北大教授饶毅:人类性细胞的基因编辑最好是禁止

网易科技讯1月16日消息,“科学精神在中国”新年专场近日在北京举行,本次主题为科学与人类的未来,会上,北京大学教授、知识分子主编饶毅发表主题演讲,关于基因编辑的未来,饶毅表示:“我认为基因编辑应该允许体细胞的基因编辑,在现有的框架下也要监控,但是原则上是允许的,而人类性细胞的基因编辑我认为最好的方式是禁止,暂时禁止,长期禁止,甚至永远禁止。

此外,他表示:“我们要非常警惕,不能有大量的商业利益驱动的进行人类生殖细胞基因编辑,这在中外各个国家都要警惕。”

我今天讲的问题是基因编辑与人类未来的问题。这个问题的提出与分子生物学发展到今天对人类的影响相关,也与我们去年的实事相关。

我们去年曾经有一个事件,知识分子和赛先生在全网络的点击率达到了3.5亿,这个事件是什么?你们大家都懂的。之所以出现这个事件,原因是遗传学+生物化学诞生了分子生物学,产生了新的基因工程技术。

1871年瑞士年轻的科学家在德国做的研究得到发表,发现了细胞核里面的核素,也就是我们后面知道的核酸。

1944年美国洛克菲勒医学研究所附属医院Avery等3位科学家提出DNA是遗传物质的基础。

1953年美国遗传学家和英国物理学家在剑桥大学提出DNA双螺旋模型,从此大家公认诞生了分子生物学,分子生物学的进一步发展带来了新的技术发展。

1973年分子生物学重要技术基因工程或者叫重组DNA技术,由顶尖的美国生物医学的学校旧金山加州大学和次尖的生物医学的学校斯坦福大学,两位科学家Herb和Stanley共同发明;在他们发明了新型的技术之后,顶尖的旧金山加州大学的Boyer教授与落魄的投资人在1976年共同创建了Genentech全世界第一个新型的生物技术公司,从此诞生了现代的生物技术产业,在这之后的1977年英国剑桥的Sanger和美国的Wally Gibert分别发明了两种基因测序技术,其中哈佛大学发明的基因测序技术今天没有人在用了,剑桥大学发明的基因测序技术今天还有人用。

有了这样一百多年的科学和技术带来的新型产业之后,对于科学和技术和人类逐渐就发生了很大的影响,有了基因重组的技术之后,首先是生产蛋白质药物的方法得到了完全改变,所以1980年创造了现代华尔街历史上第一次上市IPO当天股票增加最多,是依赖于他们用基因工程技术生产蛋白质药物,特别是胰岛素,那么基因工程技术和其他分子生物学技术还被用于一些药、医和其他方面。

我自己之所以称UCSF为顶尖大学,是因为我自己去那里读书,1985年我去那里读书,我去研究神经生物学,一去就发现必须懂分子生物学,我们隔壁系生物物理系是诞生现代重组DNA技术的系,我把他们系主要的课,分子生物学、生物化学、病毒学、结构生物学、发育生物学、遗传学也学了一遍,这样在神经生物学基础上,为自己一生基因测序、基因操纵来研究脑的功能起了很重要的奠基性的作用,所以在1988年我做研究生期间自己手工测序,这些测序上面画了很多代码,是为了含辛茹苦在上面读到底是AG还是CT,在1989年我也做过转基因,把基因引导到果蝇体内,看果蝇脑发育的变化,我自己实验室从那个时候到现在,对于基因的分析和基因的操纵一直在做,后面这张图是我们即将要发表的论文里对果蝇基因操纵的图。

我们除了做过果蝇之外,还做过老鼠、猴、猪的基因分析和基因操纵,其中对猪和猴的基因操纵是与昆明和南京教授合作做的。我自己实验室已经做过而且发表过分析人类哪些基因参与长期记忆,哪些基因参与视觉的高级功能,但是在人类理我们只分析过基因功能没有进行过人类基因操纵,也就是说,对这套技术我们自己是非常熟悉的。我们的评论实际是专家评论。

