如果說之前的基因編輯爭議更多地提到道德層面,以及編輯可能出現的「偏靶」問題,最近接連三篇研究實證顯示,對人類胚胎的CRISPR基因編輯,就在目標編輯基因的周圍都造成了巨大的問題。

這三份研究都在本月提交給預印網bioRxiv,還未經過同行審議。《自然》雜誌的編輯萊福德(Heidi Ledford)看到它們提到了相同的問題,足以引起科學界的重視,把它們匯總在一起做了介紹。

第一篇是英國倫敦弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)的發育生物學家尼亞坎(Kathy Niakan)和同事完成的、6月5日發表的研究。

他們使用CRISPR–Cas9技術編輯了在胚胎發育中起關鍵作用的POU5F1基因。在編輯的18個胚胎中,約22%的胚胎,在POU5F1周圍的基因出現了大量預期之外的變化,包括基因位置的重新排列,幾千個基因字母被刪除等,大幅偏離了研究人員的目標效果。

另一個由紐約哥倫比亞大學幹細胞生物學家埃格里(Dieter Egli)負責的研究,對一些帶有導致失明的EYS基因變異的精子發育的胚胎進行實驗。研究人員同樣使用CRISPR–Cas9方法想糾正這種失明的變異基因。但是,約半數的胚胎損失了基因組中的大量片段,有的情況下,整個含有EYS的基因組全部消失。

再一個由美國俄勒岡健康與科學大學(OHSU)的生物學家米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)負責的研究,對帶有心臟病變異基因的精子發育的胚胎進行實驗。這個研究組同樣發現,目標編輯基因所在基因組內很大範圍的基因,都出現了預期之外的影響。

研究人員聲明,所有這些研究使用的胚胎只是以研究為目的,都沒有進入孕期。

萊福德說,這些失控的變化是基因自我修復機制導致的結果。在CRISPR–Cas9剪切編輯之後,把損傷留給細胞的修復機制去完成。可是在很多情況下,細胞使用高錯誤率的機制插入或刪除少部份基因字母。另外,斷裂的基因還會自我重組,也導致基因組損失大範圍片段。

沒有參與以上任何一份研究的基因編輯研究同行、加州大學的烏爾諾夫(Fyodor Urnov)提到,以前在小鼠和人類其它類型細胞進行基因編輯的研究,已經展示了這種編輯技術產生大量不可控的副作用。但是有的同行認為,對不同類型的細胞使用這種編輯技術所產生的結果是不同的。所以,這幾份研究展示人類胚胎基因編輯也出現了同樣的問題,這很重要。

烏爾諾夫還說,這些研究看到的基因被重排的問題,也是以前研究忽略的地方。以前的研究只專注於檢查編輯現場的基因是否被改變,而沒有注意到整個基因組被重排的結果。最新的這幾份研究,看到了就在目標編輯基因的位置,基因被重排的嚴重性。

「這是科學界應當立即以比以往更加嚴肅的態度對待的問題。這不是只出現一次的問題。」烏爾諾夫說。#