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基因编辑

Nature 新论文:被编辑过的CCR5基因或致寿命缩短

所有哺乳动物基因组都有 CCR5,它在动物生物学中具有重要作用。

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发布于 6月5日责编 : 郭娟

贺建奎基因编辑婴儿事件已经过去半年多,但与之相关的 CCR5基因研究还在逐渐被披露。

《自然医学》于 6 月 3 日刊登的一篇研究论文发现,携带两个 CCR5 基因失效拷贝(即两个 CCR5 基因变异)的个体,与至少有一个 CCR5 基因拷贝的个体(一个 CCR5 基因变异)相比,有 21% 的可能会在 76 岁前去世。

造成这种差异的原因尚未查明。

加利福尼亚大学伯克利分校的人口遗传学家拉斯马斯·尼尔森(Rasmus Nielsen),和他的博士后研究员魏馨竹(Xinzhu Wei)进行了这项研究。他们利用英国生物银行(UK Biobank)的数据,统计了近 41 万个样本。

英国生物银行曾对 40 至 69 岁间的 50 万名志愿参与者样本进行过基因测序,建成迄今世界上最全的大规模人类信息资源库。

基因编辑婴儿风波

2018 年 11 月,贺建奎发表了一个基因编辑婴儿的研究成果。他使用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术对胚胎的 CCR5 基因进行了编辑,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿诞生,其中露露只有一个 CCR5 基因变异,而娜娜两个 CCR5 基因都变异了。

CCR5 是艾滋病毒进入细胞的两个受体之一,因此理论上,借助基因编辑技术改造或删除掉 CCR5 基因,就能对艾滋病病毒免疫。此前的研究提供了支持,大约 11%的英国人口有 CCR5 突变基因,他们对艾滋病毒天然豁免。在斯堪的纳维亚半岛部分地区,CCR5 基因突变的比例更高。

贺建奎
贺建奎

这件事在当时引起了轩然大波。一方面,胚胎干细胞是基因编辑领域的敏感区域,所做修改可能影响婴儿所有的细胞,包括生殖细胞。2015 年,中山大学黄军团队就尝试对胚胎进行基因编辑,虽然并未移植到人体内,并且在 14 天内销毁,但依然引起了巨大的争议。

另一方面,对 CCR5 基因进行编辑来预防艾滋病这一做法,在必要性上存在很大争议。目前已有成熟的医学手段来防止胎儿遗传父母的艾滋病毒,基因编辑的方法不仅没有必要,而且隐藏着未被彻底研究明白的风险。

CCR5 基因和寿命的关系

在贺建奎宣布研究结果时,拉斯马斯·尼尔森和魏馨竹正在开发一种计算工具,计划利用英国生物银行的数据,寻找基因突变与寿命之间的联系。

他们正好也选择了 CCR5 这个基因,因为所有哺乳动物基因组都有 CCR5,它在动物生物学中具有重要作用。

在对比过样本的基因信息和寿命纪录后,他们发现带有两个 CCR5 基因失效拷贝的人有着更高的死亡率。前者寿命平均缩短 1.9 年。而仅带有一个 CCR5 基因失效拷贝的人,其死亡率并不比正常人高。

CCR5 基因
CCR5 基因

但这项研究还存在着一定不足。马里兰州贝塞斯达市美国国家过敏和传染病研究所的分子免疫学家菲利普·墨菲指出,研究样本均在 41 岁或以上,并且排除了任何先前死亡的人,或者没有报名参加英国生物银行的病人。他同时表示,研究人员 “在现有信息的基础上已经做得很不错了”。

“我认为很难证明基因是完全有益的,这是值得考虑的事情。” 魏馨竹说,“即使我们解决了技术难题和道德问题,但如果我们不知道它是否会产生有害影响,我们真的可以编辑基因吗?”

而之前的研究表明,除了缩短寿命的风险,CCR5 基因突变还会带来其他危害。比如,可能使人们更容易受到其他感染,如西尼罗河病毒或流感。来自西班牙医生的一份报告显示, CCR5 基因突变的人更容易死于感染。

神秘的 CCR5 基因

有趣的是,CCR5 基因的突变同样可以带来能力的增强。

2019 年 2 月,加利福尼亚大学洛杉矶分校神经生物学家阿尔西诺·席尔瓦(Alcino J. Silva)的一项新研究表明,带有一个 CCR5 基因失效拷贝的小鼠变得更加聪明了。

报告还称,天然缺乏 CCR5 的个体从中风中恢复得更快。而且,至少携带一个 CCR5 基因失效拷贝的个体似乎在学业上表现得更好。

这项研究的部分结果曾在 2016 年对外展示过,贺建奎公布结果时甚至引发了一种猜测:胚胎基因实验不是为了预防艾滋病,而是为了增强人类。

但在香港基因编辑科学家峰会上,贺建奎否认了这个说法:“我看过那篇论文,还需要更多独立验证。我反对使用基因组编辑进行增强。”

尽管发现了 CCR5 基因突变的好处,但席尔瓦依然不赞同贸然对基因进行编辑:“删除基因就好像移除了汽车刹车。”

“这辆车的速度会快得多,但伤害的风险也会更高” 席尔瓦说,“正如修补大脑发育可能导致疾病一样。进化已经很努力了,给了我们正好需要的基因。”

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