在2012年,诞生了一个非常特殊的技术这个叫做的背景是1987年,1987年意大利移民美国的科学家Capecchi和其他人发明了在老鼠中进行基因敲除的技术,2007年他获得了诺贝尔奖,但是大家没有注意到的是另外一个技术,原因是Capecchi的技术一诞生就可以利用到小鼠和推广到少数研究的动物,研究工作者非常需要,但是这个技术对于大部分生物不能用,因为这个技术是使用往来有限,在他可以用的生物很好,在其他生物很难用或者用不上,大家没有想到的是,1987年日本大阪大学的微生物学家中田久郎实验室发现了一个以后大家称之为CRISPR的DNA序列,当时的重要性没有人知道,但是经过日本、荷兰、西班牙、立陶宛、美国、法国、英国一系列科学家发表了一系列论文之后,有人意识到这个古怪的现象里面的机理搞清之后,可以把这个原理变成一个技术。所以,在2012年的时候,法国女科学家Emmanuelle和美国科学家Jennifer合作发表了一篇论文,而立陶宛的科学家Siksnys他的实验室在美国科学研究院刊上面发表了一篇论文,认为用CRISPR/Cas9可以对基因进行编辑,他们在原理和实践上都证明了CRISPR/Cas9可以用于基因编辑,这个技术诞生之后,海内外的华人也是有贡献的,我们贡献主要是推广在少数情况下有改进,这是谈科学和技术,我们在科学技术上对CRISPR/Cas9没有突破,但是我们花费了另外的文化创造性,我们对它的道德底线进行了突破。所以CRISPR/Cas9技术诞生之后,发现是一个非常强大,原来的方法在很多生物不能应用,CRISPR/Cas9几乎像某种说法放之四海而皆准,放在大部分生物下放一下就工作,所以突然就变成了对很多生物,包括人,是可以进行基因改变的,以前的技术是做不到或者效率非常低,而CRISPR/Cas9可以。而且这个技术非常简单,除了强大以外还简单,所以凡是读了生物本科的人都可以做这个实验,所以一下子变成了非常重要的事件,也就是说,这终于在生物学上诞生了非常强大的双刃剑,这个双刃剑如何用,如何造福人类,还是危害人类,变成了严肃的问题。

2015年中国广州中山大学的副教授首先对此进行伦理的突破,黄军就副教授当年率先在全世界对人类的受精卵及其衍生的胚胎用CRISPR/Cas9进行实验,在他做实验之前外国科学家不敢做这个实验,他们有长期的文化和伦理传统,不敢对人的性细胞胚胎进行基因的改变,中国也有很多人知道,所以也不敢动。在某种形式的空间,但是技术又有的地方,这个技术突破了,这篇论文被自然和科学论文打回来,中国一个杂志赶快把这篇文章捡回来,两天之内不经过同行评议就发表了,所以这两个突破都不是科学技术突破,都是其他方面的突破,本来外国人不敢做这个事情,后来有人说美国、英国搞的这么严干什么,人家中国都做了,所以2016年第一作者是华人,最后通讯负责作者是俄国移民的美国科学家也赶紧做了一个在人胚胎上的实验,所以在中国基础上2012年才有马海涛的论文发表,这两篇论文对生殖细胞编辑的时候都选择了让这个生殖细胞变成胚胎之后不能发育成婴儿,在胚胎期就会致死,这样就不存在出现一个小孩的情况。在这样的基础上,美国和中国对于这个问题的讨论都开始模糊了,才会有2018年我们大家都知道的,你懂的情况发生。

这个事情发生之后号称生出两个婴儿,全世界位置哗然,到处在关心这两个婴儿以后的命运,到处在关心胚胎怎么能动,还有人关心真类能做上帝改变人吗?所以有很多不同的意见,这些意见在很多地方得到发展,大部分的意见,包括部分专业协会,包括部分国家的科学和工程技术的学院,包括一些机构发表的声明,都是不专业的,都是在科学上搞错了核心问题的,所以他们的讨论经常会跟完全不懂这个问题的人合在一起讨论,原因是就没有说清楚这个问题,这个问题的核心在什么地方?是婴儿吗?当然我们应该关心任何一个婴儿。

