当人类生命被设计
作者: 王立铭
日前,有消息人士称南方科技大学原副教授贺建奎已于近期出狱。
这条消息让我们回忆起2018年年底的“基因编辑婴儿”事件:贺建奎利用基因编辑技术,在至少7对艾滋病夫妇的受精卵中修改了一个名为CCR5的基因,而且一对夫妇的双胞胎女儿已经出生。
2019年12月,“基因编辑婴儿”案在深圳市南山区人民法院一审公开宣判。贺建奎、张仁礼、覃金洲等3名被告人因共同非法实施以生殖为目的的人类胚胎基因编辑和生殖医疗活动,构成非法行医罪,分别被依法追究刑事责任。人民法院依法判处被告人贺建奎有期徒刑三年,并处罚金人民币三百万元。
“基因编辑婴儿”事件发生两年后,2021年7月12日,世界卫生组织(WHO)下属专家委员会发布《人类基因组编辑管治框架》和《人类基因组编辑建议》,首次提出了将人类基因组编辑作为公共卫生工具的全球建议,并论证了其安全性、有效性和伦理。
在事件刚刚发生的时候,加州理工学院博士、浙江大学教授、神经生物学家王立铭就曾做出过详细解读。这一事件让我们思考,狂飙突进的生命科学研究究竟有无伦理和监管的边界。
在这一切的背后,隐藏着一个更为深刻的疑问:关于每个人类个体、关于人类这个物种、关于人类的未来,操起生物学这把利器,我们究竟能做什么,我们又不能做什么?正如王立铭在他的作品《巡山报告·基因编辑婴儿》一书中所说的:对于古老又年轻的生命科学来说,我们身处一个波澜壮阔的伟大时代。至今,我们对生命现象的理解,空白要远远多过已知。
以下内容节选自《巡山报告·基因编辑婴儿》,较原文有删节修改。

被修改了基因的双胞胎
艾滋病,一种世界性的传染病。19世纪80年代被正式发现以来,艾滋病已经杀死了接近4000万人。这种疾病由人类免疫缺陷病毒(HIV)入侵人体免疫细胞、破坏人体免疫功能所引起。如果没有接受有效治疗,缺乏免疫系统保护的艾滋病患者会被各种各样的感染所折磨,往往会在一到两年内死于结核病、严重的细菌感染、卡波西肉瘤等疾病。
截至目前,人类仍然没有发明出能够彻底治愈艾滋病的办法。尽管华人科学家何大一发明的高效抗逆转录病毒治疗法(俗称的“鸡尾酒疗法”)已经能够大大抑制病毒的复制和传播,让患者长期生存,甚至寿命都和健康人相差无几,但是鸡尾酒疗法费用高昂,副作用明显,需要有经验的医生不断调整用药方案。
显然,这是一种只有在公共卫生系统高效运转的富裕国家才能普及的方案。而众所周知,艾滋病起源于非洲,至今仍有70%的患者生活在撒哈拉以南的非洲大陆。在那里,在更多的发展中国家,想要普及鸡尾酒疗法几乎就是痴人说梦。在世界上最不发达的那些国家,艾滋病的传播已经构成了不折不扣的公共卫生灾难。
人类在翘首期待着更好的艾滋病解决方案——更便宜的药物,更广泛的疾病知识普及,更深入、更有针对性的卫生护理服务。还有,能从根子上彻底阻断艾滋病传播的有效疫苗。过去30年,世界各国的研究机构和大药厂反复试验过各种各样的艾滋病疫苗,至今还没有任何一个取得了真正的成功。
2018年11月26日,时任中国南方科技大学副教授的生物学家贺建奎,向全世界宣布,他找到了在人体基因上动手术,让人从出生起就对艾滋病免疫的新方法。这位毕业于中国科技大学近代物理专业,并在美国莱斯大学获得博士学位的高才生,很明显是有备而来。一天之后,第二届人类基因组编辑国际峰会在香港举行,全世界超过500位这个领域的专家将云集香港,讨论围绕基因编辑——这项能够在人体基因上动刀子的超级技术的各种热点问题,包括科学细节、政策法规、伦理争议。选择在此时公布这个爆炸性消息,贺建奎显然意在这个生命科学热点领域里搅动风云。
在11月26日当天,贺建奎在视频网站YouTube上发布了制作精良的视频,向全世界公众详细介绍了他的研究成果。在视频当中,操着流利英语的贺建奎侃侃而谈,沉痛地表达对艾滋病患者的悲悯。他说,艾滋病患者的子女很可能会从父母那里继承可怕的病毒,因此会终身生活在社会的歧视当中。即便侥幸没有得病,他们也会终身担忧艾滋病病毒感染的可能性。他宣称自己已经找到了救赎之道。他的实验室利用一种名叫CRISPR/cas9的基因编辑技术,在至少7对艾滋病夫妇的受精卵中,修改了一个名为CCR5的特定基因。其中一对夫妇的一对双胞胎女儿已经出生了。这两个被贺建奎称为“露露”和“娜娜”的女孩体内,CCR5基因已经被永久性破坏。
“柏林病人”提供了新思路
面对艾滋病的巨大威胁,如果修改CCR5基因就可以让人先天预防艾滋病,这不是天大的好事吗?甚至从某种程度上,在基因层面,釜底抽薪式地预防艾滋病,岂不是比什么药物都来得更方便、更有效?这难道不是艾滋病治疗历史上一次重大的新发现,一次科学范式的大转移?
