撰文/記者 丁林

新媒體編輯/王姍

(資料圖)

英國(guó)人類(lèi)受精與胚胎學(xué)管理局（HFEA）證實(shí)，英國(guó)首批體內(nèi)含有三人DNA信息的“三親嬰兒”已經(jīng)誕生。這是在監(jiān)管環(huán)境中、線粒體捐贈(zèng)治療（MDT）背景下于英國(guó)出生的首批三親嬰兒，嬰兒數(shù)量少于5名。HFEA沒(méi)有提供有關(guān)該技術(shù)或嬰兒的更具體信息。

（圖片來(lái)源：《新科學(xué)家》）

三親嬰兒是如何誕生的？他們和普通的寶寶有何不同？線粒體捐贈(zèng)治療技術(shù)在過(guò)去經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展過(guò)程？

線粒體是細(xì)胞的“生命之源”

從基因上講，三親嬰兒會(huì)有一個(gè)父親和兩個(gè)母親，但是其中一位“母親”和孩子的遺傳聯(lián)系較少。這些孩子體內(nèi)絕大部分的DNA（超過(guò)99.8%）來(lái)自他們的父母，但還有大約0.1%的遺傳物質(zhì)來(lái)自線粒體捐贈(zèng)女性。

2015年，英國(guó)成為首個(gè)立法生效批準(zhǔn)線粒體捐贈(zèng)治療的國(guó)家。此后，英國(guó)紐卡斯?fàn)柹行挠?017年獲得第一個(gè)有爭(zhēng)議的治療許可，并開(kāi)創(chuàng)了MDT的相關(guān)研究。

▲英國(guó)不是借助MDT誕生第一個(gè)三親嬰兒的國(guó)家。2016年，美國(guó)華人醫(yī)生張進(jìn)為一名攜帶線粒體突變的約旦女性實(shí)施了相關(guān)治療，世界上首例三親嬰兒在墨西哥誕生（圖片來(lái)源：Nature）

線粒體被稱(chēng)為細(xì)胞的“生命源泉”，也是卵子質(zhì)量的標(biāo)志。線粒體功能異常會(huì)影響整個(gè)細(xì)胞的正常功能，從而導(dǎo)致病變。許多研究表明：帕金森病、阿爾茨海默氏癥、糖尿病、腫瘤等疾病及衰老均與線粒體功能異常有關(guān)。由于線粒體的多功能性，了解線粒體功能障礙導(dǎo)致特異病變的機(jī)制仍面對(duì)著巨大的挑戰(zhàn)。

▲線粒體結(jié)構(gòu)與其在細(xì)胞內(nèi)的分布

與其他的細(xì)胞器不同，線粒體自身包含遺傳信息——它是人體細(xì)胞內(nèi)除細(xì)胞核外唯一含有DNA的細(xì)胞器，而線粒體疾病也往往是由于線粒體DNA（mtDNA）的突變?cè)斐傻模@些突變影響了線粒體的功能。此外，線粒體DNA為“母系遺傳”——無(wú)論是男是女，你細(xì)胞內(nèi)的線粒體DNA全部來(lái)自你的母親。這是因?yàn)槿祟?lèi)受精卵中的線粒體均來(lái)自卵細(xì)胞。在精卵結(jié)合時(shí)，精子的線粒體DNA會(huì)被降解掉。所以，母親的線粒體如果存在缺陷，100%會(huì)被孩子繼承。如果這種遺傳缺陷十分嚴(yán)重，只能通過(guò)“三親嬰兒”技術(shù)解決問(wèn)題。

▲即便是健康的母親也會(huì)產(chǎn)生大量線粒體缺陷的卵子

中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員鮑時(shí)來(lái)表示，卵細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核內(nèi)。細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所，是細(xì)胞遺傳性和代謝活動(dòng)的控制中心。只有少量的遺傳信息存在于線粒體中，所以留下母親的細(xì)胞核，利用包含捐獻(xiàn)者健康線粒體的卵泡漿部分，就是要在不改變主要遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)上獲取少量捐獻(xiàn)者的健康基因。同時(shí)，由于線粒體中攜帶的基因非常少，所以“線粒體捐贈(zèng)”不會(huì)影響到孩子的許多重要特征，比如頭發(fā)的顏色、身高和相貌等。

