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周琪:服务临床 基因编辑还需迈过技术和伦理关

2019-10-18 科技日报 毕文婷 翟玉梅
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语音播报

  基因编辑技术的内核究竟是什么,人们为何对其如此着迷,是什么制约着基因编辑技术与成果向临床应用的转化?就此,记者与中国科学院院士、动物研究所所长周琪进行了独家对话。

  理论突破和应用创新的重要领域

  记者:基因编辑技术受到的关注程度可以说是非常的高,就您的了解,发达国家对基因编辑技术的发展采取了什么样的态度?

  周琪:基因编辑技术,通俗来讲,就是通过基因编辑工具来精准地改变基因组序列。我们都知道,DNA是双链结构,基因编辑工具就像一把剪刀,可以准确的在链上的某一个位点去插入、删除、修改目标基因,是一种具有非常广阔应用前景的颠覆性技术,但其在应用发展过程中所产生的潜在风险也引发了不少争议和讨论。

  美国和欧洲部分发达国家在基因编辑领域一直处于领先地位,尤其是在源头技术的开发方面。他们的政府、科技界和企业界都高度关注并大力投入基因编辑的研究与应用,视之为驱动重大理论突破和应用创新的重要领域。

  在技术上,研究主要集中在开发新的基因编辑工具、提高基因编辑效率、减少脱靶效应、减少基因编辑工具免疫原性等方面。在应用层面,主要集中在重大疾病的体细胞基因治疗,比如2016年,美国食品药品监督管理局(FDA)首次批准了Sangamo公司基于锌指核糖核酸酶(ZFN)的基因编辑疗法用于治疗MPS I和血友病B;2018年12月,美国FDA首次批准了Editas Medicine公司基于CRISPR基因编辑EDIT-101药物的新药临床试验(IND)申请,用于治疗Leber先天性黑蒙10型(LCA10),这是世界上第一例获得FDA批准并开展临床试验的CRISPR药物。

  在基因编辑的伦理规范方面,美国科学院、英国皇家学会和中国科学院等机构联合于2015年12月在华盛顿召开人类基因编辑峰会。科学共同体对基因编辑技术的相关应用达成基本共识,即现阶段严格禁止人类生殖系基因编辑的临床应用,同时鼓励基因编辑的基础研究和在成体细胞层面的基因治疗。2017年2月,美国在设置了诸多前提的情况下,对基因编辑应用于人类生殖细胞的研究谨慎放开。美国国家科学院与美国国家医学院下属的人类基因编辑委员会发布了一份长达261页的报告《人类基因编辑:科学、伦理以及监管》。报告显示在严格的监管和风险评估下,基因编辑技术可用于对人类卵子、精子或胚胎的编辑,但仅限于父母双方均患有严重遗传疾病、想要健康的孩子却别无选择时。

  记者:对于普通人,更关注的可能是基因编辑对生活的影响,能否具体谈谈基因编辑将驱动哪些潜在的应用创新?

  周琪:作为一项重要的平台技术,基因编辑的应用前景其实是非常广泛的,比如,基因编辑技术就是基因治疗的关键核心技术。基因突变导致的许多重大遗传疾病,如果通过基因编辑在基因水平上进行错误DNA序列的矫正,有望得到治愈。目前,科学家们针对高血氨症、血友病、地中海贫血、先天性黑蒙、杜氏肌营养不良等许多遗传性疾病在动物模型中成功进行了基因编辑介导的基因治疗,能够有效改善病症。

  在农业育种方面,基因编辑技术可以更精确有效地实现农作物和家禽家畜的经济性状改良,提高农作物和家禽家畜对病毒感染的抵抗力,从而大力推动新品种的开发。在基础研究、工业生产与生物安全等领域,基因编辑技术也有广泛应用。

  临床应用面对诸多技术挑战

  记者:美国科学家近期宣布首次通过基因编辑技术消灭了活体老鼠体内的艾滋病病毒,引发了关注。您认为,这样的研究成果能否加快在人体的应用速度,我国在这方面的研究有什么进展?

