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通过基因选择你的爱人

2020-02-26 08:45:38 《奥秘》 2020年1期

雄鹰

用奇异的痴迷可以定义乔治·丘奇的一生。他想破解地球上每个人的细胞机制,并阅读他们的基因蓝图。他的项目看起来同样神奇,他从逆转衰老探索到复活猛犸象,他还帮助发起了革命性的人类基因组计划(HGP),该计划对人类DNA进行了整体测序。

从未停止努力的丘奇的另一个目标有可能改变我们的生命。自从从事人类基因组计划工作以来,他就一直在尝试对人类基因进行排序。他想利用这些信息来决定我们选择伴侣的方式。

基因测序与遗传疾病

任何生命形式的蓝图都可以在该生物体的DNA中找到。这些链被压缩成染色体,人类有23对。在受孕的那一刻,胚胎就从每对父母那里得到一个副本,包括成千上万个基因。

一般来说,一个具有特定性状的基因要么是显性的,要么是隐性的。显性基因胜过隐性基因。因此,一个同时处理显性和隐性基因的孩子最终会得到显性基因编码的性状。

我们大多数人的DNA中都携带着各种疾病的隐性基因。我们可以安然度过一生,是因为我们也有一个健康的、占主导地位的基因拷贝。但是当父母双方都携带一个有缺陷的基因副本时,他们的后代就可能因拥有两个有缺陷的基因副本而致病。在全球范围内,大约5%的儿童出生时就有由单一基因引起的严重先天缺陷。

然而,如果我们每个人都知晓自己的基因序列,并利用它来选择伴侣,就可以改变这一点。丘奇估计,这样的努力将有效地终结约7000种遗传疾病,从镰状细胞性贫血到囊性纤维化。他说,如果将其发挥到极致,每年可以挽救5000万人的生命——这是丘奇的目标。

他将基因组测序比作20世纪90年代初的互联网。当然,它是存在的,但是人们不知道该怎么处理它。它改变世界的潜力多年来一直在等待被发掘。

有几件事一直阻碍着丘奇的梦想。直到最近,全基因组测序的代价还是太高了,并且没有足够多的人愿意进行测序——要么是因为他们看不到测序的价值,要么是出于隐私方面的考虑。丘奇和其他团队基本上解决了第一个问题。现在,他确信自己找到了解决另一个问题的办法。

人类基因组计划

1984年12月,暴风雪连续5天袭击了盐湖城郊外沃萨奇山脉的阿尔塔滑雪场。世界顶级遗传学家们在会议室讨论,集思广益。美国政府邀请他们帮助检测原子弹爆炸幸存者及其子女之间的基因突变。他们的共识是:技术尚不成熟,但可能存在基因突变。随着这些被雪封住的科学家讨论的推进,他们无意中发起了历史上最大、最昂贵的研究项目之一:人类基因组计划(HGP)。

丘奇是当时会谈的中心。他1984年在哈佛大学发表的关于基因组测序技术的博士论文,已经为这个耗资30亿美元的项目奠定了一些基础。但是,当第一个人类基因组序列在2003年公布时,对丘奇来说,这仅仅是个开始。

从那以后的几年里,他为数十个科学项目和生物技术公司提供咨询或联合创办了这些公司。他们的共同思路是:将基因组测序引入主流。

随着2005年个人基因组计划的启动,丘奇的研究团队开始着手建立一个庞大的志愿者基因组数据库——到目前为止,他们已经收集了约10000个基因组。在基因检测公司23andMe于2006年成立之前,他就一直与该公司合作。此外,他还创立了奕真生物科技公司,该公司现在已将全基因组测序和分析的成本控制在1000美元以下。丘奇说:“我们已经将成本降低到约一千万分之一。” 而且他预计,在未来几年中,技术进步将使成本降低至另一个数量级。

但在这个过程中,他发现降低成本不足以实现他对人类基因组测序订立的目标。“我意识到,即使不花钱,很多人也不会对其基因组进行测序。”丘奇说。

基因测序困难重重

丘奇说,部分原因是人们担心他们的基因隐私。2018年,哈里斯民意调查中的一项调查发现,大约一半的美国人对自己的医疗数据安全“极为”或“非常”担心。大多数担忧与医疗数据泄露和身份盗用有关,诸如23andMe(仍由丘奇担任顾问)之类的服务机构通過出售客户的基因数据而引起了争议;另一部分归结为简单的冷漠。“大多数人都不在乎,”丘奇说,“需要激励他们。”

他希望他的最新成果——星云基因组学公司——能解决所有这些问题。

星云基因组学公司的目标是支付人们对他们的基因组进行测序的费用,并使用加密技术使健康记录交易完全匿名。作为一种额外的激励,用户可以选择将自己的数据出租给研究人员和制药公司,但身份信息将被移除。

但是基因组测序需要钱。为了实现这一目标,丘奇一直在向美国的每一位医疗保险高管做宣传。

事实是这样的:全球有5%的孩子出生时都存在由单一基因造成的严重先天缺陷。这些疾病对家庭来说可能是悲剧性的,而且保险公司在每个孩子身上花费了数百万美元。但是,如果保险公司愿意为他们支付全部基因组测序的费用,则可以避免这些支出。然后,参与者将从其医疗保健提供者那里获得免费的遗传学咨询。

