专家激辩处临床使用边缘的线粒体替换技术

在英国，我们仍然非常担心转基因作物，但我们轻率地发起了一场关于“转基因婴儿”的运动。

在我看来，这绝不是一场灾难。此外，这不是“设计婴儿”。我们正在做的是预防严重的和威胁生命的致残疾病。

资料来源:瓦萨瓦

英国纽卡斯尔大学的神经学家道格拉斯·特恩布尔经常遇到许多患有不治之症和致命疾病的病人。但是当特恩布尔遇到莎朗·伯纳迪和他的儿子爱德华时，他感到前所未有的无助。

贝尔纳迪的前三个孩子在出生时死亡。死因是血管中积累的酸，医生无法理解。因此，当爱德华健康成长时，贝尔纳迪感到非常欣慰。贝尔纳迪回忆道:“他完成了一系列里程碑式的事件:他可以坐着爬，并且在14个月内学会了走路。”但是当爱德华两岁时，他走了几步后很容易摔倒，最后发展成严重的癫痫。1994年，爱德华4岁。他被诊断患有路易氏病，一种影响中枢神经系统发育的线粒体疾病。医生告诉贝尔纳迪，如果她的儿子活到15岁，那将是一个伟大的奇迹。

特恩布尔回忆起这件事时，已经绝望了。他说，“无论我们做什么，我们都不能帮助像贝尔纳迪这样的家庭。”当特恩布尔开始研究辅助生殖技术来预防像路易氏病这样的疾病时，这种挫折感得到了极大的理解。路易氏病的原因是儿童线粒体(细胞中产生能量的结构)突变导致的中枢神经系统退化。线粒体有自己的基因组，称为线粒体DNA，基因突变会导致许多综合征。

对于患有线粒体疾病的患者来说，拥有健康后代的最好方法是取出突变的线粒体核基因，并将其与捐赠者的健康卵子结合。这个过程被称为体外受精。特恩布尔和其他研究人员已经在老鼠、猴子和人工培养的卵细胞上测试了这项技术。他们说，现在是进行人体试验的时候了。英国议会已决定今年晚些时候就该提案进行投票。如果获得通过，英国将成为第一个允许对未出生婴儿进行基因改造的国家。

然而，一些科学家担心这项技术的安全性。越来越多的活动家、伦理学家和政治家认为，如果该法案获得通过，将会出现大量的“设计婴儿”。毕竟，到目前为止，引入基因来改变物种的遗传特征仍然是一个道德禁忌。由于美国也在考虑发布类似的技术，美国监管机构和科学家也在密切关注英国发生的争论。总部设在纽约的非营利研究组织干细胞基金会的科学家迪特·埃格里说:“我很欣赏英国取得的重要进步。我认为英国在这方面远远领先于美国。”

致命的遗传

学术界广泛接受的理论表明，线粒体曾经是一种独立的细菌，然后被“固定”在宿主细胞中，旨在促进细胞产生能量和运输分子三磷酸腺苷的能力。因此，每个线粒体都有自己的基因组，但不是所有的基因都在起作用——例如，人类线粒体基因组有37个毫无价值的基因。

与细胞核中的基因(双亲的染色体)不同，人体中的所有线粒体都来自母亲的卵子。与核基因组相比，线粒体基因组不太稳定，随机基因突变的概率是核基因组的1000倍。每5000名新生儿中就有一名患有由线粒体突变引起的疾病。这种突变会影响大脑和肌肉中消耗能量的细胞。疾病的严重程度取决于母亲遗传给孩子的有缺陷线粒体的数量。

20世纪70年代末，特恩布尔开始对线粒体疾病和能量代谢感兴趣。当时，他是神经病学的初级医生。一名英国空军士兵来到特恩布尔的诊所。这个士兵患有一种奇怪的疾病:每当他向前走的时候，他的肌肉突然变得僵硬，迫使他停下来。特恩布尔怀疑他患有某种线粒体疾病——尽管他的推测是错误的，但特恩布尔对这一领域的兴趣正在增长。

特恩布尔发现，线粒体疾病的治疗方法非常有限，例如，给患者开解痉药以防止癫痫发作，而不是寻找潜在的生物学原因。

20世纪90年代中期，特恩布尔遇到了贝尔纳迪。肌肉活检证实贝尔纳迪携带突变的线粒体。贝尔纳迪说:“特恩布尔不敢相信。他认为我看起来像一个健康的人。”这一诊断帮助贝尔纳迪了解了自己和家人的健康状况。贝尔纳迪的母亲在50多岁时也失去了几个孩子，并患有心脏病。贝尔纳迪的堂兄弟和其他几个家庭成员也失去了他们的孩子。贝尔纳迪说:“这对整个家庭来说都是一场灾难。”贝尔纳迪的悲剧促使特恩布尔下定决心，要找到一种方法来防止婴儿的母亲使线粒体发生变异。

