国内首次验证！三亲婴儿能正常发育，可避免线粒体疾病遗传给下一代

来自nature.com

导读

婴儿细胞核的遗传物质一半来自父亲、一半来自母亲，细胞质中的遗传物质全部来源于母亲，这一点人尽皆知。

那么问题来了，如果卵细胞细胞质中的线粒体DNA存在问题，那婴儿也会随之存在缺陷。大约每5000名儿童出生时中就有1人患有由线粒体DNA突变引起的疾病。这些有缺陷的基因会导致包括心脏和大脑在内的许多器官出现不同程度的问题。

要解决这个问题，就需要另一个卵细胞来给胚胎提供健康的线粒体DNA，这就是三亲婴儿。其实早在2016年，世界上第1个三亲婴儿就出生了，但当时的科学家担心，这种没有经过研究的程序，无法证明它是安全的。

而现在，中国科学家首次在早期人类胚胎中对这项技术的进行了全面研究，并验证了其安全性。

2016年4月，世界上首个细胞核移植的三亲婴儿在墨西哥诞生。

美国华裔医生张进之所以做这项研究，是因为这个婴儿的母亲有1/4的线粒体携带有亚急性坏死性脑病的基因，她之前生下的两个孩子也因此早夭。

但是当时这项研究在全球范围内引发了巨大的争议，一些科学家认为这开启了生殖医学的新时代，也有一些人认为必须加强对相关技术的监管。

引发争议的原因，归根结底是安全和伦理两个方面存在疑问。而最近，中国科学家的研究对三亲婴儿的安全性进行了充分的验证。这项研究是怎么做的？

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最新研究发现，线粒体替代不会影响早期胚胎发育

临床上防止线粒体疾病通过生殖传播的策略主要是线粒体替代疗法，这类疗法主要分为三种：原核转移、纺锤体转移（spindle transfer，以下简称ST）和极体移植。

纽约哥伦比亚大学的干细胞生物学家迪特里希·艾格力（Dietrich Egli）认为：到目前为止，线粒体替代疗法似乎是阻止这些基因遗传给后代的最有效方法。

替换母亲卵子中有缺陷的DNA是为了防止她的后代遗传某些类型的疾病，图片来自nature.com

线粒体替代疗法的核心原理是，将具有突变线粒体DNA（mtDNA）的女性卵母细胞或受精卵的核DNA，与来自健康供体的卵母细胞或受精卵的细胞质相结合，将mtDNA的遗传与核基因组的遗传分离，最终获得具有正常核基因组和正常mtDNA的重建胚胎。由此产生的胚胎除了来自捐赠者的线粒体基因外，还包含来自父母双方的基因。

此次，解放军第七医学中心商微主任医师和北京大学生命科学学院汤富酬验证三亲婴儿安全性的论文以“Single-cell multiomics analyses of spindle-transferred human embryos suggest a mostly normal embryonic development”为题发表在《美国科学公共图书馆·生物科学》（PLOS Biology）杂志上。

论文截图，截图来自plos.org

在这项研究中，商微及研究团队对其中一种方法——纺锤体转移法的安全性进行了验证，他们将数十个接受纺锤体移植的人类胚胎与对照组胚胎进行了比较。两组胚胎都被允许在受精后发育长达一周。研究人员发现，两组中来自5天前“囊胚”的细胞具有几乎相同的基因表达和转录水平，这表明纺锤体转移似乎不会影响早期胚胎发育。

这一研究结果对后续的线粒体替代疗法而言，或许是一个重大的推进。关于它的意义和前景，相关专家有什么看法？

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“三亲婴儿”有助于解决遗传病，但仍存争议

艾格力认为，“这是第一个对通过纺锤体转移产生的人类胚胎进行如此全面比较的一项研究。”他补充说，这项工作因其高质量和全面数据量而让人觉得“独特且难以置信”。

此外，艾格力也认为，纺锤体转移的安全性是意料之中的，此前科学家做的的动物研究可以证明这一点，而且2016年出生的三亲婴儿也是健康的，这充分支持了纺锤体转移技术的安全性，只不过直到现在才最终有了明确的论证。

不过，目前只有包括英国和澳大利亚在内的少数几个国家批准了线粒体替代疗法。在美国该线粒体替代疗法是被禁止的；中国也在2003年禁止将其用于治疗不孕不育，但没有明确表示禁止使用这种方法来防止儿童遗传线粒体疾病。

正如商薇表示，线粒体替代疗法是一个有争议的领域，希望通过这项研究，能为纺锤体转移技术的发展提供基础和参考。

当然，在2018年“基因编辑（CRISPR）婴儿”事件后，商薇教授的团队也将他们用线粒体替代疗法的临床试验的计划进行调整，转而将重点转移到收集更多的安全数据上。

因此，艾格力表示，关于纺锤体转移的安全性研究将为禁止纺锤体转移的国家监管机构提供重要依据，以帮助他们评估纺锤体转移的安全性和有效性，“这确实有助于推进该领域的发展”。

但也有部分学者对此持怀疑态度，中国杭州西湖大学的线粒体生物学家蒋敏认为，线粒体替代疗法的长期影响尚不明确。

她还认为，以目前的技术，少量母体的线粒体DNA可能会被无意中带入捐献的卵子中，虽然这胚胎线粒体总数的不到2%，但是也有研究表明，随着细胞发育，母体线粒体DNA的比例可能会增加，从而增加后代患线粒体疾病的风险。

至于线粒体替代疗法后续发展如何，是否能够帮助线粒体疾病的女性，让她们避免将疾病遗传给后代等问题，还有待更多的科学研究数据来支持。

参考资料

1.Reports of ‘three-parent babies’ multiply | Nature

2.Embryos with DNA from three people develop normally in first safety study (nature.com)