“定制婴儿”前奏？Base Editing首次实现人类胚胎单碱基编辑

近日，一项发表于预印本平台 bioRxiv 、并被 Nature 重点报道的研究引发全球科学界关注。美国研究团队首次利用 “ 碱基编辑（ Base Editing ） ” 技术，对人类胚胎基因组进行了精准修改，而且避免了传统 CRISPR 技术常见的染色体损伤问题。

01

首次在人类胚胎中实现碱基编辑

这项研究由美国哥伦比亚大学发育生物学家迪特尔・埃格利（Dieter Egli）团队完成。研究人员将碱基编辑工具注入早期人类胚胎，对三个基因进行了精准修改。

PCSK9基因：该基因与低密度脂蛋白胆固醇（“坏胆固醇”）水平有关。研究人员通过将基因组特定位点的腺嘌呤（A）替换为鸟嘌呤（G），关闭了PCSK9基因功能。自然界中携带类似突变的人群往往心血管疾病风险较低。

HBG1和HBG2基因：这两个基因参与胎儿血红蛋白生成。研究人员模拟自然存在的保护性突变，同样实施了A到G的单碱基替换，希望未来用于治疗镰状细胞贫血和地中海贫血等遗传性血液疾病。

更重要的是，研究团队发现，碱基编辑没有像传统CRISPR-Cas9那样引起大规模染色体缺失或异常。过去几年，多项研究发现当CRISPR直接切断人类胚胎DNA双链时，经常导致大片段DNA丢失、染色体异常甚至胚胎发育失败，这也是相关技术迟迟无法进入临床的重要原因。而此次实验表明，碱基编辑造成的损伤显著减少。

不过，这项技术仍远未成熟。研究中出现了明显的“嵌合体”现象，即同一个胚胎中的部分细胞被成功编辑，另一部分细胞仍保持原状。

此外，当编辑器以mRNA形式导入时，部分胚胎甚至停止发育。研究团队承认，目前技术尚不具备临床应用条件。

02

科学界反应两极化

这项研究公布后，科学界出现了鲜明分歧。

支持者认为，这是一次谨慎且负责任的技术进步。来自耶鲁大学的生殖医学专家埃姆雷・塞利（Emre Seli）认为，这项成果代表了领域发展的“概念性转变”，有望推动胚胎基因编辑研究进入新阶段。澳大利亚研究人员格雷格・尼利（Greg Neely）则评价称，相比过去激进的人体尝试，这项工作更加谨慎、规范和符合伦理。

碱基编辑化学机制，图源PMC

但反对者的担忧同样强烈。美国斯坦福大学生物伦理学家汉克・格里利（Hank Greely）警告，部分富裕人群可能尝试利用碱基编辑技术改造自家胚胎，而最终结果很可能是诞生身患重病的婴儿。另一位基因治疗专家奥多尔・乌尔诺夫（Fyodor Urnov）认为，在现实中大多数遗传病已经可以通过体外受精结合胚胎植入前遗传学筛查来避免，因此编辑胚胎基因组未必是必需方案。他同样担心，未来最大的应用场景反而可能不是治病，而是所谓的“婴儿优化”。

事实上，围绕生殖系基因编辑的争论已经持续多年。因为与体细胞基因治疗不同，胚胎中的基因修改将永久传递给后代。一旦出现错误，其影响可能跨越数代人。因此，多数国家目前仍禁止将经过基因编辑的人类胚胎用于生育。

03

从CRISPR到碱基编辑技术

目前，基因编辑技术已历经两代。

第一代CRISPR-Cas9兴起于2012年前后，它被誉为生命科学领域的“分子剪刀”。其原理是在目标位置切断DNA双链，然后依靠细胞自身修复机制完成基因改造。由于操作简单、成本低廉，CRISPR迅速成为基因工程的主流工具。

CRISPR-Cas9 技术联合开发者，2020年诺贝尔化学奖得主Emmanuelle Charpentier

然而，这种方式存在明显缺陷，包括容易产生脱靶效应，以及可能造成大片段DNA缺失。2018年，中国研究人员贺建奎宣布世界首例基因编辑婴儿诞生，使用的正是CRISPR-Cas9技术。事件迅速引发全球科学界谴责，贺建奎被判入狱三年，也让“生殖系基因编辑”成为高度敏感议题。

碱基编辑被视为CRISPR技术的重要升级版。该技术由美国科学家David Liu团队开发，其核心思想是不再剪断DNA双链，而是像“修改错别字”一样，直接将DNA中的一个碱基转换成另一个碱基。与传统CRISPR相比，碱基编辑更精准、更安全，并且适用于大量遗传病。许多遗传疾病例如镰状细胞贫血、部分遗传性失明以及某些代谢疾病都由单个碱基错误引起。

碱基编辑技术发明者David R. Liu，图源：博得研究所

但碱基编辑并非完美技术。首先，它只能完成有限类型的碱基转换，并非所有突变都能修复。其次，仍然可能产生脱靶效应。再次，在胚胎中仍然会出现嵌合现象，导致不同细胞拥有不同基因状态。最关键的是，人们尚不清楚这些改变会对个体一生乃至后代产生什么影响。

正如研究负责人所强调的那样，目前这一技术“绝对不能用于临床”。然而，随着新一代基因编辑工具不断成熟，人类距离真正能够精准改写遗传命运，显然又向前迈出了一步。

未来，这项技术究竟会成为遗传病治疗的福音，还是引发新的伦理挑战，仍将取决于科学发展与社会治理之间能否保持平衡。

原文链接：https://www.nature.com/articles/d41586-026-01827-8