其他人也有类似的想法。20世纪80年代，胚胎学家以小鼠为研究对象，利用原始的核移植技术来研究卵细胞细胞质的作用。这个过程包括将一个受精卵的核DNA移植到另一个受精卵中，保留核DNA的大部分成分，包括线粒体。1996年，研究人员提出类似的技术可以防止人类卵子中线粒体疾病的传播。

自2000年以来，特恩布尔的实验室已经开始复制老鼠研究。他和纽卡斯尔大学的生殖生物学家玛丽·赫伯特和艾莉森·默多克计划研究那些没有成功受精且没有希望产生胚胎的卵子。

他们花了18个月说服监管机构同意这项研究。英国人类受精和胚胎学管理局(HFEA)两次拒绝了该小组的申请，理由是该程序将改变卵子的“遗传结构”，根据1990年的胚胎出生法案，这是非法的。作为回应，研究人员指出这个术语很模糊，不适用于原始的核移植。他们第三次申请，并于2005年获得批准。

相关问题

人类卵细胞只有0.1毫米宽，原始的细胞核移植只能在显微镜下进行，需要在专门设计的房间里进行——以确保温度和气流可控。赫伯特说:“作为这个实验的一部分，我们都屏住呼吸，尽力不握手。”

在2010年5月发表的一篇论文中，纽卡斯尔大学的研究人员指出，他们使用的异常受精卵在原始核移植后被置于人工培养环境中。至关重要的是，移植的原核几乎不携带线粒体，这意味着最终胚胎可能在很大程度上远离致病突变线粒体。

然而，在这个过程中仍然存在许多问题。这种移植有多有效——接受移植的妇女有可能怀孕吗？这个过程会导致阻碍发育的分子或基因变化吗？英国*会允许这项技术在诊所中发展吗？

前线

2010年，纽卡斯尔大学研究小组要求英国*考虑修改该法律。以前的法律禁止科学家对人体进行线粒体DNA替代疗法。该请求迫使*举行了一系列听证会，独立科学家、生物伦理学家、监管者、公众和其他人员参加了听证会。另一项科学审查也将在未来几周内开始。

伦敦韦尔科姆信托基金(英国最大的生物医学研究慈善组织)的高级政策顾问南希·李说:“这一科学评论是循证决策的一个很好的例子，它最大限度地确保了公众的知情权。”韦尔科姆信托公司已经向特恩布尔的团队提供了总计440万欧元(约合740万美元)的资金，并在敦促*修改法案方面施加了政治影响。

先前的研究已经证实，用于小鼠、果蝇和其他生物的线粒体替代技术很少在呼吸系统、认知能力和生育能力方面引起问题。德国图宾根大学的进化生物学家和科学审查小组组长克劳斯·莱因哈特质疑是否有足够的安全数据来确保临床试验继续进行。

一些批评家使用非常情绪化的语言。今年3月，在一次议会辩论中和《每日电讯报》的一个专栏中，保守党*雅各布·里斯-莫格将线粒体替代技术等同于克隆。他说这项技术会导致优生学的滥用。“在英国，我们仍然对转基因作物有很多担忧，但我们轻率地发起了一场关于‘转基因婴儿’的运动。”

2013年3月，在给《纽约时报》的一封信中，一个由几十名在宗教机构工作的学者和生物伦理学家组成的国际联盟表达了类似的观点。他们说:“线粒体替代技术正在被发布用于进一步的基因改造，并将带来不可预测的后果。”

为了消除这些担忧，特恩布尔和其他支持者表示，这项技术只会用于避免严重的线粒体疾病。研究人员还披露了病人的故事，比如贝尔纳迪家族的困境。他们将线粒体替换比作更换相机电池，并表示线粒体DNA仅占整个基因组的一小部分，几乎不会影响一个人的遗传特征。特恩布尔说:“在我看来，这绝不是一场灾难。此外，这不是“设计婴儿”。我们正在做的事情旨在预防严重和危及生命的致残疾病。”(段鑫)

中国科学新闻(2014-05-26第三版国际版)

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