  周琪:美国科学家在《自然·通讯》上报道了在感染HIV的人源化小鼠模型中实现HIV病毒的彻底清除,该研究的创新之处在于,将传统的抗逆转录病毒疗法(ART)和基因编辑技术相结合,从而获得意料之外的疗效。此类尝试能够加快基因编辑技术的临床应用。

  我国在国家重点研发计划等科技专项中都布局了基因编辑在疾病治疗中的研究和应用项目,不过在已报道的基因编辑临床应用中,仍以研究者发起的临床研究居多,在以药物申报为目的的临床试验比例上较少,因此仍需加强,这对基因治疗产业的发展至关重要。

  记者:人们期待着基因编辑技术最终应用于疾病治疗,目前实现临床应用的最大瓶颈是什么?

  周琪:目前基因编辑的临床转化已经在β-地中海贫血症等少数领域进行了试验,但基因编辑疗法本身还存在很大的技术挑战。

  首先,是如何减少基因编辑的脱靶效应从而防止其引发的基因组非靶向突变风险。其次,是如何提高载体递送系统的效率和安全性。目前,腺相关病毒(AAV)载体在临床使用中较为广泛,因为它具有较低的免疫原性,使其在肝脏中可以拥有相对高的感染效率,可以提高递送系统的效率,但是它在其他器官的感染能力仍然有待提高。同时,目前的AAV容量太小,携带基因编辑工具进入人体细胞的效率受限,所以,我们还需要更好的递送工具或者开发更小更高效的基因编辑工具。

  基因编辑伦理建设需高度重视

  记者:您在3年前就提出过,中国基因编辑技术还需要加强布局,您觉得我国应在哪些方面着力?

  周琪:在基因编辑技术的研究和应用方面,我国政府和业界的重视程度越来越高,也取得了许多重要的进展,为我国基因编辑研究与应用的进一步发展奠定了非常坚实的基础。

  当然,我们仍然需要凝聚优势力量,重点针对基因编辑技术的原始创新、基因编辑技术在重大疾病治疗中的研究和应用,以及基因编辑动植物资源平台的建立等目标,全面提升我国基因编辑技术的研发能力,加速推动基因编辑技术在转化医学和工农业生产中的应用,加快科研成果的应用和相关产业的发展。

  记者:除了您刚说的在技术方面所做出的探索外,我国在基因编辑伦理建设上还取得了什么突破?

  周琪:在伦理建设方面,我国也出台了相关的文件,比如2016年《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》、2018年《医疗技术临床应用管理办法》等文件,明确禁止将基因编辑的人胚胎用于移植和产生下一代;同时允许开展研究性质的人胚胎基因编辑,但必须符合“14天”准则,即进行人胚胎干细胞研究时,利用体外受精、体细胞核移植、单性复制技术或遗传修饰获得的囊胚,其体外培养期限自受精或核移植开始不得超过14天。另外,还要进行必要的伦理审查并遵守科研诚信、知情同意、风险控制、保护隐私等原则。这些原则也是目前的国际共识。

  但是相比发达国家,我国基因编辑伦理体系建设仍然比较滞后,我们仍然需要高度重视和加大力量完善立法和构建监管体系。

  记者:怎么理解您说的高度重视基因编辑伦理体系建设以及完善相关监管体系?

  周琪:在监管和伦理道德建设上,至少还需要加强四个方面的管理。

  目前我国与人胚胎基因编辑相关的法律规定是分散于多个部门规章和规范性文件中,各监管部门职能重叠,而国际上的技术发达国家则是以专门的法律加以规定。因此,首先需针对基因编辑领域制定专门的法律法规,明确监管部门之间职能界限,以保障法律监管的切实有效。

  还需要适当提高在基因编辑领域违反法律法规的惩罚力度。当前的一些部门规章或规范性文件未规定惩罚性措施,或惩罚力度远远不够,在一定程度上削弱了规制监管的效果。反观国外立法,若出现以生殖为目的而人为改变人生殖细胞遗传信息的行为,在德国将面临最高5年的监禁或者罚款,在法国可能处以30年监禁并处750万欧元罚金。

  其次,要设立国家级统一的伦理委员会,或者多个区域性的伦理委员会,对于类似具有伦理突破性的研究及临床应用加强审查。

  另外,在生命科学领域、医学领域建议充分发挥科学共同体的自治作用,通过科学共同体制定伦理准则以及违反伦理原则的惩处措施,以约束科研人员和医疗人员的相关行为。同时,政府监管机构还应当与科学共同体协作,定期提供法律法规、伦理培训,提高研究人员的自律意识。

  (原载于《前沿科学》2019年第3期,内容有删节)

打印 责任编辑:侯茜

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