中國科學家何建奎兩週前聲稱，他幫助製造了首例基因組經過編輯的嬰兒——雙胞胎女孩，這一非凡的宣告震驚了世界。關於這些實驗，仍然存在許多疑問，但研究人員最主要的擔憂是基因改變對女孩健康的潛在影響。
何建奎是中國深圳南方科技大學的基因編輯研究員，他在幾個YouTube 影片中表示，他讓一位女性懷上了胚胎，這些胚胎經過編輯，可以停用一種允許 HIV 感染細胞的基因。他針對的是這個名為CCR5的基因，因為它經過充分研究，並且因為它的突變可以提供針對 HIV 感染的保護，而 HIV 感染在中國仍然帶有嚴重的社會汙名。
CCR5基因自 20 世紀 90 年代中期以來一直是研究的主題，並且具有超出 HIV 的作用，科學家們才剛剛開始瞭解。例如，CCR5功能的喪失會增加對某些傳染病產生嚴重或致命反應的風險，並且還被證明可以增強小鼠的學習能力。
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目標基因
CCR5 蛋白在某些免疫細胞表面表達，HIV 利用它潛入細胞。1996 年，科學家們發現了一種名為CCR5-Δ32的突變，該突變使攜帶者對 HIV 具有高度抵抗力。
上個月，何在香港舉行的基因組學研究人員會議上表示，這就是他在雙胞胎中打算產生的突變——在約 10% 的歐洲人中自然發現的突變。分析他的演示幻燈片的科學家表示，相反，何似乎在女孩身上產生了三種不同的突變。賓夕法尼亞大學遺傳學家 Kiran Musunuru 在費城表示，預計這些突變將停用該基因。何的簡報中的幻燈片表明，其中一個雙胞胎的兩個基因副本都被停用了。另一個雙胞胎似乎至少有一個正常工作的副本。
雖然CCR5-Δ32突變停用了該基因並使攜帶者對主要的 HIV 毒株具有抵抗力，但在過去的二十年中，數十項研究表明，CCR5還有助於在其他一些嚴重感染和慢性疾病期間保護肺、肝臟和大腦。
它在西尼羅河病毒中具有明確的保護作用，西尼羅河病毒透過蚊子傳播，在歐洲、非洲和美洲很常見。雖然大多數感染者沒有症狀，但約有 20% 的人出現症狀，其中一些人會發展成危及生命的併發症，如腦膜炎或腦炎。馬里蘭州貝塞斯達國家過敏和傳染病研究所的免疫學家 Philip Murphy 進行了實驗，表明沒有功能性CCR5基因的人比擁有該基因的人患上這些嚴重疾病的可能性高四倍。“CCR5缺陷並非良性，”他說。
墨菲說，如果雙胞胎中有一個基因副本，她應該可以免受病毒感染的這些嚴重影響，但另一個雙胞胎如果被感染，則可能面臨更高的併發症風險。
病毒防護
西尼羅河病毒在中國很少見。但 CCR5 蛋白還與稱為 β-趨化因子的蛋白質相互作用，這些蛋白質有助於身體對抗一組稱為黃病毒的病毒產生免疫反應。加利福尼亞大學河濱分校的免疫學家 Marcus Kaul 說，這些病毒包括蜱傳病毒以及導致登革熱和黃熱病的病毒，以及西尼羅河病毒。
研究發現，攜帶CCR5-Δ32的人更容易因蜱傳疾病而患上嚴重腦炎，並且對黃熱病疫苗產生嚴重反應。“CCR5的缺失可能具有嚴重的缺點，”Kaul 說。
流感也可能對雙胞胎構成更大的風險。對小鼠的研究表明，CCR5 蛋白有助於招募關鍵免疫細胞來對抗肺部的病毒。如果沒有該基因，這種防禦系統就會失效。西班牙的一項研究發現，攜帶CCR5-Δ32缺失的人死於流感的可能性是平均水平的四倍。而中國是流感爆發的熱點地區。
科學家們還發現，在患有多發性硬化症的人群中，攜帶CCR5-Δ32缺失的人比沒有突變的人早死的可能性高出兩倍。CCR5可能在其他慢性疾病（如丙型肝炎和糖尿病）中發揮什麼作用尚不清楚——研究表明，它對這些疾病有幫助、有害還是沒有影響。
但是，根據知情同意書中的資訊，這些影響似乎都沒有傳達給女孩的父母或參與何的實驗的其他夫婦。明尼蘇達州羅切斯特梅奧診所的生物倫理學家 Megan Allyse 說，何的知情同意程式“是一場災難”。
何沒有回覆Nature的多次置評請求。
大腦增強？
一些研究表明，有缺陷的CCR5可能具有積極作用——至少在小鼠身上是這樣。與攜帶該基因的齧齒動物相比，沒有該基因的小鼠學習導航迷宮和記住痛苦刺激的速度都更快。英國卡迪夫大學的神經科學家兼該研究的合著者 Kevin Fox 說，總的來說，該基因的缺失將動物的認知能力提高了 30-60%。“這是一個清晰而巨大的影響，”他說。
雖然 Fox 想知道雙胞胎的學習速度是否會比沒有突變時更快，但其他科學家懷疑基因缺失是否會對女孩的學習產生明顯影響。都柏林聖三一學院的遺傳學家 Kevin Mitchell 說，人類的智力受到數百個甚至數千個基因的影響。在小鼠身上看到的效果可能不會轉化為人類。米切爾說，這種突變甚至可能對認知產生負面影響——例如，如果它加速記憶形成，但使其難以過濾掉不重要的記憶。“即使這種突變確實像在小鼠中一樣對人類的認知產生影響（這並非必然），但這並不意味著這是一件好事，”米切爾說。
加州大學洛杉磯分校的神經科學家兼 Fox 的合著者 Silva Alcino 同意，任何影響都可能是不可預測的。“在神經科學中，這種受體的缺失會帶來一些優勢，並且很可能也會導致某些形式的認知功能缺陷，”他說。
墨菲認為，儘管對該突變的研究越來越多，但很難得出關於其總體影響的結論。只有少數人攜帶該突變，因此很難招募大量參與者進行研究。然而，墨菲說，缺乏功能性CCR5基因的潛在後果可能比我們目前確定的要嚴重得多。“我們所知道的可能只是冰山一角，”他說。
本文經許可轉載，並於2018 年 12 月 12 日首次發表。