艾滋病病毒之所以能够那么精确地瞄准某一类特殊的人体免疫细胞,是因为这些细胞的表面,有两个天然存在的蛋白质分子被HIV 偷偷利用,作为它们入侵免疫细胞的识别标志。
为了说清楚这一点,我们还是要先回归到科学本身来讨论。首先得说明,用修改CCR5基因的方法来对抗艾滋病并不是什么新鲜的主意。我们知道,当艾滋病病毒入侵人体后,它们能够精确地识别人体中的某一类免疫细胞,入侵并且杀死这些细胞,从而让患者丧失免疫功能,最终可能会死于严重的感染。艾滋病病毒之所以能够那么精确地瞄准某一类特殊的人体免疫细胞,是因为这些细胞的表面,有两个天然存在的蛋白质分子被HIV偷偷利用,作为它们入侵免疫细胞的识别标志。
通俗地说,一个分子负责指路,一个分子负责开门。这两个蛋白质分子,分别由两个名为CD4和CCR5的基因生产(在某些场合,CCR5这个“开门”分子可以被另一个名叫CXCR4的“开门”分子顶替,帮助艾滋病病毒进入免疫细胞)。CD4负责指路,CCR5负责开门。所以反过来说,如果人体当中天生就没有这个CD4或者CCR5基因,那是不是人就能天然对艾滋病病毒免疫呢?
还真是这样,而且人类世界已提供了这个猜想的天然证明。具体来说,有大约1%的北欧后裔体内,CCR5基因的两份拷贝还真的就出现了天然的基因缺陷(名为CCR5-Δ32基因突变)。因此,这些人就真的不太需要担心艾滋病病毒感染的问题。
更有意思的是,这些天生的CCR5基因突变体,虽然确实也有一些健康风险,比如说得了流感之后反应更加剧烈,但是这些人的总体健康情况还是不错的。人类世界存在的这个天然的艾滋病防御武器,给很多医生和科学家提供了对抗艾滋病的思路。这包括曾经震动整个人类世界的“柏林病人”。1995年,在德国留学和工作的美国人蒂莫西·雷·布朗患上了艾滋病。在接受抗病毒治疗后,他体内的艾滋病病毒被有效地控制,他也重新开始了正常的生活。
但是祸不单行,到了2006年,布朗又被一种恶性血癌——急性髓性白血病——击中。为了治疗他的血癌,德国医生格勒·许特尔决定使用骨髓造血干细胞移植的方法,为布朗更换一套全新的、健康的造血系统。这种常规用于治疗血癌的技术,可能读者们并不陌生。只不过这一次,在寻找配型合适的骨髓捐献者的过程中,布朗有着惊人的好运气:在骨髓库里找到了267个配型合适的捐献者!要知道,大部分苦苦等待骨髓移植的血癌患者,根本找不到任何一个合适的配型。
之前那些利用基因编辑技术制造CCR5 基因缺陷来治疗艾滋病的办法,收益大于风险,最坏风险可控,所以我们支持对他们进行研究。但是这两条,都不适用于贺建奎的研究。
这个难得的奢侈让许特尔医生决定采取一个稍微有所不同的策略。他想要看看这么多合适的捐献者中,是不是有人碰巧携带了CCR5-Δ32基因突变。如果能够找到并移植这样的骨髓,许特尔医生猜测,也许可以同时治愈布朗的血癌和艾滋病。运气再次眷顾布朗,医生们果然找到了一位配型合适、同时携带CCR5基因突变的捐献者。在两轮骨髓移植之后,奇迹果然发生了——布朗的白血病被全新的骨髓治好,而他的艾滋病,也同时被CCR5基因缺陷治好了。至此,布朗成了全世界第一个艾滋病痊愈的幸运儿。而“柏林病人”这个响亮的绰号,也注定会永载人类医学史。