但是这个问题的核心不在于婴儿。是胚胎吗?如果你相信宗教,对于一些宗教而言,那么胚胎是一个问题。如果你是无神论者,你是理性的相信科学技术的人,胚胎的问题是一个次要问题。核心的问题是生殖细胞的问题。胚胎里面在早期生殖细胞和非生殖细胞是只有一个细胞,分不开的,胚胎到一定时候生殖细胞和非生殖细胞是可以分开的,所以在分开之后,胚胎里非生殖细胞是没有关系的,生殖细胞才是核心。所以,我们一定要清楚,基因编辑需要重点讨论的核心问题是在于对于人类的生殖细胞的基因能不能进行编辑,动物、植物的是另外一回事,人类是不同的问题。体细胞不是那么重要,或者说它是在现代伦理框架之内,而生殖细胞才带来新的问题,什么是生殖细胞?是常见的在人类里面就是精子、卵子和受精卵,其他的细胞我们称之为体细胞,体细胞如果对它进行基因编辑,与我们今天给一个人做心脏病手术、肺切除一样,是只影响个体,所以等同现代医疗,不带来任何新的伦理问题,它的问题全在目前的伦理框架之内,也就是说,体细胞基因编辑需要是安全的、有效的、稳定的,但是这都是现在的审批里已经注重的问题,我们不需要另外讨论。而生殖细胞的基因编辑与体细胞的基因编辑有本质性的不同,因为生殖细胞的基因编辑后果是对于这个生殖细胞编辑以后如果变成婴儿、变成小孩、变成成人之后就要传下去,他自己还得生孩子。另外他要跟别人结婚不能一个人生孩子,所以还向社会扩散,所以他有遗传和扩散两个特征,所以人类生殖细胞的基因编辑带来的是完全超出之前的伦理框架的崭新问题。

那么人类生殖细胞基因编辑有什么好处?有什么坏处?它可以让一些遗传病在家庭遗传的情况下地方根治,它可以使有些人觉得自己家里男孩子肌肉不够多,可以变一个基因,让他肌肉多一点,听着有好处,但是有很多问题。第一在医学上的必要性是极端的小,原因在于我们每个人有两套染色体,也就是说,我们每个基因一般来说是有两套,一套来自父亲,一套来自母亲,大多数疾病在生病时要求两套基因都坏了才会有病,也就是说,你爹和你妈,也不一定是你爹和你妈,他爹和他妈,两人分别有两套基因,如果这四套里只有一套坏了,父母不得病小孩不得病,如果父母里其中一个,比如说父亲两套都坏了,那父亲会得病,但是两套都坏了的父亲和没有坏的母亲结婚,小孩全部不得病,反之亦然。如果父亲基因坏了一套,一套是好的,母亲是一套好的一套坏的,那么两个人都不得病,但是如果他们结婚了以后生了孩子,会有1/4的后代生病,有3/4的后代不会生病,其中1/4后代不仅不生病,也不携带生病的基因,这是最简单的,连学金融的人都会懂得排列组合,我说这个是排除了白重恩教授,因为他学数学转去学经济的,对于学数学的人我们学生物的人是五体投地。所以在父母只有一套坏的时候只有1/4会生病,那么对于父母有一套坏的情况下,如果担心后代生病,很简单让他产生受精卵在体外受精,把坏的受精卵不移植到子宫里去,好的移植进去,就可以保证她的后代不生病,也就是说,可以通过所谓的受精卵的基因选择来解决大部分问题。但是,在少数情况下,你就会碰到天要下雨娘要嫁人,爹妈四套染色体同一个基因全坏了,这种事情一定非常罕见,在这个情况下他们的后代全数都会遗传有病的基因,极端情况下有病基因会治愈,但是绝大多数都会有问题,这是遗传疾病唯一刚需需要用基因编辑在这个家庭进行根治性治疗的情况。这个问题其实也不需要这样解决,因为这些人很少,所以我认为最好的解决方法是允许他们在谈恋爱、结婚、生孩子这三个阶段只要有一个阶段披露自己的基因型,这个披露可能是因为你就得了那个病别人看得出来,可以基因诊断说你有两套都坏了,所以披露自己的基因型就能解决这个问题及,就当然避免同样两套都坏的人结婚生孩子,你们爱对方得想清楚生孩子的危险性是你们自己承担的,这是非常罕见的医学需求,而且可以通过披露基因型解决,这不需要全社会为此承担责任,这样就不需要允许人类生殖细胞基因编辑。

