基因編輯獲得諾貝爾獎,為什麼基因編輯嬰兒卻遭全世界撻伐?

出處/康健雜誌 文/ 張曉卉 圖/pixabay
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2020年諾貝爾化學獎頒給法國的夏彭提耶和美國的珍妮佛.道納二位女科學家,表揚她們對基因編輯方法的貢獻。掌聲中喚起許多人回憶討論2018年中國南方科大副教授賀建奎宣稱編輯了胚胎內的CCR5基因,可抵抗愛滋病的雙胞胎露露和娜娜誕生,舉世譁然。為什麼基因編輯被譽為「上帝的剪刀」,免疫愛滋基因編輯嬰兒的做法卻被批評是「打開潘朵拉的盒子」?

夏彭提耶和珍妮佛.道娜研究確立CRISPR/Cas9的運作機制,在2012年發表在國際權威期刊《科學》,掀起全球科學界革命,她們和美國麻省理工學院副教授張峰,在2016年獲得唐獎生技醫藥獎,表彰3位科學家發展CRISPR/Cas系統成為突破性的基因編輯平台,將來可望精準有效率地修正特定基因,並且「編輯」有缺陷的基因。

3位科學家獲得唐獎生技醫藥獎的得獎說明:CRISPR/Cas9好比一副剪刀,可以精準剪斷一串珍珠。這串珍珠是生物的DNA(或基因體)包含30億顆珍珠(核苷酸)。要從30億顆珍珠當中,挑出特定的某一顆來剪,難如登天。夏彭提耶和道納所發展的雙分子系統(Cas9和sgRNA)大幅度減化實驗步驟,使基因體編輯更有效率。同一時間,張鋒對Cas9系統獨自進行實驗,率先在哺乳類和人類細胞進行成功的基因體編輯。

3位科學家大幅改革了基因體編輯平台,使其程式化、普及化、並且得以量化。爾後,全球上千間實驗室皆利用此平台進行人類及各種生物細胞的遺傳工程,包括植物、猴子、豬和小鼠。唐獎指出:「許多人相信基因編輯是繼基因選殖技術(cloning)和聚合酶連鎖反應(PCR)以來,基因體研究史上最偉大的科技發展之一。未來將大幅改革生醫研究與疾病治療的策略。」

夏彭提耶和道娜在2020年獲得諾貝爾化學獎。掌聲中,喚起許多人憶起2018年轟動全球醫學界的中國「免疫愛滋基因編輯嬰兒」事件。

編輯胚胎基因爭議大,引全球生醫界撻伐

2018年世界愛滋病日前5天,中國南方科技大學生物系副教授賀建奎團隊在香港的一場人類基因組編輯國際研討會上,宣稱利用CRISPR/Cas9基因編輯技術,修改了胚胎中的CCR5基因,全球第1例能夠先天免疫愛滋病(HIV)的雙胞胎露露與娜娜誕生,全場驚愕,質疑這項研究違反醫學道德倫理。當時珍妮佛.道娜也在場,聽到賀建奎的說法,覺得她的技術「遭到玩弄,無比失望」。譁然聲中,賀建奎被安排從祕密通道離開會場,自此再也沒有公開露面,中國醫療與科研監管部門宣布立案調查。

中央研究院生物醫學研究所助研究員牟昀說,CCR5(趨化因子受體5)是白血球表面的一種蛋白質,愛滋病毒需要藉助CCR5進入和感染人體細胞。賀建奎宣稱利用 CRISPR/Cas9 基因編輯技術編輯了胚胎CCR5基因,幫助有感染愛滋病毒的父母生出能夠抵抗愛滋病的雙胞胎露露和娜娜,事後研究團隊陸續流出的研究文件和細節,顯示有諸多瑕疵,引起全球生物醫學界聲討。

(基因修改可能會發生脫靶效應,讓錯誤基因一代代傳下去。圖片來源:pixabay)

