科学家首次精确编辑人类胚胎基因

研究人员依靠一种较新的基因编辑技术，该技术可能使改造胚胎成为可能，这一前景长期以来一直令生物伦理学家感到担忧。

研究人员改变了影响血液中低密度脂蛋白胆固醇和血红蛋白水平的基因。

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克劳德·科蒂埃/科学资源

卡尔·齐默

2026年6月4日

哥伦比亚大学的科学家们以前所未有的精确度编辑了早期人类胚胎的DNA，这一成就可能为制造具有特定特征的婴儿铺平道路。

这项技术的前景多年来一直引发争议。一方面，它或许有朝一日能让父母安全地修复胚胎中致病的基因突变。但另一方面，它也可能被用来选择理想的性状——一些伦理学家认为，这种做法无异于优生学。

领导这项研究的哥伦比亚大学遗传学家迪特·埃格利呼吁公众就改变胚胎DNA的利弊展开讨论。他说：“作为科学家，你可以提供数据供讨论，但基本上到此为止，你应该让其他人来接手。”

利用一种称为碱基编辑的新技术，埃格利博士和他的同事们能够精确地替换 DNA 序列中的单个遗传碱基，而不会像早期的基因编辑技术CRISPR那样造成经常观察到的损害。

许多医疗公司如雨后春笋般涌现，试图利用这项技术治疗遗传性疾病。2023年，美国食品药品监督管理局批准了一种基于CRISPR技术的镰状细胞贫血症疗法。

但科学家们知道它并不完美。在某些细胞中，CRISPR分子无法在DNA中找到目标序列，有时还会剪掉错误的基因片段。

2020 年，埃格利博士和他的同事进行了一项实验，观察 CRISPR 在人类胚胎中的行为。

他们从携带EYS基因突变（会导致遗传性失明）的男性身上获取了捐赠的精子。研究人员利用这些精子使健康的卵子受精，从而产生了携带一个正常EYS基因拷贝和一个缺陷拷贝的人类胚胎。研究人员随后利用CRISPR技术切除了EYS基因的突变区域。

先前的研究表明，胚胎可能以健康基因为模板修复受损基因。但只有部分胚胎能够做到这一点，最终拥有两个功能正常的EYS基因拷贝。

但大约有一半的修复失败了。有些修复切断了大段的DNA。有些则破坏了EYS基因所在的整条染色体。

“这造成了灾难性的后果，”埃格利博士说。

许多科学家和生物伦理学家认为这些结果进一步证明，编辑人类胚胎的风险太大，甚至不值得考虑——至少目前如此。

但在2016年，哈佛大学遗传学家刘大卫（David Liu）及其同事将CRISPR分子与其他化合物结合，创造出碱基编辑技术，这是一种新的基因编辑方法。碱基编辑器并非切除DNA片段，而是在一条DNA链上制造一个微小的切口。然后，它们可以引导细胞修复突变。

碱基编辑技术已被证明通常优于早期的CRISPR方法。去年，一名婴儿在接受定制的碱基编辑分子组合后，治愈了一种可能致命的遗传疾病。

埃格利博士决定在人类胚胎上进行试验。

为了进行新的实验，他和同事们着手改变两个基因。其中一个基因名为PCSK9，其突变会提高血液中低密度脂蛋白（LDL）的水平，从而增加患心脏病的风险。另一个基因名为HBG，它指导胎儿体内血红蛋白的生成。

埃格利博士及其同事将他们研制的基础编辑基因编辑器导入受精卵和父母捐赠的双细胞胚胎中。研究人员没有发现任何与CRISPR相关的广泛损伤。

相反，研究人员成功地改变了PCSK9和HBG基因。在一些实验中，他们甚至同时改变了同一胚胎中的这两个基因。

但编辑仍然不够完美。有时，碱基编辑分子无法找到目标DNA。结果，胚胎中的一些细胞保留了基因的原始版本，而另一些细胞则发生了改变。

这些胚胎变成了基因混合体，即所谓的嵌合体。如果这些胚胎发育成婴儿，那么含有同一基因不同版本的细胞可能会导致健康问题。

尽管存在这些失败，但新的结果足够令人信服，以至于俄勒冈健康与科学大学的生育专家保拉·阿马托博士（她并未参与这项研究）认为该方法“很有前景”。

不过，她表示，当最终结果在期刊上发表后，仔细审查这些结果非常重要。

维克森林大学的生物伦理学家阿萨·伊尔蒂斯担心，评估碱基编辑胚胎的安全性需要比仅仅寻找受损染色体进行更严格的审查。

她警告说：“有些潜在的有害影响可能要到出生后才会显现出来。”

Nucleus Genomics 的首席临床官兼这项新研究的共同作者 Nathan Kreff 表示，修复胚胎中致病突变的能力对于使用体外受精的人来说可能是一大福音，使他们能够植入原本会被丢弃的胚胎。

“在达到那个目标之前还有很多工作要做，但这项研究让我们离目标更近了一步，”克雷夫博士说。

Nucleus Genomics公司将支持Egli博士的下一阶段研究。（联邦政府不资助以研究为目的的人类胚胎研究。）

一些即将开展的研究将探索避免出现嵌合体胚胎的方法。研究人员还将对含有约100个细胞的胚胎进行碱基编辑测试。生育诊所通常会在这个阶段冷冻胚胎并进行检测。

Nucleus Genomics公司成立于2021年，致力于对试管婴儿胚胎进行数千种遗传疾病的筛查。该公司还能预测胚胎患心脏病和糖尿病等疾病的风险，并研究与身高和智力等特征相关的基因。

去年11月，该公司在纽约地铁张贴广告，鼓励通勤者“生个最好的宝宝”，此举引发争议。遗传学家批评Nucleus Genomics公司对智商等性状的预测准确率低。

批评人士指责该公司宣扬生物技术版的优生学——该公司否认了这一指控。

Nucleus Genomics 的通讯主管 Kaitlyn Gallacher 在一封电子邮件中写道：“我们认为，我们自身是最终将此类技术引入临床护理的自然途径，作为更广泛的遗传平台的一部分——一个完整的‘基因优化’堆栈。”

加州大学伯克利分校的遗传学家费奥多尔·乌尔诺夫（Fyodor Urnov）并未参与这项研究，他表示，研究结果与之前对活细胞碱基编辑的研究结果一致。

乌尔诺夫博士表示，将这种方法应用于胚胎既新颖又充满风险。在常规体外受精中，胚胎会接受基因异常筛查。他认为，这比采用一项存在诸多未知问题的新技术要合理得多。

他问道：“我们是继续做自 1978 年以来安全有效地做了 1500 万次的事情，还是去尝试一些我们永远无法真正消除风险，而且风险显而易见的事情呢？”

乌尔诺夫博士推测，这种新方法一旦完善，将吸引那些不仅想解决遗传疾病，而且想通过改造胚胎来增强性状的人们。

“他们实际上是在为那些‘婴儿用品改良者’提供一本操作手册，指导他们如何越过道德底线，”乌尔诺夫博士在一封电子邮件中写道。

不过，是否真的有人能以这种方式改变婴儿的基因，目前还没有定论。许多人类特征都受到成百上千个基因的影响。

埃格利博士指出，科学家试图重写单个胚胎中的基因越多，失败的风险就越高。

“我认为或许可以组合三四种，甚至五种，但我觉得数量应该有个上限，”他说。“至于这个上限在哪里，还有待确定。”

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June 4, 2026Updated 8:53 p.m. ET