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基因技术能帮我们“定制”出更高大更聪明的后代吗?

iwangshang / 黄天然 / 2019-12-07

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摘要:备受争议的基因技术,并不是万能的。

天下网商记者 黄天然

1997年,好莱坞电影《千钧一发》(Gattaca)上映,这部豆瓣评分8.7的科幻电影,描述了一个被基因技术改变的未来世界:社会精英层被基因改良人垄断,普通人则因为先天不足沦为社会底层,世界陷入了充满基因歧视的恐怖之中。

基因技术能帮我们“定制”出更高大更聪明的后代吗?

《千钧一发》电影海报

比影片本身更讽刺的是,电影导演在《华盛顿邮报》上发布了一则“虚假广告”,声称能够改变人类胚胎的基因,并列出了能改变的基因类型。结果,成百上千的父母打爆了广告上的电话,要求改变未出生子女的基因。

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望子成龙,是一个超越时代和种族的共同话题。未来,父母真的能够用基因“定制”出拥有爱因斯坦智商、职业篮球运动员身高的孩子吗?

近日,在国际顶级学术期刊《细胞》(CELL)杂志上,耶路撒冷希伯来大学统计遗传学家沙伊·卡米(Shai Carmi)及其同事发表了一篇论文,以智商和身高两个基因变量来筛选胚胎,研究以此提升婴儿的智商和身高的可行性。

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沙伊·卡米在《细胞》上发表的论文《基于多基因特性筛选人类胚胎效用有限》

抛开可能引发的伦理道德争议,实验结果给出的答案是否定的。论文揭示了通过基因筛选培养出“优秀”胚胎的尝试收效并不理想,目前的技术尚不足以完美支撑“定制婴儿”。

基因“定制婴儿”是空想?

统计遗传学家卡米博士及其同事的研究发现,使用当前基于基因的身高与智商胚胎选择技术,结果收益甚微:关于身高,科学家发现经过选择后的婴儿,平均身高增加了2-3cm,至于智商,则增加了2-3分。

“目前对某些性状的遗传基因胚胎选择,尚不足以大幅增加出生婴儿该性状的特征。”卡米博士说:“营养和未知遗传因素也在发挥更为关键的作用。”

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卡米博士团队首先运用计算机数据进行模拟实验,他们用真实人类的基因序列创建配对,虚拟胚胎成长的特性,根据胚胎的基因演变预测出了每一个胚胎成熟后的身高和智商。

研究发现,在身高和智商方面,“得分最高的胚胎”只取得了相对较小的预期优势。在模拟实验中,一对父母10个胚胎中最优的胚胎,身高仅比平均胚胎高出3cm,智商方面,则高出3分。

当研究团队扩大范围,从50个胚胎中选择出“最优胚胎”(由于体外受精胚胎成活率低,对于大多数夫妇来说,这个数量的胚胎已接近生物学极限),最后的结果为,最高身高增加了4.5cm,智商增加了4.5分。

为了验证实验在真实世界中的效果,研究人员跟踪调查了28个现实家庭中的孩子,发现通过计算机模拟的特征预测并不能得到保证,在75%的家庭中,最初通过基因预测身高和智力得分最高的孩子,最终并不是最高、最聪明的那一个。

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统计遗传学家沙依·卡米

对于那些认为即使增加“3cm身高或3分智商”都值得付出努力的父母,卡米博士发出了警告:“在胚胎基因选择过程中,不仅期望的结果得不到保证,而且这样的过程中也存在陷阱。由于基因变异的性质,有时为一种结果选择胚胎会增加另一种不太理想的结果的风险。”

例如,一组与高智商有关的基因,在某种程度上也与厌食症基因相关。同时选择几个优质基因特征的尝试则更加复杂,比如,选择一个身材高挑又头脑聪明的胚胎难度很大,因为一个智商最高的胚胎有可能在身体质量指数(BMI)排名中并不理想。

筛选胚胎基因离我们越来越近

虽然卡米博士的实验证明,当前通过胚胎基因筛选出具有“智商超群”“人高马大”特征的后代尚不可行,但是自从医生通过试管婴儿体外受精以帮助夫妇生育孩子以来,根据基因对植入前的胚胎做选择,已经变得越来越普遍。

约30年前,英国医生首先对人类应用了胚胎植入前遗传学诊断技术(PSD),用于帮助发现某种男性多发遗传疾病的基因携带的胚胎。受益于该技术,父母能够有选择地诞下健康女婴。

