开创性的基因编辑疗法已在临床中使用，挽救生命并减轻毁灭性遗传疾病的痛苦。然而，越来越多接受这些治疗的患者仍然存在将致病突变遗传给后代的风险。
科学共识——以及70个国家的法律——长期以来一直认为，使用这一强大技术进行人类生殖系编辑过于危险。生殖系编辑是指操纵人类胚胎DNA以避免遗传疾病，并阻止其代代相传的过程。
然而，新研究发现，现在可以以前所未有的精确度编辑人类胚胎的DNA，这表明人类生殖系编辑可能在相对近的未来成为可能。但科学家警告说，在能够安全编辑可存活人类胚胎之前，仍有重大障碍需要克服。
“六年前，我认为在人类胚胎中使用基因编辑是行不通的，”加州大学洛杉矶分校分子细胞与发育生物学教授、该校生殖科学、健康与教育中心主任阿曼德·克拉克说。他并未参与这项研究，通过电子邮件表示：“这项工作恢复了未来通过IVF胚胎进行治疗性基因编辑的可能性。”
对人类胚胎的实验室研究——通常由体外受精（IVF）患者捐赠——在大多数国家受到严格监管，通常只允许在胚胎创建后的14天内进行。此外，公众对基因编辑婴儿的态度尚不明朗：除了医学安全性的疑问外，怀疑情绪主要源于这一前沿技术在制造所谓“设计婴儿”（即基因被编辑或有意选择以获得理想特征）方面的潜在伦理问题。
打磨粗糙的工具
被称为CRISPR-Cas9的基因编辑技术在全球实验室中使用，并彻底改变了科学研究，使科学家能够编辑活体生物基因以进行生物技术和医学研究。2020年，设计该技术的两位科学家获得了诺贝尔化学奖；2023年，美国食品药品监督管理局批准了首批两种针对镰状细胞病的基因疗法，这是一种致残且缩短寿命的遗传性红细胞疾病，对非裔美国人影响尤为严重。
但在某些方面，CRISPR-Cas9是一种粗糙的工具。当该技术编辑DNA时，会在螺旋的目标位点产生双链断裂。多项研究表明，在用于修改人类胚胎时，会导致大量且非预期的变化——甚至可能丢失整条染色体。
潜在未知健康影响的风险是科学界谴责中国研究人员贺建奎工作的原因之一。2018年，他透露存在两名女婴，声称他使用CRISPR-Cas9对其胚胎进行了修改，使其对HIV具有抵抗力。他于2019年被判处三年有期徒刑，此后已获释。他未回应置评请求。
修改DNA的一个字母
一种更新、更精确的CRISPR形式——称为碱基编辑——可以一次改变DNA的一个字母（或碱基）。
碱基编辑于2022年首次在一项临床试验中被用于修改一名英国青少年的免疫细胞，当时医生已用尽所有其他方法治疗她的白血病。另有八名儿童和两名成年人随后接受了该治疗。去年，医生使用碱基编辑治疗了一名患有严重CPS1缺乏症的新生儿，这是一种罕见且危险的遗传病。
现在，两项新研究使用该技术编辑了处于最早发育阶段的人类胚胎，这些胚胎由接受IVF治疗的个体捐赠用于研究目的。两个团队发现，该技术的精确性降低了发生非预期染色体异常的可能性。
剑桥大学生殖生理学教授、洛克滋养层研究中心主任凯西·尼阿坎及其团队使用该技术来更好地理解人类胚胎发育中一个关键基因的功能。他们发现，名为NANOG的基因——以神话中的凯尔特“青春之地”命名——在最终形成胎儿和胎盘的早期胚胎细胞如何建立中起着关键作用。该研究于6月25日发表在科学期刊《自然》上。
尼阿坎表示，碱基编辑相比传统的CRISPR-Cas9是一个重大进步，因为它导致非预期染色体错误的风险要低得多。“碱基编辑可以精确地将整个人类基因组（约30亿个碱基对）中的一个核苷酸碱基对改变为另一个——这是一项令人难以置信的壮举，”她解释说。
