医学进展
2011年03月号
医学进展
医生日记

线粒体基因替代的伦理问题:从实验室到临床

作者:刘荣军

    人类医学研究已经高度规范化,并且遵循伦理学原则。然而,尽管已经建立了完备的药品和医疗器械的评审和监督制度,针对新的生殖遗传技术的制度目前并不完善,许多安全问题都是根据经验来解决。由于近期生殖遗传技术取得新的进展,生殖遗传技术伦理学的重要性逐渐受到重视。欧洲人类生殖与胚胎学协会、美国总统委员会及英国医学研究委员会得出结论,认为生殖遗传技术在成为标准的临床实践之前,专业协会和临床医生应制定一个更加系统的审查机制。

    人类所有的细胞都含有两套基因组:一个在细胞核中,另一个在线粒体中。线粒体基因组仅包含37个基因,均为母系遗传,线粒体DNA完全或较大比例突变的患者可能发展为线粒体DNA疾病。线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)疾病通常是由于能量产生缺陷所致,包括耳聋、失明、糖尿病、机能丧失以及心脏衰竭和肝衰竭等。母系遗传的mtDNA突变率约为1/400。 

    线粒体疾病的临床表型变化很大,影响几乎所有年龄的患者,且涉及到各种组织,目前尚无方法可以医治。因此,让mtDNA突变携带者拥有没有线粒体疾病的健康后代一直是人们关注的焦点。此外,线粒体遗传学的特点使线粒体疾病的复发风险很难预测,这种不可预知的复杂性使mtDNA突变的携带者生育选择更加复杂。一个方法是接受卵母细胞捐赠之后进行体外受精,这将消除遗传风险,但是由于后代没有保持父母双方的遗传特性,使许多夫妻感到十分困扰。而且招募卵母细胞捐赠者十分困难。第二种方法是对胎儿进行产前诊断,如果确定携带突变则终止妊娠。但是细胞测试无法明确线粒体缺陷的比例与疾病严重程度的关系,这就很难对诊断和终止标准给予明确定义。第三种方法是进行着床前胚胎遗传学诊断,通常选择8细胞期的体外受精胚胎,取出其中1个或2个细胞,检测着床前异质性程度。但是这种技术只能减少并不能消除生育风险。尽管对于mtDNA突变携带者来说,这些生育选择符合伦理,但是由于它们都有各自的限制,使研究者开始寻找更加合适的生育策略。因此线粒体基因替代技术逐渐进入科学家的视线。

    将准妈妈的核基因组转移到其他健康女性志愿者捐赠的卵母细胞中,替换掉有缺陷的母体mtDNA,这样生下的宝宝就携带准妈妈的核基因组和来自捐赠者的健康mtDNA基因组。美国科学家已经证实了对灵长类动物应用成熟的卵母细胞进行核移植的可行性,他们将成熟卵母细胞的纺锤体染色体复合物(包含核DNA)转移到一枚去核卵母细胞中,得到3只健康的猕猴宝宝。在临床实践中,准妈妈和捐赠者的卵母细胞分别与准爸爸的精子受精,之后将捐赠者的卵母细胞中两个原核移除,然后将准妈妈卵母细胞中的原核移入,这样产生的受精卵就拥有正常的线粒体了。重构的受精卵经体外培养之后植入准妈妈的子宫。

    此项技术虽然前景无限,但从动物实验和其他临床前研究首次过渡到应用于人类仍然具有不确定性且存在伦理学争议。首先,人类应用线粒体替代技术特别具有挑战性,这是由于这种对生殖系的修饰技术会将修饰传递给后代。应如何评价这种两代间的获益和风险?某些风险可能在临床前动物研究或人类胚胎研究中未出现或被缩小,因此这些风险具有不确定性因素。其次是目前对人类胚胎中的线粒体活性尚有许多的不确定性。第三个问题是如何能够使受试者对于技术信息的复杂性、高度的不确定性及竞争利益做到知情同意。

    无可厚非的是,与其他供选方案相比,线粒体基因替代疗法提供了适当的获益/风险比。主要的预期获益——健康孩子的诞生——十分明确。但是有些人可能会认为,这种激进的技术应该仅应用于从其他途径无法生育的夫妇。线粒体基因替代技术首次应用于临床时的多少风险和不确定性是可以接受的?业界普遍认为,经医学辅助生殖技术出生的孩子应该有合理的机会得到可接受的生活质量,应尽可能合理地减少风险。尽管美国灵长类动物研究的结果令人欣慰,但是也可能有些影响在短期内未显现。此外,虽然灵长类动物研究尽可能地模仿应用于人类的情况,但是临床试验也是必不可少的,这是由于动物实验没有足够的把握预测在人体将会发生什么。

    线粒体基因替代疗法涉及许多有争议的问题,包括制造研究用的胚胎、捐赠卵母细胞用于基因治疗以及生殖系修饰,因此公众关注的焦点将集中在此技术的每一步骤。英国议会2008年修订了《人类受精与胚胎学法案》,允许在线粒体疾病的胚胎进行基因操作。总之,应该对适当的临床前研究和胚胎研究制定一个严格的审查方案,做到充分的知情同意,进行长期随访并开展透明的公众讨论。(编译:刘荣军)

参考文献:BMJ 2010;342:87-89

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