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近日,《Nature Biotechnology》发表了一项基因编辑领域的重要研究。意大利科学家开发了一种名为SMArT的筛选技术,可以精准区分“被正确修复的细胞”和“被意外剪坏的细胞”。实验证明,该技术能将“修好”的目标细胞纯度提升到80%~100%,同时清除掉那些可能带有基因毒性的错误编辑产物。经过筛选的健康造血干细胞移植到小鼠体内后,成功建立了长期、安全的血液系统。
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这项研究的核心思想是:基因编辑不仅要问“改了多少细胞”,更要问“有多少细胞是被真正修好、没有附带损伤的”。
基因编辑的两条不同路径
这项研究聚焦的是体细胞基因编辑——具体来说是造血干细胞。体细胞编辑只影响被治疗的患者本人,修改不会遗传给后代。正因为如此,体细胞基因编辑已在临床落地:2023年,全球首款基于CRISPR的疗法Casgevy在英国和美国相继获批上市,用于治疗镰状细胞病和输血依赖性β-地中海贫血,标志着基因编辑从实验室走向临床的历史性跨越。
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然而,将基因编辑技术应用于人类生殖细胞或早期胚胎,则进入了完全不同的伦理与安全维度。可遗传的基因编辑一旦在胚胎阶段进行,修改将进入这个人的每一个细胞,并将被传递给所有后代。
基因编辑不能用于人类胚胎的三重理由
1.安全性:脱靶效应与附带损伤难以完全排除

CRISPR-Cas9编辑DNA后,细胞主要通过非同源末端连接通路进行修复,这种通路容易出错,而研究者真正需要的同源定向修复效率却很低。更麻烦的是,同一位点可能同时发生多种不同类型的修复事件,包括正确整合、错误整合、小片段插入缺失乃至大片段重排。
若用基因编辑技术编辑人类胚胎时,可能会在目标位点或其附近产生意想不到的大的基因组改变,而这些改变可能被标准评估方法忽略。
2.不确定性:胚胎无法“筛选”,受编辑的胚胎只能被移植或废弃
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体细胞编辑可以淘汰掉编辑失败的细胞,只使用成功的;而胚胎编辑根本没有“筛选”这个选项——每一个受编辑的胚胎,要么被移植(无论编辑结果如何),要么被废弃。更何况,胚胎编辑容易出现嵌合体现象,即部分细胞被成功编辑、部分未被编辑。这种混合状态下的胚胎发育后果目前完全无法预测。
更安全、更成熟的路径是胚胎筛选而非胚胎改造
SMArT研究的核心逻辑是“把修好的细胞挑出来”,而PGT(胚胎植入前遗传学检测)的逻辑与此相通,但筛查时间点完全不同。SMArT是编辑后筛选,PGT是移植前筛选:无需对胚胎做任何基因修改,只需提取极少量细胞进行分析,选出染色体正常或不携带特定致病基因的胚胎进行移植。两者共享一个核心原则:不依赖运气,依靠精准筛选。
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目前,PGT技术平台涵盖三个分支:PGT-A筛查胚胎23对染色体的数目是否存在异常,适用于高龄女性、反复种植失败及反复流产人群;PGT-M针对已知致病位点的单基因遗传病进行检测,可有效阻断亨廷顿舞蹈症、脊髓性肌萎缩症、地中海贫血等近300种单基因遗传病的代际传递;PGT-SR针对父母一方或双方存在染色体结构异常的情况进行检测。在遗传咨询和知情同意的框架下,PGT为遗传病家庭提供了一条切实可行、全球广泛应用的生育路径。
HRC Fertility的PGT技术平台与服务支持
将SMArT研究所追求的“精准筛选、排除风险”理念落在辅助生殖临床实践中的,正是PGT技术。HRC Fertility的PGT技术平台已涵盖PGT-A、PGT-M和PGT-SR三个分支,可在胚胎移植前完成全面的遗传学评估。
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HRC在加州的核心胚胎实验室获得CAP和CLIA双重国际认证,在全美生殖实验室领域,能够同时持有这两项认证的机构比例不高,HRC多年来始终维持这一体系化管理标准。在硬件配置上,HRC应用Geri®时差成像系统和CHLOE EQ AI分析平台。前者采用独立封闭式培养舱设计,以固定时间间隔自动连续拍摄胚胎发育的全过程影像;后者对数百万张胚胎发育图像进行学习,可自动标注原核形成时间、卵裂同步性等形态动力学参数,生成关于胚胎发育潜力的量化参考报告。AI辅助评估与PGT遗传学筛查相结合,使胚胎筛选从“形态观察”和“遗传信息”两个维度同时获得数据支撑。
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