开创性的基因编辑治疗已经进入临床应用，拯救生命并缓解了毁灭性遗传疾病带来的痛苦。然而，越来越多接受这些治疗的患者仍然面临将致病突变遗传给子女的风险。
科学界共识——以及70个国家的法律——长期以来都认为，将这种强大的技术用于人类种系编辑过于危险。种系编辑是指操纵人类胚胎DNA以避免遗传疾病，并阻止这些疾病从一代传给下一代的过程。
然而，最新研究发现，现在已有可能以前所未有的精度编辑人类胚胎的DNA，这表明人类种系编辑可能在相对较近的将来成为可能。不过，科学家警告称，在实现安全编辑可行人类胚胎之前，仍存在重大障碍。
"六年前，我认为在人类胚胎中使用基因编辑是不可行的，"加州大学洛杉矶分校分子细胞与发育生物学教授、UCLA生殖科学、健康与教育中心主任阿曼德·克拉克（Amander Clark）表示。"这项工作恢复了未来可能对体外受精胚胎进行治疗性基因编辑的可能性，"未参与此项研究的克拉克通过电子邮件表示。
在大多数国家，对人类胚胎的实验室研究通常由体外受精患者捐赠，受到严格监管，通常只允许在胚胎创建后14天内进行。公众对基因编辑婴儿的态度支持度尚不明确；除了医疗安全问题外，怀疑主要源于对这种尖端技术可能用于创造所谓"设计婴儿"（即基因经过编辑或有意选择以获得理想特征）的伦理问题。
锐化一把钝工具
Katarina Harasimov在剑桥大学Loke胎盘研究中心的Niakan实验室进行碱基编辑。- 剑桥大学Loke胎盘研究中心
被称为CRISPR-Cas9的基因编辑技术已在世界各地的实验室中使用，彻底改变了科学研究，使科学家能够编辑生物体的基因用于生物技术和医学研究。2020年，开发该技术的两位科学家获得了诺贝尔化学奖；2023年，美国食品药品监督管理局（FDA）批准了首批两种用于镰状细胞病的基因疗法，这是一种主要影响非裔美国人的致残性和缩短寿命的遗传性红细胞疾病。
但在某些方面，CRISPR-Cas9是一种钝器。当该技术编辑DNA时，会在螺旋中的目标位点创建双链断裂，当用于修改人类胚胎时，多项研究表明它会导致大规模且意外的变化——甚至可能导致整条染色体的丢失。
未知健康影响的潜在风险是科学界谴责中国研究人员贺建奎工作的一个原因。2018年，贺建奎透露，他使用CRISPR-Cas9技术修改了胚胎，使两名女孩对HIV具有抵抗力。2019年，他被判三年监禁，但现已获释。他未回应采访请求。
修改DNA的单个字母
一种更新、更精确的CRISPR形式，称为碱基编辑（base editing），可以一次改变DNA的一个字母（或碱基）。
2022年，碱基编辑首次在临床试验中用于修改一名英国青少年的免疫细胞，此前医生已用尽所有其他治疗选择来治疗她的白血病。此后，另外八名儿童和两名成人也接受了这种治疗。去年，医生使用碱基编辑治疗了一名患有严重CPS1缺乏症的婴儿，这是一种罕见且危险的遗传疾病。
现在，两项新研究使用该技术编辑了处于发育最早阶段的人类胚胎，这些胚胎由接受体外受精治疗的个体捐赠用于研究。两个团队发现，该技术的精确性降低了意外染色体异常的可能性。
剑桥大学Loke胎盘研究中心生殖生理学教授、中心主任凯西·尼卡恩（Kathy Niakan）及其团队使用该技术更好地了解人类胚胎发育中一个关键基因的功能。他们发现名为NANOG的基因——以凯尔特神话中的"青春之地"（Tír na nÓg）命名——在决定最终成为胎儿和胎盘的首批胚胎细胞方面起着关键作用。该研究于6月25日发表在《自然》（Nature）科学期刊上。
在正常胚胎（左）中，品红色染色的细胞将成为胎盘，黄色细胞将成为卵黄囊，青色细胞将成为上胚层，后者将形成身体。在使用碱基编辑阻断NANOG基因的胚胎（右）中，看不到青色细胞。- Katarina Harasimov等/剑桥大学Loke胎盘研究中心
尼卡恩表示，碱基编辑代表了对传统CRISPR-Cas9的重大改进，因为它导致意外染色体错误的风险要低得多。"碱基编辑可以在约30亿个碱基对的整个人类基因组中精确地将一个核苷酸碱基对更改为另一个——这是一个令人难以置信的壮举，"她解释道。
