抗肺部的病毒。没有这个基因,这个防御系统就会失败。西班牙的一项研究发现,没有CCR5-Δ32的人死于流感的可能性是平均值的四倍。而中国,正是流感爆发的重点地区。

另外,科学家们还发现,在患有多发性硬化症的人群中,那些没有CCR5-Δ32的人死亡的可能性是没有突变的人的两倍。CCR5在其他慢性疾病(如丙型肝炎或糖尿病)中可能发挥的作用还尚不清楚。

但是,根据同意书中的信息,这些信息基本都没有传达给女孩的父母或参与他实验的其他夫妇。

其它的一些研究表明,在小鼠实验中,有缺陷的CCR5可以产生积极的作用。没有这种基因的小鼠更早学会了走迷宫,记住痛觉刺激的速度也更快。总体而言,基因的删除能使动物的认知能力提高了30-60%。

英国卡迪夫大学的神经科学家凯文福克斯很想知道:这对双胞胎的学习速度会不会比没有突变的学生更快?但其他科学家对这种说法持怀疑态度。

都柏林三一学院的遗传学家凯文•米切尔认为,人类的智力是由成百上千个基因决定的,在老鼠身上看到的效果可能不会在人类身上体现出来。这种突变甚至可能对认知产生负面影响。例如,加速记忆的形成,却难以过滤掉不重要的记忆。

米切尔认为:即使这种突变确实对人类有认知影响,但这并不是一种必然。可能并不意味着这会是一件好事。

加州大学洛杉矶分校神经学家席尔瓦•阿尔奇诺赞同这种观点,他认为:任何影响都可能是不可预测的。他说:“在神经科学中,这种受体的缺失带来了一些好处,也很可能导致某些形式的认知功能缺失。”

今天,尽管对这种突变的研究越来越多,但很难就其总体影响得出结论。只有少数人有这种突变,因此很难招募大量的参与者进行研究。

然而,缺乏一个有效的CCR5基因的潜在后果可能比我们目前所确定的更严重。我们所知道的可能只是冰山一角。

参考文献:

https://www.nature.com/articles/d41586-018-07713-2

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