“三亲”体外受精技术治疗线粒体疾病的反思

王张生，唐 增，周韵娇

(1复旦大学附属上海市第五人民医院心内科，上海 200240，linerzhiqiu@126.com;2复旦大学公共卫生学院，上海 200032)

“三亲”体外受精技术治疗线粒体疾病的反思

王张生1，唐 增2，周韵娇1

(1复旦大学附属上海市第五人民医院心内科，上海 200240，linerzhiqiu@126.com;2复旦大学公共卫生学院，上海 200032)

线粒体疾病是一种不同寻常的遗传疾病，“三亲”体外受精技术作为一项新的辅助生殖技术，可能会使女性避免将线粒体疾病遗传给后代，但其争议不断，对此做一些科学及伦理方面的阐述及反思。对其必要性、安全性、有效性、以及合伦理性作了讨论，进而对该项技术的应用可能带来的风险提出担忧，基于目前的现状，对该项技术应该采取保守态度。

三亲胚胎;辅助生殖;线粒体疾病;线粒体DNA;原核移植;孕母纺锤体移植

1 引言

线粒体疾病(mitochondrial disease)是一种不同寻常的遗传疾病，它是通过母亲的线粒体DNA(mtDNA)而非通过细胞核DNA遗传。线粒体疾病比较罕见:每年出生的200个婴儿也许有一例mtDNA异常(表型仍可正常);但每10000个婴儿中才会出现1例严重的线粒体缺陷。［1］因为几乎在体内的所有的细胞都有线粒体，线粒体异常导致的疾病会累及许多器官，通常都是能量需求最高的器官，如肌肉、大脑和心脏等。线粒体疾病会不断进展，致残性很高，会导致死胎、婴幼儿死亡、成人的失明或心力衰竭。每个家庭都渴望要一个健康的宝宝。对于患有线粒体疾病的女性或者携带致病基因的女性来说，“三亲”体外受精技术可能会使女性避免将线粒体疾病遗传给他们的孩子，给他们带来生产健康宝宝的福音。英国的生育治疗和研究监管机构，人工授精与胚胎学管理局(HFEA)，推荐三亲胚胎技术:“在可控范围内，用于治疗目的是足够安全的，线粒体替代的益处超越其伦理顾忌。”因此，政府打算通过新议会法规允许这种治疗。

“三亲”体外受精技术可以两种不同的方式进行。目的都在于创建一个不携带异常线粒体的胚胎。一种方式称为原核移植(pronuclear transfer，PNT)，先使携带异常线粒体的卵子受精，然后将受精卵的细胞核移植到捐赠者去核的卵细胞内，再植入携带异常线粒体的母体内。另一种方式称为孕母纺锤体移植(maternal spindle transfer，MST)，将线粒体异常母亲的细胞核移植到健康捐赠者的去核卵细胞内，再让其受精，最后植入携带异常线粒体的母体内。

不管使用哪种方式，由此产生的胚胎会有三个人的DNA:胚胎的核DNA来自父亲的精子和准妈妈的卵细胞，mtDNA则来自提供卵细胞的第二个“母亲”，尽管她的贡献是非常小的(只占全部20000－30000个基因中的37个)。这样，从基因角度讲，一个婴儿有一个父亲，两个母亲，也就是所谓的“三亲婴儿”。

“三亲”体外受精技术作为一项新的辅助生殖技术，问世之后争议不断，本文对此做一些科学及伦理方面的阐述及反思。

2 反思

2.1 是否必要?

罗马安斯科姆生物伦理中心(Anscombe Bioethics Centre)高级研究员Helen Watt对《连线》杂志说［2］，线粒体替代技术不能治愈任何人，该技术仅仅是制造了一个新的婴儿，新生儿未来将面临各种各样未知的危险，甚至连他/她的后代也将面临这种风险。携带异常线粒体的孕母可以没有异常表型，而后代却有致命性生理缺陷。

Watt说，当父母就要无条件欢迎子女的出生，父母不应该制造及控制子女的培育。如果不想生出有线粒体缺陷的子女，父母可以考虑其他选择，例如领养，领养比线粒体替代要好得多。有些父母非常想生一个跟自己有基因联系的小孩，但这种愿望并不能为克隆和胚胎破坏正名。［3］

我们关注的焦点和投资的重点难道不能转向那已经患有线粒体疾病的患者吗?包括研究细胞的线粒体自我调控方式，鼓励夫妻领养孩子，而不是每年阻止十位左右线粒体异常患者怀孕及生育?［4］

2.2 是否安全?