天然情况如此,人工操作能不能模拟这种效果呢?毕竟,对于全世界那么多艾滋病患者来说,为他们每人寻找一份配型合适、也携带CCR5基因突变的骨髓,再安全顺利地完成移植手术,可不是件容易的事情。看起来确实也有希望。2014年,美国圣加蒙公司还发布了一项临床研究的结果。他们提取出艾滋病患者体内的免疫细胞,人为破坏这些细胞内的CCR5基因,再把这些细胞输回患者体内。他们确实也发现,如此操作之后,这些患者体内的病毒水平明显降低了,并且维持了几周。也就是说,破坏CCR5基因,确实可能是一种有效的、相对比较安全的治疗艾滋病的新思路。
基因编辑和打疫苗性质不同
但是,顺着这个逻辑稍微多想一点,你会意识到这项技术还有更大的想象空间。那就是:从治疗到预防。既然HIV病毒的入侵需要CCR5基因,既然天生存在CCR5基因缺陷的人天生对艾滋病免疫,总体而言也还活得挺健康,那如果在没出生的孩子身上提前把CCR5基因破坏掉,不就能让自己的孩子从一出生开始,就不需要担心艾滋病这种疾病了吗?
从某种程度上说,这种思路和打疫苗差不多,都是通过某些技术手段,让人在没有接触某些细菌病毒的时候,就已经具备了对它的抵抗力,做到了提前预防。这当然就是咱们开头提到的贺建奎的工作思路。但是请注意,看起来都是操纵基因对抗疾病,但是迈出这一步,事情的性质就完全变了。我们分两个层面来讨论这个问题。
首先是科学层面上。之前那些利用基因编辑技术制造CCR5基因缺陷来治疗艾滋病的办法,收益大于风险,最坏风险可控,所以我们支持对他们进行研究。但是这两条,都不适用于贺建奎的研究。先说收益大于风险。贺建奎修改了人类受精卵当中的CCR5基因,试图让出生后的孩子天生对艾滋病免疫。
但是请注意,根据贺建奎所说,这几枚受精卵的母亲根本就不是艾滋病患者。他们的父亲虽然是艾滋病病毒携带者,但是在长期抗病毒治疗后,艾滋病病毒得到了很好的控制。在这种情况下,只需要把父亲的精子经过严格的抗病毒处理然后人工授精,同时母亲在孕期注意防护,生出来的孩子100%不会受到艾滋病病毒感染。其实,就算母亲是艾滋病患者,用已经很成熟的阻断疗法,孩子也有99%的可能性不会被感染。退一万步说,即便这些孩子真的不幸患上了艾滋病,层出不穷的治疗方法已经把艾滋病变成了慢性病,并不影响患者的生存寿命。也就是说,这个基因编辑的操作,收益很小,几乎可以忽略不计。

而反过来,这个操作的风险就太大了!基因编辑技术至今仍然是在蓬勃发展和快速推进的前沿生物学技术,就算是目前被广泛研究和应用的CRISPR/cas9基因编辑技术,也仍然有许多根深蒂固的风险没有得到解决。其中最主要的风险就是,这项技术在应用的时候难以避免所谓的“脱靶”效应,很容易破坏人体当中原本正常的无关基因,导致可能非常严重的且从原理上难以准确预计的遗传疾病。总而言之,这项基因操作给这两位刚出生的孩子带来的好处微乎其微,但付出的代价是各种根本无法预测和治疗的遗传疾病风险。这样的操作显然不符合人类世界最基本的伦理底线。