▲雖然線粒體本身攜帶的基因只有37個(gè)，但其實(shí)大量的細(xì)胞核基因也參與維持了線粒體的正常工作（來(lái)源：Nature）

“線粒體捐贈(zèng)”的兩種方式目前，“線粒體捐贈(zèng)”有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一種是紡錘體核移植技術(shù)；另一種為2015年在英國(guó)獲批的“原核移植”技術(shù)。

▲簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，“原核”和“紡錘體”分別代表卵細(xì)胞受精前后的特定時(shí)期（來(lái)源：Nature Reviews）

“紡錘體核移植”技術(shù)，就是將不健康母親的卵細(xì)胞核移植到捐獻(xiàn)者的去核卵細(xì)胞中，以利用捐獻(xiàn)者卵細(xì)胞中健康的線粒體。這聽(tīng)起來(lái)是不是有點(diǎn)像基因編輯技術(shù)呢？你可想錯(cuò)了，基因編輯技術(shù)目前還不能應(yīng)用于臨床，所以生殖醫(yī)學(xué)家們找到了“紡錘體核移植技術(shù)”這樣一種“交換”方式來(lái)解決人類(lèi)遺傳缺陷問(wèn)題，達(dá)到換取供體健康線粒體的目的，以克服線粒體疾病，可以通俗地理解為“新瓶裝舊酒”。

“換新的線粒體”并不是真的將供體的線粒體拿出來(lái)，然后放到受體的身體中去。復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院遺傳學(xué)研究所教授李瑤表示，從卵母細(xì)胞分裂到卵細(xì)胞的過(guò)程中會(huì)激增越來(lái)越多的細(xì)胞為卵細(xì)胞受精做準(zhǔn)備，所以母體中的線粒體不可能由新進(jìn)入的線粒體全部替換。

江蘇省人民醫(yī)院生殖中心副研究員曾橋博士詳細(xì)解釋了這種“替換”的過(guò)程：健康女性捐一顆健康的卵子，并將卵子核與卵泡漿分離、舍棄卵子核；再將患者的卵子核與卵泡漿分離，舍棄卵泡漿（其中含有異常的線粒體）；然后，將女性患者的卵子核和健康捐獻(xiàn)者的卵泡漿（含有健康的線粒體）結(jié)合成一個(gè)健康卵子，與患者丈夫的精子形成受精卵；孕育出健康胚胎移植到患者體內(nèi)，如此就完成了一次健康線粒體的交換。

▲“紡錘體核移植”的流程示意圖（來(lái)源：Cell Press）

從遺傳學(xué)技術(shù)角度來(lái)看，這個(gè)孩子擁有一個(gè)父親和兩個(gè)母親的基因：爸爸提供一半細(xì)胞核DNA、媽媽提供另一半細(xì)胞核DNA，另一個(gè)媽媽提供線粒體DNA。紡錘體核移植技術(shù)與原核移植技術(shù)的區(qū)別在于，紡錘體核移植操作在卵子受精之前，先“交換”了卵細(xì)胞核之后再讓受體媽媽的卵子與爸爸的精子結(jié)合。而原核移植是讓爸爸的精子同時(shí)和受體、供體的兩枚卵細(xì)胞先結(jié)合，再“交換”卵細(xì)胞核。正由于原核移植“三父母”技術(shù)是先讓卵子受精再進(jìn)行細(xì)胞核移植，因此它在很多認(rèn)為受精卵有生命的國(guó)家或地區(qū)面臨倫理爭(zhēng)議。

▲“原核移植”技術(shù)流程示意圖（來(lái)源：Cell Press）

李瑤說(shuō)，卵母細(xì)胞要經(jīng)過(guò)兩次減數(shù)分裂“變成”卵細(xì)胞，在這個(gè)分裂的時(shí)候細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)會(huì)以紡錘體的形式存在，讓遺傳物質(zhì)一分為二。技術(shù)上說(shuō)，“三父母”的確可以幫助患者解決線粒體缺陷問(wèn)題，相當(dāng)于一種細(xì)胞的嫁接融合技術(shù)。“三親嬰兒”技術(shù)在倫理爭(zhēng)議中曲折發(fā)展

