如何科學定製一款超級人類

如何科學定製一款超級人類

 

???即便有了基因編輯技術,定製自己的寶寶也沒有想象的那麽容易。

 

文|徐子明

今天的爆炸性新聞稱,第一個基因編輯寶寶在中國深圳某莆田係醫院誕生,由於被敲除了一個基因片段,能天然抵抗HIV/AIDS。

這項研究違反了多少條相關法律法規和倫理規範,我們就不一一細數了。研究者繞開倫理審查,不顧安全風險,並且可能告訴了新生兒父母錯誤的信息,已經有數百位科學家站出來進行譴責。不過,更令人感興趣的,是基因編輯技術用在人身上這件事情本身。

基因編輯本不是什麽新鮮事。早在二十年前,科學家們就已經在使用基因編輯過的小鼠做各種使用。這項技術一旦放到人身上,看上去就頗為科幻:克隆人工廠、製造「變種人」、定製寶寶……

如果能定製寶寶,會有多少人願意參與?望子成龍之心,人皆有之,別看網上專業人士罵聲一片,相信很多父母應該還是對此技術感興趣的。

能給自己定製出超級人類嗎?基於已經發現的原理和技術,下麵是一些常見問題的通俗解答。


能造出不生病/不生某種病/不老不死的人嗎??

得看這個「某種」病是哪種病。

單基因病,或者遺傳機製相對確定的疾病,當然是有可能的,而且人們正在實施相關的研究。比如先天性黑蒙(LAC)的某幾個類型,隻涉及單一的基因突變,而且這個基因的影響範圍又比較小,隻在眼睛裏的某個特定組織上表達出病理特征。在胚胎階段將這個基因「改」回來是很有可能的,而且它能實實在在地減少一個盲人。現在,在發達國家,關於這樣的技術應用有非常火熱的探討。

要是想不得心髒病/糖尿病/癌症這些更常見的疾病,不好意思,原理上就不可能。這些疾病隻有很少一部分因素跟先天相關,更多地受到生活習慣、肥胖、年齡帶來的自然老化影響。

能讓你胡吃海塞、抽煙喝酒,然後還保證不生這些病的基因,是不存在的。

基因編輯也不太可能讓你不老不死。人的身體總有不可替換的元器件,比如某些神經細胞,一旦形成,終生不變,壽命在70年左右。神經退行相關的老化——阿爾茨海默、帕金森等等,目前也是人類最大的未解之謎,甚至連病理還沒研究出來。

● 有關阿爾茨海默症,兩大病理流派爭論了三十年,但根據這兩個理論開發出的藥物無一有效

所以你的「超級人類」寶寶最終還是會生老病死。


能造出不用吃飯睡覺的人嗎?

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完全不吃飯不睡覺是不可能的,畢竟連車都要加油養護,人體總要從外界獲取能量,也需要自我修複。再者說來,吃飯是拓展人脈的好機會,睡覺則是與伴侶交流感情的必需品。你確定你希望孩子不要這兩樣?

不過,減少睡眠時間的基因編輯,原理上是可行的。人們已經發現,DEC2基因的p.Tyr382His突變會讓人變得不需要睡那麽多,每天隻睡六小時就基本上夠了。

想要造一個鋼鐵俠/鐵娘子出來的話,這款可以有。


能造出更聰明漂亮的人嗎?

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先說聰明。人的智能是極為複雜的複雜係統(不是病句),有多種衡量維度,邏輯思維、語言表達、記憶力、想象力、美感等等,都是智力的一部分。注意力、人格特質之類的因素也會影響到智力的表現。

基因不是單獨工作的。它們就像人和人一樣,會分工合作,形成一張龐大的合作網。有的基因身兼數職,也有的基因處在重要的位置上,是其他基因的「領導」。

科學家們的確發現了不少與智力有關的基因和基因位點,但這些基因大多不止作用於聰明的某一方麵。它們之間如何互相影響、互相調控,生成了人複雜的智能,我們僅僅知道皮毛。

所以市麵上的「天賦基因檢測」都是不靠譜的,不要在這上麵花冤枉錢。

漂亮更簡單,實際上也更為複雜。簡單之處在於,人臉的骨骼輪廓、瞳色發色這些關鍵因素基本上完全是基因決定的,而且隻要20-80個參數,就可以進行基因模擬。現在這項技術已經被一些國家用於抓罪犯。

如果能精確編輯這些基因,理論上講,你可以得到各種各樣的寶寶。

複雜之處在於,漂亮是社會定義的,也是不斷改變的。唐朝以胖為美,宋朝以瘦為美,前幾年女明星還希望天圓地方,現在網紅蛇精臉又成了時髦。萬一你給寶寶定製的美/帥臉,在幾十年後不幸過氣了,請不要來找我們索賠。


能造出超級能打的「美國隊長」嗎?