由此节省下来的钱可以再投资:只需100万美元就可以为成千上万未来的父母测序,从而节省更多的钱,挽救更多的生命。

到目前为止,还没有保险公司买断这项服务。但是丘奇对星云基因组学公司为他们节省赔偿的潜力表示乐观。“它将以指数形式迅速增长”他表示。

虽然有一些持反对观点的人,但丘奇指出,在一些地方,人们已经在使用基因数据来决定与谁相爱和结婚。

通过DNA测序选择婚姻

对于一个犹太人来说,基因配对只是婚姻的一部分。几十年前,在正统的德系犹太人家庭出生的孩子中,每3600个孩子中就有一个被诊断出患有台-萨氏病。台-萨氏病是一种罕见的隐性遗传病,在婴儿出生后几个月就会出现。这种疾病会逐渐杀死神经细胞,造成精神痴呆,并于2~6岁死亡。

这种情况促使科学家和社区成员想出一项计划。在高中,男孩和女孩都要进行DNA测序。他们被分配了一个号码,但没有被告知他们是否是这种疾病的携带者。

一旦一对爱人准备结婚,他们就会把自己的数字发给相关官员,由他们进行比较。如果兩个人(或只有一个人)都不是基因携带者,他们就会被简单地告知他们很可能是健康的配对。

但是,如果两个人都携带台-萨氏基因,这对夫妇将被告知并就他们的选择提供遗传咨询。成千上万的德系犹太人夫妇每年都要经过这个程序,结果有超过4500多对爱人决定不结婚。从而减少了台-萨氏病患者数量。

丘奇设想了一种适用于各地情侣的不同方案。现有的社交媒体和在线约会网站可以对这种做法加以改进,在这类用户人群中实现这种基因配对——适用于所有疾病。在丘奇的设想中,这类服务将添加一个基因筛选器。如果某个人通过配对可能导致后代患上致命的疾病,你就不会看到那个人的信息。

仅仅因为一种算法断定你们可能不适合(就像德系犹太人的模型一样)而放弃爱情,这种前景对某些人来说可能有点太过了。但这并不一定是这类研究的发展方向。

你想进行DNA测序吗?

专门研究遗传学的法律和伦理问题的斯坦福大学生物伦理学家汉克·格里利说:“我认为人们不会这么做。”他认为如果人们确实对他们的基因组进行了测序,他们可能会使用该信息来衡量他们生下患有遗传病儿童的风险。然后他们可能决定孤注一掷,如领养、不要孩子,或者使用预先筛选的植入胚胎。

他表示,人们几乎不可能仅使用自己的基因组序列来制造“设计婴儿”。这是因为大多数人体特征,比如身高、智力甚至是眼睛的颜色,都包含了大量的基因,其中许多是未知的。相比之下,许多遗传疾病仅仅来自一个基因。

关于有基因缺陷的投保者可能受到保险公司歧视的问题,丘奇提到了2008年《遗传信息非歧视法》。该法律将基因歧视在美国定为非法,尽管它并没有具体到人寿保险。

丘奇说,没有保险公司能够获得有关患者遗传数据的信息并做出歧视行为。他补充说,但是保险公司和患者,也不一定必须看到基因组才能受益。该软件有利于优生优育,可通过向夫妇表明问题,降低遗传疾病的发病率。

此外,格里利表示,他并不真的担心人们会访问自己的基因组数据,尽管他对星云基因组学公司或任何其他公司能否保证他们的数据库不会被黑客攻击有疑问。“我更关心的是我的信用卡数据和谷歌的搜索历史,这些东西比我的基因更能说明我和我的生活。”

最后,格里利说,最大的担忧可能是让每个人都在思考自己的基因命运。有了对某种疾病易感性的认知,你也许能够采取预防措施。但是许多疾病目前是无法治愈的。“你真的想知道所有这些信息吗?”他问道。

台-萨氏综合征又称黑蒙性家族痴呆症,是一种隐性遗传病。要使这种隐性遗传疾病表现出来,一个基因的两个拷贝都必须具有台-萨氏突变。某些人可能是该病的携带者:他们有一个突变的拷贝,但是他们的第二个拷贝却很健康,并决定了该基因的表达方式。但是,如果两个携带者生出一个孩子,那么这个孩子就有可能从父母那里继承两个突变的拷贝,并最终患上这种疾病。在德系犹太人的一些社区,出现这种疾病的风险更高。

基因治疗相关法律

为有效保护胚胎或禁止将胚胎基因工程用于人类,以免造成不可逆转的伤害,各国纷纷制定相关法律,例如:

法国于1994年制定《生命伦理法》,明文禁止将未受精卵的卵核取出,再取出其体细胞植入到人类胚胎内,将该胚胎植入母体内诞生人类的行为,违反者处20年以下有期徒刑。

英国于1990年制定了《人类受精、胚胎研究法》,禁止与上述类似的行为,违反者处十年以下有期徒刑或科处罚金。

德国于1990年制定的《胚胎保护法》规定全面禁止对人类个体、胚胎实施基因改良、混合技术,并对体外受精、人类胚胎的干扰予以限制,违反者处五年以下有期徒刑或科处罚金。

美国于1997年发布总统令,禁止以联邦政府的资金对人类胚胎实施基因改良技术,至于是否可以进行相关的研究没有明确规定。

2002年日本通过了《规范基因技术法》,对于生产人类基因个体、人与动物基因改良或混合个体的行为予以禁止,违反者处十年以下有期徒刑,单处或并处1000万日元以下罚金。

此外,1997年世界卫生组织发布了《世界人类基因组与人权宣言》,决定禁止基因个体的产生。

目前,我国有关基因治疗的规范和标准还很不完善,尚未制定规范基因疗法或试验的法律,相关规定仅散见于原卫生部1993年公布的《人体的细胞治疗及基因治疗临床研究质控要点》,国务院1998年公布的《人类遗传资源管理暂行办法》及后来的补充规定等处。