从非生殖细胞到生殖细胞,转基因人的最后一步

文/观察未来科技
基因治疗正在带领人们走向后人类时代 。
众所周知 , 基因很重要 。人类的基因组常被比作是一本书写生命的“天书”——人类凭借A、T、C、G四种碱基 , 却配对出了高达60亿的可能 , 碱基的无穷组合也蕴含着人类进化、生老病死的奥秘 , 而DNA则分布在23对染色体中 。可以说 , 基因储存着生命的多种信息 , 会决定人的许多生命特征 , 包括是否会得某种疾病 , 可以说操控着人的生、老、病、死 。
在这样的背景下 , 尝试掌握生命的密码来改变生、老、病、死就成了人们的愿望——基因治疗也顺势而生 。更重要的是 , 如今 , 除了对非生殖细胞的基因进行修饰和改造 , 人类还将手伸向了生殖细胞 , 并企图打造全新的人类 。
从非生殖细胞到生殖细胞,转基因人的最后一步
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从非生殖细胞到生殖细胞
从本质上来看 , 基因就是DNA分子上具有遗传效应的一段特定的核苷酸序列 , 是DNA的一个独特部分 。染色体则是由直径仅100埃(1埃=0.1纳米)的DNA组蛋白高度螺旋化的纤维所组成 。
而人类基因组就是一个人所有的DNA , 含有约31.6亿个DNA碱基对 , 包括大约2-3万个基因 。这些基因中除了编码蛋白质的两万多个基因之外 , 还包含了数千个RNA基因 。如果从单个细胞中取出并拉伸成链 , 长度能够达到2米 。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代 , 还可以使遗传信息得到表达 。不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等不同 , 都是基因之间的差异导致的 。
【从非生殖细胞到生殖细胞,转基因人的最后一步】20世纪80年代末期 , 人类对于基因的认识还非常有限 , 彼时 , 重塑人类基因组的唯一方法就是在子宫内对胎儿进行鉴定 , 然后在发现那些有害的高外显率基因突变后终止妊娠 。到了20世纪90年代 , 胚胎植入前遗传学诊断可以让患者选择移植没有致病突变的胚胎 。
而20世纪90年代末期 , 基因治疗的出现却彻底改变了遗传学 。现在 , 人们可以对于基因进行定向改造 。这也标志着“积极优生学”东山再起 。科学家终于摒弃了消灭有害基因携带者的想法 , 并开始憧憬矫正人类基因缺陷的未来 , 使得人类的基因组能够“日趋完善” 。
本质上来看 , 基因治疗可以分为两种截然不同的类型 。第一种类型是对非生殖细胞(血液、脑或肌细胞)的基因组进行修饰 。虽然这些遗传修饰会影响细胞的功能 , 但是并不会改变人类下一代的基因组 。如果将某种基因变化导入肌细胞或血细胞 , 那么这种变化并不会传递给人类胚胎 。当宿主细胞死亡时 , 上述基因也将随之消失 。
1990年 , 一个患有ADA-SCID疾病的4岁小女孩儿阿珊蒂就接受了这种对非生殖细胞基因进行替代的治疗 。ADA-SCID疾病是一种由于腺苷脱氨酶(ADA)缺陷所导致的严重综合性免疫缺陷疾病 。对阿珊蒂来说 , 周围的世界无处不存在着危险 。哪怕和普通人共饮一杯水 , 甚至是在同一间房间里呼吸 , 都可能会带来致命的后果 。科学家们使用病毒载体作为递送方法 , 通过体外基因工程 , 将健康的ADA基因导入到她自身细胞中 , 并将编辑后的细胞重新注射回她的体内 。
在治疗的半年内 , 阿珊蒂体内的免疫T细胞水平就恢复了正常 。在接下来的2年里 , 她的健康状况不断得到改善 , 过上了和同龄人几乎没有差异的童年 。这一案例被认为是基因治疗发展史上一个重要的里程碑 , 科学家们通过人体试验完成了对基因疗法的概念验证 , 证明了基因治疗的安全性和可行性 , 鼓舞了更多的临床试验的开展 。