在另一项研究中，哥伦比亚大学发育细胞生物学副教授迪特里希·埃格利（Dietrich Egli）使用碱基编辑将两种基因突变之一插入新受精的卵子中。一种针对已知调节胆固醇的PCSK9基因，另一种针对HBG基因，后者编码携带氧气的胎儿血红蛋白。他选择这两个基因是因为它们是在非遗传性基因编辑中经过充分研究的目标。埃格利表示，一家同行评审的科学期刊已有条件地接受了这项研究。
尽管这两项研究都代表了向可遗传基因编辑迈出的一步，但埃格利表示，距离在临床环境中使用还有很长的路要走。即使碱基编辑似乎不会造成重大染色体损伤，至少仍存在两个主要缺点。
埃格利、尼卡恩及其团队发现，他们编辑的一些胚胎随后表现出所谓的"嵌合体"（mosaicism），即预期编辑未在所有细胞中生效。此外，他们都发现了一些"脱靶"（off-target）效应，即无意中改变了其他基因。这对人类胚胎编辑构成了风险，因为该胚胎将产生体内的每一个细胞。
"这是一段漫长阶梯，有许多不同的台阶，中间可能还有一些平台，"埃格利说。"我们从最底部开始，已经朝这个方向迈出了几步，但我认为我们可以看看已经取得的进展，并就进一步发展的利弊进行讨论。"
受精后第一周，使用碱基编辑阻断NANOG基因的早期人类胚胎图像。- Oliver Bower等/剑桥大学Loke胎盘研究中心
伦敦大学学院妇女健康研究所生殖和分子遗传学副教授海伦·奥尼尔（Helen O'Neill）表示，人类胚胎中的基因组编辑具有价值，使科学家能够了解支配人类生命最早阶段的规则。她未参与任何一项研究。
"它可以帮助我们了解为什么如此多的体外受精胚胎无法发育、停滞、植入或进展，尽管它们在形态上看起来是可接受的，"奥尼尔在声明中表示。
"从长远来看，它可能帮助我们更清晰、更有同理心地思考一小部分患有严重遗传病的患者，对这些患者而言，植入前基因检测是不够的。"
奥尼尔补充说，围绕胚胎编辑的辩论通常被描述为唯一的可能终点是设计婴儿。"这种框架忽略了实际的科学和临床价值，"她指出。
关于设计婴儿的担忧
芝加哥大学宗教与伦理学教授劳里·佐洛斯（Laurie Zoloth）表示，这项研究再次激活了关于改变人类胚胎的伦理辩论，指出编辑胚胎存在风险，因此除用于科学研究外，应暂时基于安全原因禁止。她指出，已经有方法可以避免生下有遗传异常的婴儿——在怀孕前和怀孕期间进行基因筛查，以及在体外受精过程中植入前对胚胎进行测试。
"嵌合体问题尚未解决；他们并不真正了解干预的长期影响；而且没有实际怀孕和孩子，就无法进行妊娠试验，"她在电子邮件中表示。
她还补充说，围绕"设计"具有理想特征的婴儿，还存在更长远的神学和哲学问题。
"当他们似乎在设计未来远期心血管问题风险较低的婴儿时，这些问题更加深刻，而这些问题可以通过生活方式选择来解决，在假设的未来，这些也可能完全可以通过药物治疗。"
她说，虽然编辑胚胎预防泰萨二氏症（Tay-Sachs）等疾病可能是合理的——这是一种在生命最初几个月内发作的致命性神经系统疾病——但可能会出现"治疗与增强之间的滑坡"，这种情况可能导致佐洛斯所说的"《千钧一发》问题"（Gattaca problem），以1997年的电影命名，该电影描绘了一个痴迷于并由基因完美所支配的社会。
"这条路是否会导致一个更加不公平和不公正的未来，富人的孩子得到精心培育，而穷人孩子的资源不足，无法在民主社会中竞争？"她问道。
佐洛斯补充说："令人震惊的是，一方面我们可能有能力投入如此多的资源和注意力来改变胚胎的遗传密码，使其精确符合我们认为正常或最佳的状态，而当我们无法弄清楚如何为出生后的儿童提供清洁、安全和吸引人的小学以及高薪教师时。"她指出，关于人类遗传学如何影响身体特征和行为的知识仍然非常有限。
一项关于四国人类胚胎研究公众态度的最新调查显示，英国、荷兰和西班牙的大多数受访者支持使用基因组编辑来帮助建立妊娠，通过消除严重或危及生命的条件。然而，在意大利，这一比例为46%。
佐洛斯指出，虽然生物伦理学家有责任反思并提出问题，但禁止科学也有其风险。
"我们不想禁止探究，"她说。"这就是为什么为新科学设定护栏很重要，这对探究和社会都具有保护作用。"
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