已经有科学家提出了切实的安全性问题。德国图宾根大学的进化生物学家克劳斯·莱恩哈特(Klaus Reinhardt)担心核基因组与线粒体基因组不兼容。［5］核基因与线粒体基因都是保证线粒体正常行使功能必不可少的要素，莱恩哈特认为二者之间存在共同进化的关系。多项研究也已经发现，小鼠、果蝇以及其他生物的线粒体置换试验会导致呼吸、认知、生育等方面的问题，比如线粒体置换的小鼠在走迷宫试验中表现更差。莱恩哈特表达了他的担忧，认为目前还没有足够的安全性数据表明该技术可以进行人体临床试验。

Sarah L.Wakefield等人［6］利用小鼠实验发现线粒体受损后会影响胚胎及胎盘发育。Mark S.Sharpley等人［7］利用小鼠进行试验，发现线粒体基因重组后的小鼠活力及食欲下降，认知受损，应激反应强烈。

对于PNT的安全性，Craven等人［8］对比研究发现利用PNT生成的人类受精卵相比较于自然状况下的受精卵，只有一半的可能性发育成囊胚。同样也发表在Nature上的另一个研究［9］提出通过MST技术产生的人类胚胎有52%存在染色体异常。美国FDA主席Evan Snyder据此召开会议，申明目前还没有足够证据说明此新技术的安全性，得以证明该技术可以推广到人体实验阶段。

英国的这项技术目前是国际法所禁止的。目前世界上有40个国家已经通过立法，禁止开展改造人类遗传基因方面的研究。这是一条很多国家和民众不愿逾越的界线，原因是改变人体的生殖系细胞会引发了严重的安全和伦理问题。不可预测的基因差错会传递给后代，永久性成为基因组的一部分。有人担心这将会成为改变人类基因的危险先例。

2.3 是否有效?

mtDNA异常的不良后果一般很难预测，因为突变的mtDNA需要达到某个阈值才会引起严重的线粒体疾病，而且还取决于基因突变的类型和患者年龄。此外，母亲可以仅仅携带致病基因而没有病变表现，因此增加了筛查预防线粒体疾病的难度。

线粒体移植后的胎儿，仍有可能携带母亲的致病线粒体基因，并经过基因复制而再次导致线粒体疾病。［10］核基因和线粒体基因存在的各种联系相当复杂，［11］线粒体更容易变异，体基因分离后可能出现一些细胞功能异常。基因重组后的个体，可能要到孕晚期甚至出生后才能发现有无表型异常。［12］

2.4 是否符合伦理?

虽然一些人认为相对于这项技术的益处，其引发的道德问题是次要的，但事实上的伦理挑战是不可忽视的。

首先，PNT和MST涉及人类胚胎的构建和销毁。另外，即使技术完善，PNT将为了重组一个胚胎而需要破坏一个胚胎。有些人可能会认为，由于人类胚胎微小而脆弱，是人体无关紧要的消耗品。然而，另有人认为我们对这些最脆弱的人类生命缺乏尊重和保护。

第二，公众尚未完全意识到应用在新技术研究和治疗中需要捐赠的卵子数。提取卵细胞需要大剂量的药物，常伴疼痛，具有一定风险。一些弱势群体女性可能因为利益的驱动而频频捐赠卵细胞，影响自身的健康，并不是为了自己的利益，而是为了一个尚存伦理疑问的研究。

第三，新技术的结果构建一个具有两个母亲和一个父亲的胚胎。mtDNA与个人身份的关系还不清楚。但我们知道将会有三个成年人成为一个孩子的父母，一些遗传信息将从一个女性捐赠者遗传至后代，进入这个家族。最近，Baylis［4］系统分析了线粒体移植技术对于供者、组合胚胎、社会的潜在危害。

亲子关系问题是复杂的。HFEA建议线粒体捐赠者的身份类似于组织捐赠者，儿童应该无权获知其身份信息。然而孩子们长大后仍可以从病史中找到线粒体捐赠者的相关信息。英国的一些司法辖区已几乎允许孩子有三个法定父母，所以不难想象，线粒体捐赠者某一天甚至可能要求其亲属或母亲的名分。［13］

若孩子知道他们的DNA来自三个父母，他们将会有怎样的反应?会影响他们的个人身份吗?“为人父母”究竟是什么?是基因遗传、怀孕哺乳还是社会及情感范畴?目前还没有明确的答案。三亲胚胎的挑战远远超越了现有的社会和心理学的研究。

