首页 >生命文化 >生命科学

试管婴儿的升级版 三亲婴儿=1个亲爹+1.01个亲妈

2017-04-08 09:50作者/编辑: 四川殡葬网 来源:成都商报阅读次数:182

  在与布拉德·皮特闹离婚之前,好莱坞著名女星安吉丽娜·朱莉上一次引发广泛关注的时候,大约就是她主动切除自己乳腺的时候。

  由于自身携带了致癌基因,有极大概率患上乳腺癌,这位敢作敢为的女星果断地“先下手为强”,通过手术将自己患乳腺癌的概率降到了5%以下。

  去年9月,一个对于绝大多数人来说都是崭新和颠覆性的名词——“三亲婴儿”,登上了许多媒体的头条。当时,美籍华裔科学家张进及其团队宣布:他们让一位携带致命基因缺陷的母亲生下了一名健康男婴。

  这个孩子的特殊之处是:他的基因来自他的父亲和两个母亲。

  这个名叫哈桑的男孩,显然比安吉丽娜·朱莉更有先天优势——后者在成年之后对自己大动刀,而他则在还是一枚受精卵的时候,就已经得到了世界最先进的生物医学技术改造。综合/夏鸥

  线粒体中没多少基因 但影响很大

  线粒体是一种存在于大多数细胞中的细胞器,是细胞中制造能量的结构,也是细胞进行有氧呼吸的主要场所,被称为细胞的“能量屋”。线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系,除了为细胞供能外,线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。

  今天,人类的DNA主要存在于细胞核中,核基因组包含大约2万个基因,线粒体中只有差不多37个基因。并且这两个基因组在很大程度上是共生关系,线粒体摄入的蛋白质中,实际上有99%是在细胞核中制造的。

  尽管线粒体中的基因很少,万一有问题,后果依然严重——线粒体DNA只能通过母系遗传。每个人都从父母那里继承3份遗传物质,分别是来自父亲精子的细胞核DNA、母亲卵子的细胞核DNA以及母亲卵子中独立于细胞核的线粒体DNA。

  线粒体一旦出了问题,细胞就不能正常工作,尤其是最需要能量的脑细胞与肌肉细胞。所以,大部分线粒体疾病的临床症状非常相近:癫痫、昏迷,大部分人到后来行动能力和呼吸能力下降,不能自己进食,等等。

  本文开头提到的“三亲婴儿”哈桑,他的父母来自约旦,身体都很健康,但母亲卵子中1/4的线粒体携带有亚急性坏死性脑病的基因,可引发莱氏综合征,这是一种进行性神经紊乱,在约20年的时间里,这个突变导致她4次流产,两个生下来的孩子也分别在6岁和8个月的时候死去。

  这位母亲痛苦的生育历史,让我想起本月初看到的一则国内新闻:来自浙江、今年35岁的杨女士,有过7次怀孕经历,生过两个男孩,第一个孩子在5个月大的时候夭折,第二个孩子也只活到了3岁。

  经诊断,杨女士患有“噬血细胞综合症”,患病者的子代有50%的可能性会罹患疾病,或携带这一致病基因。最后,她也是通过辅助生殖技术,筛查选取不含致病基因的优质胚胎植入,终于生下了健康的孩子。

  蛋黄和蛋白,还是树根和土壤?

  回到本文中最关键的技术:线粒体移植,就是用来自卵子捐献者的健康线粒体取代了母亲卵子中的缺陷线粒体,随后用父亲的精子使融合后的卵子受精。用张进的话来解释,女性的卵子就好像鸡蛋——蛋黄是细胞核,蛋白是线粒体所在的细胞质。

  现有的技术无法单个地抽取线粒体,因此实际操作是将有缺陷的线粒体所在的“蛋白”给替换掉。首先从母亲的卵子中提取出细胞核;第二步,取捐献者的卵子,剔除细胞核;第三步,将母亲卵子的细胞核植入到已去核的捐献者卵子中;第四步,将“拼装”后的卵子与父亲的精子进行人工授精。相当于让“蛋黄”搬了一个家,然后再受精。

  这样生出的小孩将同时拥有1个父亲与2个母亲的遗传物质。遗传学分析结果显示:男婴的绝大多数基因来自他的生父母,包括头发、眼睛颜色等基因,只有0.1%的基因来自捐献者。因此,严格说来,“三亲宝宝”的父母其实主要还是他的亲生爸妈,另外一个捐赠者的基因,完全没有“喧宾夺主”。

  虽然看起来很完美,实际上争议也同样大。其中一个重要分歧是美国俄勒冈健康与科学大学胚胎细胞与基因治疗中心主任舒克拉特·米塔利普夫提出的。据他的描述,移植细胞核并非如分离蛋黄那么完整,他的比喻是:移植母亲的细胞核,就好像从地里拔起一棵植物,植物的根部仍然会附着一点点土壤——土壤就是母亲的线粒体。

  这就造成了自然中从未出现的一种局面:来自两名女性的两个不同的线粒体基因组,被迫在同一个细胞中共存。大多数情况下,一小部分(通常小于2%)的缺陷线粒体仍然留在细胞中,哪怕是这样小的一个比例也足以造成影响。

  超级复制者,还是超级英雄?

  米塔利普夫认为,应该对母亲与捐献者的线粒体进行配型,就像献血一样。他在自己的新研究中制造了一些三亲胚胎,使用的卵子来自3位携带了变异的线粒体DNA的母亲以及11位健康女性。胚胎随后分化为胚胎干细胞,能够永久存活并不断复制,以供研究。

  在三个案例中,有缺陷的线粒体DNA重新出现在胚胎干细胞中,且十分活跃,随后占领了整个细胞。

  因此米塔利普夫认为,这样的逆转也可能发生在胎儿在子宫中发育的过程中。加利福尼亚大学的分子生物学家帕特里克·欧法雷尔也提出,一些线粒体基因组复制的速度比其他基因组更快。“但如果它们携带了健康的、合适的DNA,能够战胜突变的基因,那么这样的超级复制者也有可能变成超级英雄。”

  布朗大学的生物学家大卫·兰德最近也进行了线粒体基因组交换研究,他认为替换线粒体的最终结果“非常不可预测”,生下来的孩子可能会受到疾病或者不育的困扰,也可能极其健康。我们无从得知。

  其实,这对约旦夫妇生下的这个孩子,也不是严格意义上的世界首例三亲婴儿——早在在核移植技术出现之前,科学家们就发明了细胞质转移技术,先将捐赠卵子细胞质注入到有缺陷的母亲卵子中,组成新的卵子之后培育出胚胎,所产生的婴儿与基于核移植的三亲共育技术一样,其遗传物质都是来自两个母亲和一个父亲。

  据英国《独立报》报道,第一例基于细胞质转移的“三亲婴儿”于1997年在美国新泽西州出生,之后约有30例这样的婴儿诞生。由于担心这种技术培育的“三亲婴儿”存在健康风险,美国FDA在2001年叫停了这项技术的临床应用。可惜,研究机构并没有对这些“三亲婴儿”健康状况进行长期的跟踪评估。