通过最先进的基因编辑技术对人类胚胎进行基因编辑,使得部分胚胎获得了艾滋病病毒的免疫能力,近日,广州医科大学附属第三医院范勇博士团队的研究成果发表在国际期刊上,引发了《自然》、《科学》等国际顶级学术杂志的报道。这项研究是继中山大学教授黄军就团队之后第二篇对人类胚胎进行基因编辑的研究,引发了国际社会的广泛关注。

26个人类胚胎中有4个被成功编辑

范勇来自该院产科重大疾病重点实验室及普通高校生殖与遗传重点实验室。2014年4月至9月,研究团队从87名志愿者那里收集了213枚废弃的不能正常发育的受精卵。他们使用了国际上最先进的CRISPR/Cas9技术对其中26个人类胚胎进行了编辑,精确定位剪除了CCR5基因的32个碱基。

为什么选择对CCR5基因下手?范勇解释,CCR5基因是人类免疫T细胞结合艾滋病病毒的主要受体之一,失去这32个碱基后,艾滋病病毒就无法入侵他们的T细胞,获得这种突变的个体能够有效抵抗艾滋病,或感染艾滋病的概率较低。

在自然界,部分原始高加索人进化出了这种CCR5基因的突变,他们因而获得了抵抗艾滋病的能力。2007年,一名感染艾滋病病毒并同时患有白血病的美国男子布朗,在德国柏林被移植携带 CCR5突变基因的骨髓后,艾滋病病毒检测一直呈阴性,成为医学界公认的艾滋病“治愈”第一人。

2014年,美国研究人员利用一种名为ZFN的基因编辑技术从12名艾滋病病毒感染者体内提取未被感染的T细胞,并对该细胞的 CCR5基因进行改造,成功让一名暂停服用抗逆转录病毒药物者体内的艾滋病病毒消失。

“胚胎的基因编辑技术在大鼠、小鼠、猴子等动物身上都取得了成功,但在人类胚胎上的试验还未成功。”因此,范勇团队选择了对人类胚胎上的CCR5基因的编辑着手,试图在人类胚胎层面验证利用最新的CRISPR技术获得HIV免疫的的可行性。

实验结果显示,在26个被编辑的胚胎中,有4个被成功编辑,其余部分胚胎仍包含未发生改变的CCR5蛋白。范勇认为,这一结果离实际应用还很远,“成功编辑率要达到50%以上才算是比较理想。”

人类胚胎基因修改只能用于基础研究

2015年4月,中山大学黄军就团队发表了世界上首例人类胚胎基因编辑研究。他们使用CRISPR基因编辑技术对人类胚胎的一个特定基因进行修改,从而避免这个基因突变导致华南地区高发的地中海贫血症。

修改人类胚胎基因,会不会导致“定制婴儿”出现?黄军就的这项研究在全球范围内引发了一场伦理学大讨论,他也因此入选了《自然》2015年十大科学人物。

因为这场讨论,去年12月,中国科学院和英国皇家学会、美国国家科学院共同举办了首次人类基因编辑峰会。范勇介绍,大会取得的共识认为,对人类胚胎的基因编辑可用于基础研究,但禁止临床应用。

范勇团队论文发表后,人类胚胎的基因编辑再次受到了国际顶级期刊和媒体的高度关注,如《自然》、《科学》、《麻省理工科技评论》(MIT Technology Review)等。

范勇介绍,为了尽量降低伦理风险,他们团队使用了该院辅助生殖中心废弃的3PN胚胎进行此项研究,并获得了医院伦理委员会的批准和胚胎捐赠者的同意。

“3PN胚胎是在进行辅助生殖时,两个精子与一个卵子的结合胚胎,因为包含了额外的一套染色体,所以不会再发育。”范勇表示,实验完成后,按照我国人类胚胎干细胞的研究规范,研究团队销毁了所有实验胚胎。

范勇团队还在论文中明确表态:“我们相信,在伦理问题和科学问题都妥善解决以前,任何试图通过对早期胚胎进行改造并制造转基因婴儿的行为都要严格禁止。”

据了解,范勇所在的产科重大疾病重点实验室及普通高校生殖与遗传重点实验室正在利用基因编辑技术对华南地区高发的遗传病β地中海贫血造血干细胞治疗进行研究,也已经取得较好的实验结果。