一个个体的生物遗传不同于移植的器官或组织，它持有个体的遗传身份并且和过去、现在及未来的生物学家系广泛联系，并且可以代代相传。一些研究表明，捐赠者的后代常有沮丧、愤怒、对家族的不信任、身份感缺失［14］并且希望找到通过其兄弟姐妹。［15］修改遗传基因的科学研究提醒我们需要长期关注一些隐含的问题。

第四，即使只是罕见的线粒体疾病，一旦允许修改胚胎的遗传信息，道德界限将被再次打破，继而允许修改人类卵细胞的细胞核。“设计婴儿”的出现将成为现实。［1］

英国和美国的一些学者警告说，PNT和MST技术的道德越界将导致产生“设计婴儿”。［16］这样的基因重建将使得我们选择某些孩子进行改造甚至重新构造。不管修改程度或大或小，基因工程可能把人类变成一个可修改的设计产品——不需要本人的知情同意。因此体外受精创始人Lord Winston发出警告说:“基因技术可以产生更聪明、更强壮和有吸引力的后代……这种优生学思想可能导致人们想要修改他们的孩子来增加一些优点，比如智力和美貌。［17］”

细胞生物学教授Stuart Newman指责HFEA“用黑暗力量来推动科技滥用，此技术可能会造成个人和社会伤害”。还警告说，“这试图改善未来人们的不是药物，而是一种新的优生学。其修改胚胎的基因组，具有产生破损基因组后代的风险。这种‘纠错型’优生学大大超越了原先的‘自然选择型’优生学。［18］”20世纪在美国和欧洲国家，“选择型”优生学采用强制绝育法来处理劣等基因(这种做法在二战时期被德国纳粹用到极致)。这种新形式的“优生学”(通过有意选择遗传性状改造人类)使用友善而温和的措辞，强调自由选择和避免痛苦，类似历史上区分人种是否高贵一样，仍不免带有歧视。

这项技术符合当今很多人的意愿，他们不仅仅有权利要一个的孩子，也有权选择一个特定性状的孩子。遗传技术的进步，使得科学家和父母更容易承担风险来定制未来小生命的特征。然而，如此篡改我们人类的基因构成是否会打开潘多拉魔盒，导致对个人和社会的长期危害?

有学者表示，三亲婴儿培育技术的应用需要先明确核基因对线粒体的调控问题，［19］如果原来的核基因和外来的线粒体产生不和谐的情况又将对人体产生怎样的影响?全世界已经展开的越来越多的人类的基因改造实验，许多科学家呼吁应该对这些新技术新应用制定规则，加强监管。

3 改造生命，何去何从?

一个人的诞生，不管其年龄或能力，都不可因另一个人的设想或意愿来设计。一旦人类的价值依赖于获得某些特定的生物、遗传或认知能力时，我们便开始创建一个一些人比其他人更有价值的社会。这是优生学运动的基础。神学家Meilaender警告说，当我们开始如此深入地塑造未来生命时，我们无法真正了解最终是好是坏。我们可以猜测，但我们无法知道正在从事的工作及其后果。［20］

能够改造人类胚胎无疑是诱人的，并可能因为同情心以及渴望知识、权力、名声而产生动力。但最真实的人类活动，就是我们能自由地对操纵自然的危险行为说不。早在1947年，学者C.S.Lewis在《The Abolition of Man》［21］这本书中，准确预见到包括生殖技术在内的科学技术不断进展给人类带来的潜在危机。

也许未来有一天会出现三亲孩子，如果是这样，我们必须用同样的爱心来对待他们。但考虑到目前科学技术的不完善，伦理争议及替代方法的存在，似乎更明智做法的是——不要轻易踏上这条新路。

［1］Nuffield Council on Bioethics.Novel techniques for the prevention of mitochondrial DNA disorders:an ethical review［EB/OL］.http://www.nuffieldbioethics.org/mitochondrial－dna－disorders，2012－06.

［2］Clark L.In depth:three－person IVF is about saving lives，not a slippery slope to eugenics［EB/ OL］.(2013－06－28)［2015－01－12］.http:// www.wired.co.uk/NEWS/ARCHIVE/2013－06/ 28/MITOCHONDRIA－TRANSFER－RULING.

［3］三亲试管婴儿［EB/OL］.(2013－07－14)［2015－01－21］.http://news.ynxxb.com/content/ 2013－7/14/N11142151369.aspx.

［4］Baylis F.The ethics of creating children with three genetic parents［J］.Reproductive BioMedicine Online，2013，26(6):531－534.

［5］Reinhardt K，Dowling D K，Morrow E H.Medicine.Mitochondrial replacement，evolution，and the clinic［J］.Science，2013，341(6152):1345－1346.

