话说,前两天小编发了篇这样的文章:【热点追踪】全球第二:广州医科大学附属第三医院范勇博士团队运用人类胚胎基因编辑技术实现HIV免疫
这篇报道了“广州医科大学附属第三医院产科重大疾病重点实验室及普通高校生殖与遗传重点实验室范勇博士团队对废弃的人类3PN受精卵进行编辑,让4个受精卵成功免疫HIV”的新闻引起不少小伙伴的惊呼,天了噜,免疫HIV(艾滋病)!对3NP受精卵进行基因编辑是什么东东?怎么实现的HIV免疫?更有小伙伴吐槽:好深奥,木有看懂~~
作为好(xue)学 (zha)代表的小编决定,再发一弹,带你了解广医三院范勇博士团队这项6666的研究!
说到HIV免疫还得从柏林一位超级幸运儿讲起
“柏林病人”蒂莫西·雷·布朗(Timothy Ray Brown),是公认迄今唯一被“治愈”的艾滋病患者。据媒体公开报道,2007年,布朗在德国接受了针对白血病的治疗后HIV病毒被消灭。布朗在感染艾滋病后换上了白血病,原本是雪上加霜的惨剧,但是在治疗白血病时,布朗接受了来自健康捐赠者的骨髓的移植手术,以产生新的血细胞。
然后,神奇的事情发生了!
布朗不仅白血病痊愈了,他的HIV病毒水平也下降至检测不到的水平,而且这种情况一直持续了下去。这意味着他不仅白血病好了,艾滋病也治愈了。
这是咋回事呢?
在研究后发现,布朗在进行了造血干细胞移植后,他的造血干细胞出现了CCR5△32变异。移植给布朗的供者带有CCR5△32基因,这一基因表现为在CCR5基因上缺失了32个碱基,正是这一缺失让艾滋病病毒无法入侵细胞,从而实现了艾滋病免疫。换言之,CCR5△32基因正是让布朗成功抵御艾滋病的关键所在!
为什么CCR5△32基因如此“牛逼”?
一般而言,艾滋病通过与免疫细胞的细胞膜蛋白CCR5产生的蛋白质结合,进而感染人类免疫细胞,实现对人体免疫系统的破坏。CCR5基因也是艾滋病病毒入侵T细胞的主要受体之一。
BUT!这样的“入侵路径”在遇到CCR5△32基因时便无法实现了。范勇博士做了这么个比喻,艾滋病病毒入侵人的细胞,CCR5基因就像打开入侵大门的钥匙;但是如果变成了CCR5△32,则好比换了一把锁,艾滋病毒便无法入侵人类T细胞。研究表明带有纯合的CCR5△32基因的个体能够有效抵抗艾滋病,带有杂合的CCR5△32基因的个体感染艾滋病的概率较普通人低。
更为神奇的是,有极少部分的人群天然携带CCR5△32基因!简单说来就是,有这么一类人的基因就是如此彪悍,天然携带抵抗艾滋病病毒的“神技能”!(这种天生的“不公”,无法羡慕嫉妒恨!)
那么,假设能够让CCR5基因变成CCR5△32基因,是不是就能实现艾滋病免疫了?
重点来了!
