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2016年,当世界上第一个“三亲”婴儿出生时,引发了全球的关注。从遗传学上看,这名婴儿拥有三个父母——除了从父母那里继承了包裹在染色体中的大部分基因组信息,他的线粒体DNA源自一位匿名捐赠者。
▲世界首例“三亲”婴儿和其“缔造者”张进博士(图片来源:参考资料[2])
“三亲婴儿”项目的初衷是为了阻断遗传性致命疾病的代际传播。这名婴儿的母亲线粒体中携带了一种疾病的基因突变,如果采用第三方捐赠者卵细胞中的线粒体来替代母亲卵细胞中的原有线粒体,那么便可以防止婴儿继承这些病变的线粒体基因。现在这种疗法已经在包括英国、希腊、乌克兰和澳大利亚在内的多个国家获得许可。
然而“三亲”技术用来防止遗传性致命疾病的代际传播并非完全可靠。其中问题之一是DNA“逆转”现象,即母亲线粒体基因的比例随着时间的推移而增加。这种现象已经在一些借助“三亲”技术诞生的婴儿身上被观察到,有些孩子母亲的线粒体基因比例从不到1%增加到50%以上。虽然这些婴儿的父母都没有线粒体疾病基因,因此这一现象没有引发健康问题,但是这引起了科学家们的警觉。一些科学家估计,使用“三亲”技术出生的婴儿中,大约有五分之一最终会继承母亲的大量线粒体基因。这对于那些母亲携带有致病基因突变的婴儿来说,可能是灾难性的,因为这可能会导致潜在的致命性疾病。这些发现已经促使一些医疗机构重新考虑是否将这项技术用于预防线粒体疾病。
什么是“三亲婴儿”
三亲婴儿是指使用捐赠者的线粒体DNA和父母双方的细胞核DNA组成的“重组胚胎”来繁殖后代。这种方法通常被称为线粒体替代疗法(MRT)。线粒体是细胞质中的小型“能量工厂”,其中存储着线粒体DNA(mtDNA),只能由母亲传给孩子。当母亲的线粒体DNA发生致病突变时,她的所有后代都将受到影响,可能导致一系列健康问题,有时甚至会威胁到生命。
▲线粒体替代疗法原理图(图片来源:参考资料[3])
MRT技术有两种不同的路线。一种常见的路线是,先取出两个卵子的细胞核(一个来自母亲,一个来自捐赠者),然后将母亲的细胞核放入捐赠者的卵子中,这样的卵子内含有健康的线粒体DNA。接下来,这个“重组”卵子与父亲的精子结合,产生拥有三个遗传学父母的胚胎。另一种路线是先让父母双方的生殖细胞完成受精过程,产生受精卵,然后将这枚受精卵的细胞核转移到另一个细胞核已提前被移除的受精卵上,这样的受精卵也有三个遗传学父母,并且不携带母亲的致病线粒体DNA。