［6］Wakefield S L，Lane M，Mitchell M.Impaired Mitochondrial Function in the Preimplantation Embryo Perturbs Fetal and Placental Development in the Mouse［J］.Biology of Reproduction，2011，84(3): 572－580.

［7］Sharpley M S，Marciniak C，Eckel－Mahan K，et al.Heteroplasmy of Mouse mtDNA Is Genetically Unstable and Results in Altered Behavior and Cognition［J］.Cell，2012，151(2):333－343.

［8］Craven L，Tuppen H A，Greggains G D，et al.Pronuclear transfer in human embryos to prevent transmission of mitochondrial DNA disease［J］.Nature，2010，465(7294):82－85.

［9］Tachibana M，Amato P，Sparman M，et al.Towards germline gene therapy of inherited mitochondrial diseases［J］.Nature，2012，493(7434):627－631.

［10］Takeda K，Akagi S，Kaneyama K，et al.Proliferation of donor mitochondrial DNA in nuclear transfer calves(Bos taurus)derived from cumulus cells［J］.Molecular Reproduction and Development，2003，64 (4):429－437.

［11］Mitochondria are not autonomous organelles but are under the influence of the nucleus.1，500 nuclear genes are needed formitochondrialfunction.HFEA.Evidence to mitochondria review［EB/ OL］.http://www.hfea.gov.uk/docs/Mitochondrial_Review_non－confidential_evidence_full_PDF_ reduced.pdf.

［12］HFEA.Non－confidential minutes of scientific review workshop.25 March 2011.and HFEA.Non－confidential written evidence submitted to the panel［EB/OL］.(2011－03－25)［2014－05－24］.http://www.hfea.gov.uk/6372.html.

［13］Novel techniques for the prevention of mitochondrial DNA disorders:an ethical review［EB/OL］.http://www.nuffieldbioethics.org/mitochondrialdna－disorders.

［14］Turner A J，Coyle A.What does it mean to be a donor offspring?The identity experiences of adults conceived by donor insemination and the implications for counselling and therapy［J］.Hum Reprod，2000，15(9):2041－2051.

［15］Jadva V，Freeman T，Kramer W，et al.Experiences of offspring searching for and contacting their donor siblings and donor［J］.Reproductive Bio-Medicine Online，2010，20(4):523－532.

［16］ Eugenics fear over gene modification［EB/OL］.(2013－03－15)［2014－05－15］.http://www.theguardian.com/science/2013/mar/15/eugenics－fear－over－gene－modification.

［17］ Buckland L.Lord Robert Winston warning over child‘eugenics’［EB/OL］.(2013－03－18)［2015－06－21］.http://www.scotsman.com/ news/health/lord－robert－winston－warning－over－child－eugenics－1－2842227.

［18］Newman S A.The British Embryo Authority and the Chamber of Eugenics［EB/OL］.(2013－11－05)［2015－05－23］.http://www.huffingtonpost.com/stuart－a－newman/mitochondrial－replacement－ethics_b_2837818.html utm_hp_ref= science.

［19］St J J，Barratt C L.Use of anucleate donor oocyte cytoplasm in recipient eggs［J］.Lancet，1997，350 (9082):961－962.

［20］Meilaender G.Bioethics:A Primer For Christians［M］.Carlisle Paternoster Press，1997:43.

［21］Lewis C S.The Abolition of Man_Reflections on Education with Special Reference to the Teaching of English in the Upper Forms of Schools［M］.HarperOne，2001.

〔修回日期 2015－07－14〕

〔编 辑 吉鹏程〕

Reflection on In Vitro Fertilization Technology of“Three－parent Embryos”for Mitochondrial Diseases

WANG Zhangsheng1，TANG Zeng2，ZHOU Yunjiao1
(1 Internal Medicine Cardiovascular Department，Shanghai Fifth People's Hospital Affiliated to Fudan University，Shanghai 200240，China，E－mail:linerzhiqiu@126.com;2 School of Public Health，Fudan University，Shanghai 200032，China)

Mitochondrial disease is an unusual genetic disease.The in vitro fertilization technology of“threeparent embryos”as a new assisted reproductive technology，may help women to prevent their mitochondrial diseases passing on to their children，but it's still controversial in many aspects.The article presents some scientific and ethical analysis and reflection on this technology.In terms of its necessity，safety，efficacy，and ethical were discussed，and the application of the technology may bring the risk of concern is put forward，based on the present situation of and attitude toward the technology should be taken to keep.

Three－parent Embryos;Assisted Reproduction;Mitochondrial Disease;mtDNA;PNT;MST

R－052

A

1001－8565(2015)05－0679－04

2015－04－21〕