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「能打」也是個很複雜的事情。在運動能力中,耐力和爆發力往往是存在矛盾關係的,比如著名的ACTN3基因某個特定位點,如果攜帶C,爆發力會更強;如果兩個都是T,則耐力會相對更強。

有很多跟運動能力相關的基因和位點已經被發現。定向地調整它們或許能取得一些效果,改變你肌肉中的微觀結構、改變相關的代謝能力,進而提升你的運動能力。但另一方麵,出生之後科學的訓練也很重要,而且隨著訓練技術的發展,會越來越重要。

「美國隊長」並不是一蹴而就的。

肌肉的發育也跟激素水平有關,但人為地改變基因進而改變激素水平,並不是一件安全的事。它可能會導致一些你不想要的負效果,比如禿頂(好吧……)和某些癌症的風險上升。

● 一拳超人:「我禿了,也變強了。」


有可能定製出錯嗎?

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以現在的技術看,出錯幾乎是一定的。

現在,包括今天下午新聞中的一對雙胞胎,基因編輯普遍使用的技術叫CRISPR Cas9。它像是一把微小的剪子,能夠剪接DNA序列的特定位置。這是一項非常強大好用的技術,但是由於各種因素的影響,它可不一定次次都剪對。

● CCR5受體。這次新聞中被剪掉一截的,就是編碼它的基因

剪錯了地方,叫「脫靶」。目前,有很多技術可以排查CRISPR Case9的脫靶率到0.1%的精度範圍,讓中靶率達到99%以上。這樣的精度已經非常了不起了,但放在人身上依然很危險。沒剪到也就算了,萬一剪壞了關鍵的基因,那不就慘了?

這也是新聞中的實驗最後,僅一個被編輯的胚胎成功出生的重要原因。從賀建奎團隊宣布的情況來看,隻有44%的胚胎編輯有效,成功率連一半都不到。再算上胚胎植入到懷孕出生過程中失敗的可能性,總成功率就更低了。


出錯了會怎麽樣?

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動物實驗中,有些時候基因編輯出錯了,動物依然能健康出生。但是,被剪壞了的基因是跟腫瘤相關的抑癌基因、修複基因、免疫基因。這就導致這些動物患腫瘤的風險大大上升。

如果放到人身上的話,這個風險你能接受嗎?

也有更穩定、更低風險的基因編輯技術。華西醫院曾采用上圖所示的鋅指核酸酶技術,進行成人臨床試驗,但這項技術的適用範圍依然有限。


用不用我太太把它生出來?

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用。現在還做不到像科幻片裏一樣,用「培養罐」把它養大。

「培養罐」的技術叫人造子宮,其實是一係列技術,包括材料、人工羊水、支持係統、各種相關的生長因子等等,缺了哪一項都不行。現在這方麵的研究已經有了一些進展,我們期待它能夠進一步發展。

● 美國費城兒童醫院設計的一種人造子宮,將幾隻不足月的小羊養育了四個月,直到健康出生。研究發表於去年4月


能不能完全copy一個愛因斯坦?

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單看基因遺傳層麵,理論上可能實現,但現在還不能。

人的遺傳信息是由兩部分構成的。一部分是爸媽各給一半的核DNA,也就是我們常說的「46條染色體」。另一部分則來源於母親,來源於一個小小的細胞器:線粒體。

這也就是說,如果我們能找到愛因斯坦的基因組數據——比如說,他的一小塊組織;以及他母係的線粒體遺傳數據——可以從他母係中找一個女性,從她身上取一個卵細胞,我們就可以幾乎100%地複製他胚胎的遺傳信息。

組織中基因組比較完整的話,我們就直接將他的基因進行組裝、修複,送進那個女性的卵細胞裏,誘導成胚胎。如果保存得不太好,基因「碎了」,我們也可以先進行測序,然後通過基因組全合成,來「生造」一套他的染色體。

之所以說現在還不能,是因為目前基因組的合成、染色體的合成技術,還不能達到完全合成出一個人的全染色體組的地步。

科學家們現在差不多能合成一個酵母的染色體組,這已經是一大進步,因為酵母和我們一樣,都是真核生物。

● 直到今天,酵母染色體也隻合成了一部分。這項研究發表於去年3月,有中國科學家參與。圖片來自當期Science雜誌,圖中白色是酵母原有的,金色是人工合成的

利用這一係列技術,科學家不但可能能夠「複刻」一個愛因斯坦,還打算複活一係列滅絕動物,比如猛獁象。


要花多少錢?

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目前市麵上完全沒有這項服務,因此也沒有通行的價格。

不過,做一次三代試管嬰兒的價格,在國內大概在六七萬到十幾萬不等。考慮到技術流程的相似性,我們估計,如果這個服務能安全上市,價格應該在二十幾萬。

參考各位父母給孩子買學區房、擇校、培優、送出國的花費,這個錢真是零頭。

不過話又說回來,連對轉基因農作物都顧慮重重的中國父母,竟然能允許別人把自己孩子的基因寫上一些,或者敲掉一段。也不知大家都是怎麽想的。????

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