在另一项独立研究中，哥伦比亚大学发育细胞生物学副教授迪特里希·埃格利使用碱基编辑将两种基因突变之一插入新受精的卵子中。其中一个靶向调节胆固醇的PCSK9基因，另一个靶向编码胎儿血红蛋白（一种携带氧气的蛋白质）的HBG基因。他选择这两个基因是因为它们是非遗传性基因编辑中研究得很充分的靶点。埃格利表示，一篇同行评议的科学期刊已有条件地接受了该研究。
尽管这两项研究都代表着向可遗传基因编辑迈出了一步，但埃格利表示，距离临床应用仍有很长的路要走。即使碱基编辑似乎不会造成重大染色体损伤，至少还有两个主要缺点。
埃格利、尼阿坎及其团队发现，他们编辑的一些胚胎后来表现出了所谓的“嵌合现象”，即预期的编辑并未在所有细胞中生效。此外，他们还发现了一些“脱靶”效应，即非目标基因被改变。这在人类胚胎编辑中构成了风险，因为该胚胎将产生身体中的每一个细胞。
“这是一条很长的楼梯，有许多不同的台阶，中间可能还有一些平台，”埃格利说。“我们从最底层开始，已经朝那个方向迈出了几步，但我认为我们可以回顾已取得的进展，并就继续前进的利弊展开讨论。”
伦敦大学学院妇女健康研究所生殖与分子遗传学副教授海伦·奥尼尔并未参与这两项研究。她表示，人类胚胎基因组编辑具有价值，能让科学家了解支配人类生命最早阶段的规则。“它可以帮助我们理解为什么那么多IVF胚胎尽管在形态上看似可接受，却无法发育、停滞、着床或进展，”奥尼尔在一份声明中说。“从长远来看，它可能帮助我们更清晰、更富有同情心地思考一小部分患有严重遗传性疾病的患者，对他们而言，植入前遗传学检测是不够的。”
奥尼尔补充说，围绕胚胎编辑的辩论往往被描述成唯一可能的终点就是设计婴儿。“这种框架忽略了实际的科学和临床价值，”她指出。
关于设计婴儿的担忧
芝加哥大学宗教与伦理学教授劳里·佐洛斯表示，这项研究再次激活了关于修改人类胚胎的伦理辩论。她指出，编辑胚胎风险重重，除了用于科学研究外，目前应仅凭安全性一项理由就保持禁令。她提到，已有避免生育遗传异常婴儿的方法——在孕前和孕期进行遗传筛查，以及在IVF期间对胚胎进行植入前检测。
“嵌合现象的问题尚未解决；他们并不真正了解干预的长期影响；而且，不做实际怀孕和生孩子，就无法进行妊娠试验，”她在电子邮件中说。她还补充说，围绕“设计”具有理想特征婴儿的长期神学与哲学问题仍然存在。“当这些设计似乎是为了让遥远的未来后代降低心血管疾病风险时，这些问题甚至更为深刻，而心血管疾病完全可以通过生活方式选择来解决，并且在那个假设的未来甚至可能完全通过药物治愈。”
佐洛斯指出，虽然编辑胚胎以预防泰-萨克斯病（一种在生命头几个月就发作的致命神经系统疾病）可能站得住脚，但很可能存在“从治疗到增强的滑坡”，这种情况可能导致她所称的“《千钧一发》问题”——源自1997年那部设想一个痴迷于基因完美并被其支配的社会的电影。“这条道路会不会把我们引向一个更加不公平、更加不公正的未来，让最富有的孩子被精心筛选，而穷人的孩子没有资源，无法在民主社会中竞争？”她问道。
佐洛斯补充说：“令人震惊的是，一方面我们可能花费大量资源和精力来改变胚胎的遗传密码，使之完全符合我们认为的正常或最优标准，另一方面却无法为出生后的孩子提供有高薪教师的清洁、安全且引人入胜的小学。”她指出，关于人类遗传学如何影响身体特征和行为的知识仍然非常有限。
一项新发布的关于四个国家公众对人类胚胎研究态度的调查显示，英国、荷兰和西班牙的大多数受访者支持在胚胎中使用基因组编辑，以消除严重或危及生命的疾病并建立妊娠。然而，在意大利，这一比例为46%。
佐洛斯指出，虽然生物伦理学家有责任反思和提出问题，但禁止科学也存在风险。“我们不想禁止探究，”她说。“这就是为什么为新的科学设置护栏很重要，既保护探究本身，也保护社会。”
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