范勇博士团队所做的就是类似这样的尝试。他们通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对废弃的人类3PN受精卵进行编辑,在26个被编辑胚胎中,有4个被成功编辑,产生了CCR5△32变异,实现成功免疫HIV。这个研究也从概念上证明了基因编辑技术对于HIV免疫的可能性。该研究已经刊发在《辅助生殖与遗传学期刊》杂志上。
范勇介绍,他们的研究目的是对CRISPR/Cas9技术在早期人类胚胎的精准基因编辑方面的应用的可行性进行评估和制定原则,从而为遗传性疾病治疗提供理论依据。而此次实验所选择的都是无法正常发育的3PN受精卵,在实验后第三天均被销毁。
选择3PN受精卵,通过医院伦理委员会审核
去年12月,中国科学院和英国皇家科学会、美国国家科学院等共同举办了首次人类基因编辑峰会。大会明确允许科研目的的人类胚胎编辑研究,实际上也就是明令禁止了以临床为目的的人类胚胎编辑研究。世界科学界用大家都要遵守的协约形式,约定了基因编辑技术的最高伦理界限,在应用到人类胚胎层面时,只能进行科研。
于是,范勇团队在对人类胚胎进行编辑时,决定选择了既能代表人类胚胎属性,又能避免伦理尴尬的3PN受精卵。什么是3PN受精卵呢?“一般的受精卵细胞是一个精子和一个卵子结合而成,其中只含有两套染色体。但3PN受精卵的细胞内,有两个受精卵,三套染色体。注定无法形成正常的人类胚胎。”即便如此,范勇还是对每一个3PN受精卵的提供者,进行了知情告知并征得同意,并将研究计划提交到了医院伦理委员会进行审核,在通过后方才进行下一步的基因编辑。由于医院是一个以辅助生殖技术和产科见长的医院,范勇团队一共收集到了26个出现了明显错误的3PN受精卵,并开始对这些同样能代表人类生命最初始阶段的细胞进行编辑,也就是将CCR5基因的32个特定碱基予以敲除。
范勇表示。敲除了26个受精卵CCR 5基因上的32个特定碱基,让其成为研究团队需要的CCR 5△32基因。范勇在26个实验胚胎中成功实现了4个。26个试验用受精卵,在完成试验后全部被销毁了。
基因编辑人类胚胎,距离临床应用“还很遥远”
在对人类的胚胎进行基因编辑、研究的历程中,人类似乎发现了解锁疾病的密码。于是基因编辑的相关研究方兴未艾。但有关基因编辑婴儿、基因编辑人类出现的担忧,还是让社会担忧不已。人们担心对人类胚胎基因进行了编辑,诞生出了身材巨大的巨人,诞生了打破生老病死自然规律的怪物。“我们在试验后,销毁了全部的受精卵,不存在人们担心的通过对早期胚胎进行改造并制造转基因婴儿的问题。”而范勇团队在论文中明确表态:“我们相信,在伦理问题和科学问题都妥善解决以前,任何试图通过对早期胚胎进行改造并制造转基因婴儿的行为都要严格禁止。”
和中国、美国等医学界在进行人类胚胎的基因编辑试验时,往往选择低伦理风险的3PN受精卵不同,英国在今年的2月份,正式批准了可以运用正常胚胎、受精卵进行试验。英国人继2014年首次允许在人工辅助生殖技术领域,进行线粒体移植后,再一次去触摸了生殖医学领域的伦理天花板。范勇表示,虽然直接将基因编辑人类胚胎技术应用于临床的路途还很遥远。但基因编辑人类细胞(并非正常的胚胎细胞,不会直接诞生基因编辑后的婴儿)的技术在医学界应用前景却非常广阔。
2015年4月,中山大学黄军就教授发表世界首次人类胚胎基因编辑研究成果。当时Nature和Science纷纷拒搞,黄教授转投Protein&Science发表,并引发了西方媒体的强烈反对和声讨,要求研究中止。
2015年12月,中国科学院和英国皇家科学会、美国国家科学院等共同举办首次人类基因编辑峰会。大会约定了基因编辑技术的最高伦理界限,在应用到人类胚胎层面时,只能进行科研。
2016年2月,英国批准可以运用正常胚胎、受精卵进行试验。在伦敦的法兰西斯克利克研究所中,发育生物学家KathyNiakan正在研究不育和流产问题,其试验所采用的是可正常发育的人类胚胎,而他们的使用期限长达14天。
2016年4月6日,广州医科大学附属第三医院范勇研究团队在期刊Journal of Assisted Reproduction and Genetics上发表论文。他们通过CRISPR-Cas9技术对人类受精卵进行编辑,诱导其发生基因突变,从而改变免疫细胞的细胞膜蛋白CCR5(这是HIV病毒入侵T细胞的主要受体之一),并希望以此达到免疫艾滋病的效果。
人物介绍:
范勇,广州医科大学科研管理科科长,哈佛大学医学院麻省总医院博士后,博士研究生导师。在院工作期间科研成果丰富、科研工作及学科建设经历丰富。入选广东省高等学校“千百十工程”校级培养对象、省高校优秀青年教师培养计划,广州市珠江科技新星人才、广州医科大学国家“优青后备人才”培养计划和医院精英人才第一层次。目前承担国家自然科学基金3项,省市科研项目4项,近三年以第一作者或通讯作者发表SCI论文12篇,帮助科室申请的科研项目均获得立项,协助申请广州市、广东省2011协同创新中心及多个联合实验室。曾获得广东省青年岗位能手、广州市青年岗位称号以及广州市医学会优秀论文一等奖奖励。
文/南方都市报,部分文字有改动