根據(jù)英國(guó)廣播公司（BBC）發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，英國(guó)每6500名兒童中，就有一人生來(lái)患有線粒體基因病，出現(xiàn)肌肉萎縮、心臟病、共濟(jì)失調(diào)等癥狀；而英國(guó)每200名兒童就有一個(gè)患有某種形式的線粒體疾病，不過(guò)由于癥狀不明顯，所以沒(méi)有記錄在案。還有一部分嬰兒會(huì)因?yàn)榫€粒體基因病而早早夭折。美國(guó)辛辛那提兒童醫(yī)院線粒體疾病中心主任黃濤生接受媒體采訪時(shí)則指出，線粒體疾病通常是非常嚴(yán)重的疾病，但到目前為止線粒體疾病的治療方法很有限，而細(xì)胞核移植技術(shù)為解決這一問(wèn)題帶來(lái)一線曙光。

▲然而，對(duì)于已經(jīng)出生的患病孩子，“線粒體捐贈(zèng)”技術(shù)也愛(ài)莫能助（來(lái)源：STAT news）“線粒體捐贈(zèng)”是一項(xiàng)新興技術(shù)，英國(guó)在2005年批準(zhǔn)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)開(kāi)展“兩個(gè)母親”的人類(lèi)胚胎實(shí)驗(yàn)，用于線粒體疾病的研究。但爭(zhēng)議的聲音從此越來(lái)越大。早在20世紀(jì)90年代，丹麥胚胎學(xué)家雅克?科恩嘗試多種方式來(lái)治愈不孕不育患者，但是都沒(méi)能成功，她懷疑病人不能懷孕的原因是患者的細(xì)胞質(zhì)出了問(wèn)題導(dǎo)致受精不成功，即便是成功了也可能發(fā)育不成健康的胚胎。于是科恩決定嘗試“細(xì)胞質(zhì)移植”的方法——將少量健康捐獻(xiàn)者的細(xì)胞質(zhì)注射到患者的生殖細(xì)胞中，并用此方法治療了30名不孕女性，其中17人仍然不孕，1人流產(chǎn)，其余的12名女性一共成功生下了15個(gè)健康的孩子。2001年，科恩發(fā)表論文稱(chēng)這15個(gè)孩子中有2人擁有混合線粒體DNA，這一發(fā)現(xiàn)隨即引起軒然大波，在學(xué)術(shù)界為之振動(dòng)的同時(shí)也引起了“公憤”。最終美國(guó)國(guó)會(huì)眾議院規(guī)定：所有的體細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)都必須禁止。2013年3月，英國(guó)人類(lèi)生殖及胚胎技術(shù)管理局（HFEA）向當(dāng)局提交“是否允許‘三親嬰兒’的公眾咨詢(xún)報(bào)告，作為相關(guān)決策和立法的依據(jù)之一。盡管還有部分人對(duì)這項(xiàng)技術(shù)表示擔(dān)憂(yōu)，但大部分民眾對(duì)這項(xiàng)技術(shù)表示支持，希望能用這項(xiàng)技術(shù)幫助有基因缺陷的家庭成功孕育出健康的下一代。2015年2月3日，英國(guó)議會(huì)下院投票通過(guò)一項(xiàng)歷史性的法案，同意以醫(yī)學(xué)方法創(chuàng)造攜帶三人DNA的嬰兒。在投票中，382名議員投票支持，128人反對(duì)。這是個(gè)看起來(lái)不錯(cuò)的結(jié)果，但依舊批評(píng)不斷，即便輿論的風(fēng)聲有放松的跡象，但一些科學(xué)家還是不會(huì)公開(kāi)實(shí)施“三親嬰兒”技術(shù)，畢竟將自己對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用公諸于世的確需要科學(xué)家有很大的勇氣。

英國(guó)不是借助MDT誕生第一個(gè)三親嬰兒的國(guó)家。2016年，來(lái)自美國(guó)紐約新希望生殖中心的華人醫(yī)學(xué)博士張進(jìn)和他的團(tuán)隊(duì)在墨西哥為一名攜帶線粒體突變的女性實(shí)施了相關(guān)治療，世界上首例基于核移植的三親嬰兒由此誕生。

“再過(guò)10年到20年，大家就會(huì)對(duì)‘三父母’嬰兒習(xí)以為常，”張進(jìn)在接受媒體采訪時(shí)說(shuō)。

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