諾貝爾化學獎得主珍妮佛.道娜的學生、中央研究院生物化學研究所助研究員凌嘉鴻指出,基因編輯若要用在人類,研究精準度和安全非常重要。簡單來說,剪刀可以讓研究者隨心所欲剪在他想要剪的位置,問題是剪斷之後,所謂的編輯是要有能力去更換基因序列,或者剪斷之後要精準接得回來,這件技術仍在發展中,並沒有成熟到可安全應用於人體。

其次,CCR5的功能不會只和HIV相關,它和腦部發育也有關係,硬要去編輯,恐有意料之外或非必要的編輯(或稱「脫靶效應(off-target effects)」,「更何況去對胚胎做基因編輯,有極大倫理爭議。」

另一方面,愛滋病並不是先天遺傳性疾病,現在已經有成熟的醫學科技,可避免愛滋病毒垂直感染給下一代,父母沒有必要冒著改變孩子基因的風險,參與這項試驗。更令人憂心的是,經過基因修改的露露和娜娜,成年後若要生兒育女,很可能會將發生脫靶效應的錯誤基因,一代一代遺傳下去......。

賀建奎論文疑點多,遭中國法院判3年有期徒刑

牟昀引述英國《自然醫學(Nature Medicine)》發表,有41萬人為樣本的大型研究發現,體內CCR5基因全部突變的人,在76歲之前死亡的風險比一般人高出20%。據此,被賀建奎做過基因編輯的雙胞胎女嬰,將來有可能比較短命。

美國麻省理工學院邀請在基因編輯、生殖科學、法律方面的相關專家,解讀賀建奎投給《自然》和《美國醫學期刊(JAMA)》的部分論文手稿發現,賀建奎的研究像是試圖不惜一切代價,找到在人類胚胎中使用CRISPR/Cas9基因編輯技術的合理理由,是「故意的造假」,而且「嚴重違反道德基本準則甚至是犯罪」。認為論文有6個重大缺失:

1. 數據不足以支撐結論,實驗並沒有完全成功地編輯基因。很可能製造了新的突變,而新突變是否能抵抗HIV,這是存疑的。實驗數據表明,雙胞胎嬰兒中,只有一個被編輯了兩個來自父母的CCR5基因;另一個只編輯了雙親中的一個CCR5基因,充其量只有部分的HIV抵抗力。而且,賀建奎的小組確實發現了不必要的編輯,最終嬰兒的基因中出現了新的變異,其作用尚不清楚。

2. 在編輯完基因後,實驗也沒有驗證細胞是否具有HIV 抵抗力,直接讓基因編輯的嬰兒出生。論文手稿中,也沒有任何證據支持經過編輯的CCR5能幫助細胞避免HIV感染。

3. 負責植入精子的生殖醫學科醫師不知道雙胞胎的基因被編輯過。

4. 嬰兒的父母可能並不知情或者受到脅迫。當前的生殖醫學已經可以避免愛滋病患者的子女染病,完全沒必要使用這種違背倫理的實驗手段。

5. 試驗是否經過合格的倫理審查?這篇手稿關於倫理學的討論極其簡短,根據手稿內容,這項試驗是在基因編輯的雙胞胎出生後,才在中國臨床試驗註冊中心完成登記。

6. 之前動物試驗有問題,而賀建奎的團隊依舊在人體胚胎進行試驗。MIT科技評論說,用技術改變人類的遺傳基因,是最重要的公共利益問題之一。以目前科技發展,基因編輯運用在胚胎風險太大,不應該輕易碰觸禁忌。

中國「免疫愛滋基因編輯嬰兒」事件發生後1年多,2019年1月底,深圳市法院一審宣判,主導研究的生物學家賀建奎被法院以非法行醫罪判處3年有期徒刑,罰款300萬元人民幣(約台幣1,400多萬元);共同參與者張仁禮有期徒刑2年,罰款人民幣100萬元;覃金洲有期徒刑1年6個月,緩刑2年,罰款人民幣50萬元。中國國家衛生健康委員會與科學技術部分別表態,配合廣東省當局善後。

看來,上帝的剪刀可能帶來生物科技革命,但用在改造人類基因圖譜,還有一段路要走。

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