鉴于该技术的安全性尚不确定,同时还有被滥用的潜在可能(例如,人为选择婴儿性别在国内是违法行为),目前国内将该技术限制于有相关执照的医院。截至2016年,全国仅有40家医院有相关资质。

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通过胚胎基因,科学家已经可以筛查部分健康问题的胚胎。2017年,位于美国特拉华州的初创公司Genomic Prediction计划提供一项体外受精的胚胎测试服务,该测试还可以筛选胚胎整个基因组中与认知能力有关的基因变异,以帮助夫妇避免生下有遗传缺陷的孩子。

Genomic Prediction公司试图先行布局,2018年开始对从试管婴儿胚胎中提取的细胞测试,以此获取数百万个基因标记,从而得出一些血友病、肌肉萎缩等严重的常见遗传疾病的基因特征,包括“智力残疾”或低智商等问题也可以通过基因在胚胎期被测定。

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不仅如此,Genomic Prediction还进入了非胚胎疾病类预测的范畴,胚胎的智商水平、身高、胖瘦、肤色、头发和眼睛颜色等外貌特征预测,以及性格特征、暴力倾向,都在预知范围内,但这项服务还未全面向社会开放。

“尽管该技术对患有严重遗传病的父母有巨大帮助,但当它用于非生命威胁原因时,就产生了优生学和机会不平等的道德问题,因此它仍然是一个备受争议的程序。”Genomic Prediction公司联合创始人、密歇根州立大学物理学家史蒂芬·许(Stephen Hsu)说。

“基因优生”会来吗?

如果基因技术继续发展,将越来越有助于我们选择更有“优势”的胚胎,我们应该迈开这一步吗?

当然,每个父母都希望自己的孩子健康、聪明,一个有严重先天疾病和缺陷的孩子一旦出生,将给家庭带来巨大的痛苦。如果基因筛选可以避免这样的不幸发生,这一技术则无可厚非。

但是,基因技术恐怕不会止步于“预防病症”,在能保证新生儿健康的条件下,如果以非自然手段通过基因为父母“筛选”和“定制”新生儿的各种特性,就无异于将“上帝之手”交给了人类。

试想,如果基因筛选和编辑技术有被破解的一天,那么数十亿年来生物依靠随机突变和自然选择演化的方式将被打破,到那时,父母们就可以拿着一份菜单式的列表,勾选和设计未来孩子拥有的特性。

基因技术能帮我们“定制”出更高大更聪明的后代吗?

一个可以预见的后果是,拥有权力和财力的人,将有足够的能力去改造后代,让他们在出生之初便优于同龄人,而能力不足以支撑胚胎基因筛选和改造的人,则只能通过本身去努力,他们改变命运的希望将更加渺茫。每个人在出生前,就失去了生而平等这一最基础的权利。

不过,这一切的担心似乎都为时过早,卡米博士团队这次关于身高和智商基因实验的结果更加证明了这一点,依靠生物技术“基因优生”作用被我们过分高估了。

如果要真正“定制”理想中的下一代,改变几条核苷酸,并不能决定孩子将拥有什么样的品质和性格,基因和人类特性之间关系的复杂程度已经超出我们生物技术可以控制的范围。

基因技术能帮我们“定制”出更高大更聪明的后代吗?

每一种基因的改变,都会对其他特性引发一系列难以预知的多米诺骨牌效应。即使同样的基因,在不同的后天环境中也会形成不同的结果。除了控制基因,还需要控制孩子生长的环境、经历事件和他们的自我感受,才可能塑造出相应的品格,而这些不可能全部分毫不差地做到。

上世纪80年代,支持优生学的学者罗伯特·格雷汉姆为诺贝尔奖得主和其他取得伟大成就的“天才”设立了精子库,以发展“优秀基因”。

基因技术能帮我们“定制”出更高大更聪明的后代吗?

罗伯特·格雷汉姆收集诺贝尔奖得主的精子望建造“天才工厂”

此后20年里,格雷汉姆的精子库繁育出两百多名婴儿。但是,这些孩子无一超凡拔群,都是相当普通的平凡人。其中一名母亲表示,拥有“天才”基因并不意味着人生就能成功,后天的家庭环境培养和教育更为重要。

显然,基因技术的进步给了我们很大的幻想空间,但目前看来,这并非是一条培养更优秀后代的“捷径”。

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