如果允许人类生殖细胞基因编辑会有很多问题,它的代价太大。编辑什么基因,这是永远吵不完的事情,你要编辑,我希望儿子变成优秀的长跑或者长途滑雪运动员,希望他红细胞多一点,有办法,模仿瑞典的某个家族,他们家红细胞生存素受体有个突变,他自动让自己家里产生的红细胞比别人多,所以对需要氧耐力的比别人都多,所以他们好几代得奥运冠军。还有人说不希望得贫血。所以不同人有不同需求。还有人说最近瑞典做过研究,说某个基因型有变化,而你又在瑞典,你的平均考分可以多0.2分,有些人会说我不要,有些人说我就要,我家99.8分,就差这0.2分,所以编辑什么基因是很难定义的,其中有一个简单的常识,疾病这个名词是不能定义的,你们仔细想一下疾病为什么疾病不能定义?疾病定义的两个简单的例子,我省掉其中一个,精神病的定义是每过多少年,由美国精神病学会专门委员会讨论决定的,你们足够年龄大的人听说过叫神经官能症,今天没有这个疾病了,不是这个疾病消灭了,而是这个定义消灭了。以前没有听过自闭症,现在一大堆人得自闭症,是因为自闭症定义讲清楚了,所以疾病很难定义,那为什么技能改变基因同样是很含混不清的问题。编辑一个基因,我为什么编辑89个基因,那他编辑936个基因,所以编辑什么基因和编辑多少基因是非常难决定的。谁决定?是他家决定?他家凭什么决定以后强加给全社会,他家人还得给别人结婚生孩子,就会产生个人、家庭强加给社会的问题,是由清华大学教授决定?我觉得不太对,但是你说都由本科生就能决定跟县医院的妇产科医生两个人合作把他们县基因都改了?所以由谁决定编辑基因,也是一个无解的难题。那么他就会出现,一旦开启就既没边界也没有重点。而且这些变成里面存在着我们相当的不确定性,比如说有一种贫血叫镰刀状红细胞贫血,是红细胞里一个蛋白质的基因变了,那么就贫血,结果后来发现同样造成这个贫血的突变,他让人对疟疾的抵抗力增加了,所以本身这个变化有好处有坏处,那么我们如果都把自己变成不会得镰刀状红细胞贫血,可是得疟疾的人大量增加,这样 的问题是基因多样性的问题,我们大部分人的基因都有一定的差别,这个差别是自然选择有利于全人类的差别,我们知道在欧洲曾经有黑热病、黑死病大量传播,死掉很多人,你得问其他人为什么没有死掉,是躲在家里没有上班,都来听知识分子了?还是有其他原因?我们也知道结核病是通过呼吸道传染,那么来了一个结核病人全场都得结核病了,为什么不得?还有一个原因,我们基因有自然有多样性,有一批人自然就不得。所以我们基因多样性需要被维持着,所以这个事情在一时一地会有很多变化因素,但是如果允许人类进行大量无边界的基因编辑,就可能把我们变成适合当时当地某个情况,而换个时候就不行了,这个事情会不会发生?如果基因变了,那就没有办法一下子变过来。所以一时一地的权宜之计如果写进基因里去,就可能对我们造成无穷的后患。

所以,我认为我们要非常警惕,不能有大量的商业利益驱动的进行人类生殖细胞基因编辑,这个问题不仅我们国家面临,美国这个问题也存在。另外有些人每次都说父母双方四条染色体坏的是医学需要,他们这些人是这么好的人吗?这么罕见的病例对他们没有任何商业利益的,他们一定是想号召大家为了肌肉多两斤要改基因,肌肉多两斤是可能的,有一个基因,在鸡、猪、牛剔除掉那个肌肉都会多一堆,人里有罕见的人类自发突变,5岁的孩子能够拿的重量像15岁的青少年一样,就是那个基因没有,我们大部分人都有哪个基因,一定有功能的,如果都学鸡、猪、牛把那个基因敲了?所以他一定是想做这一部分,而不是想做罕见的人的疾病,所以商业利益在哪个国家都是需要警惕的。

还有多少边限和底线突破?有没有人希望大规模的推动,他才可以赚很多钱?在同一个人身上做很多基因,在很多人身上做很多基因,那人类的面貌会出现一下子的很大的影响。

所以,我认为应该非常容易得到的共识,是对于人类生殖细胞的基因编辑应该有严格的立法、严格的执法,而且我们应该建立改变的咨询机构,对于新的科学技术可能带来的伦理和社会影响进行调节和审核,我们中国以前没有机会在科学技术方面建立道德伦理,因为我们科学技术太落后,现在我们科学技术跟上了,有时候就需要我们率先在道德伦理方面进行合理的制定规章制度,这些问题还涉及国际间的协作和竞争我认为这四点应该有相当广泛共识的。

我自己认为基因编辑应该允许体细胞的基因编辑,在现有的框架下也要监控,但是原则上是允许的,而人类性细胞的基因编辑我认为最好的方式是禁止,暂时禁止,长期禁止,甚至永远禁止。所以,我希望我们生物学带来的严重的问题、严肃的问题,能够在今天社会得到更多人的认识,而推动中国不仅是科技,还有科技相关的政策法规得到非常好的建立和执行。