“三親嬰兒”會創造出“超人”嗎

張田勘

如果一對夫妻想要一個孩子，女孩要像夢露一樣漂亮、男孩要像愛因斯坦一樣聰明、在體格上要像史瓦辛格一樣健壯、在速度上要像博爾特跑100米一樣快，這樣的定制嬰兒會不會出現呢？

前不久，“三親嬰兒”的消息持續不斷。美國新希望生殖醫學中心張進團隊在《生殖生物醫學在線》雜志詳細介紹了他們創造的一名三親嬰兒。研究人員幫助一位卵子中線粒體有缺陷的約旦籍母親孕育了一名健康的孩子，這名孩子就成為一位三親嬰兒，即有一位父親的遺傳物質和有兩位母親遺傳物質的孩子。

為什么會產生三親嬰兒

人的細胞一般分為三個大的結構，細胞核、細胞質和細胞膜。其中，細胞核貯藏了人的絕大部分遺傳物質，即脫氧核糖核酸（DNA）。細胞質則是包圍細胞核的一層液態物體，在這個液態物體中也含有多種生命不可或缺的物質，如線粒體、內質網、高爾基復合體等。在線粒體中也含有一些遺傳物質，即線粒體DNA。細胞膜則是包圍并保護細胞的最外一層生物膜。

卵子也是由這三層結構組成的，與雞蛋相似，卵子中的細胞核可以看作是蛋黃，細胞質則是蛋清，細胞膜就是白色的膜和蛋殼。細胞質中一些物質的不正常或缺失會造成孕育的后代有多種疾病，包括線粒體肌病（骨骼肌極度不能耐受疲勞，輕度活動即感疲乏）、線粒體腦肌病等。

由于線粒體DNA是從母親遺傳給后代，因此避免因線粒體DNA缺陷而產生有遺傳病后代的最好方法就是用健康女性的線粒體來替代有缺陷的線粒體，于是母親卵子的細胞核DNA加上父親精子的DNA再加上健康女性捐贈的線粒體DNA就構成了一個完整的胚胎，從而能發育出健康的后代。

美國這名三親嬰兒已經1歲，于2016年4月6日在美國紐約出生。孩子的母親有四分之一的線粒體攜帶亞急性壞死性腦病基因，曾經4次流產，生下的兩個孩子也早夭。為幫助這名女性，研究人員把有線粒體缺陷的卵子中的細胞核取出，移進捐贈的健康卵子中。這個健康的捐贈卵子的細胞核已經去除，但卵子的細胞質仍保留，也就保留了正常的線粒體DNA。因此，這個嬰兒除了擁有父母的細胞核基因，還擁有捐贈女性的線粒體DNA。

孕婦懷孕37周后產下這名男嬰，根據檢測，嬰兒體內各組織細胞的線粒體變異比例各不相同，介于2.36%～9.23%。但一般線粒體疾病發病需要變異達到20%以上，所以這是一名健康的孩子。

孕育三親嬰兒有多種形式

孕育三親嬰兒的技術目前至少有三種。技術不同，孕育三親嬰兒就有難易程度的不同和嬰兒質量的差異。

現在這位約旦籍母親產下的三親嬰兒只是通過細胞核移植產生的。細胞核移植也有兩種方式，一是先移植細胞核再授精，二是先授精再移植細胞核。

研究人員對約旦籍母親實施的是先移植后授精的方法。首先把有線粒體問題卵子中的正常細胞核取出，放到已經去除了細胞核的健康女性捐贈者的卵子中，重新組成一個細胞核和細胞質（蛋黃和蛋清）都健康的卵子，然后再用約旦籍女性丈夫的精子對卵子人工授精。

這項技術的關鍵是對“蛋黃”與“蛋白”重新拼裝，如果兩者不能有機融合在一起形成一個與自然產生的卵子基本一樣的人工拼接卵子，就難以授精。蛋黃和蛋清的融合，過去使用的是病毒融合技術，這可能存在安全風險。現在采用的是電融合技術，既解決了安全問題，也讓蛋黃蛋清的融合更順利和更像自然的卵子。

即便如此，對這種組裝卵子的授精也不容易，而且卵子受精后的胚胎發育也不像自然孕育的胚胎那樣順利。研究團隊利用這種方法培養了5個胚胎，只有一個發育正常，這個胚胎隨后被植入母親體內，才誕生了這名健康的男嬰。

對卵子先授精再移植的做法稱為原核移植，是2013年由英國衛生部率先在全世界批準進行試驗的。實施的途徑是，先讓有線粒體缺陷的卵子與丈夫的精子在體外授精，然后把受精卵的細胞核提取出來，拋棄有缺陷的卵子的細胞質（蛋清），再把受精卵核移入健康女性捐贈的卵子中，當然這個健康的卵子已經去除了細胞核。

這種組裝也包含了妻子和丈夫的細胞核DNA和捐贈者健康卵子中正常的線粒體DNA，即一父兩母。這種技術的最大好處是，由于是對未組裝過的卵子進行授精，比較容易成功并獲得胚胎。但是，由于精子和卵子結合后在很多國家，包括英國被視為生命，尤其是受精卵超過14天就算作是一個有生命的個體，因此，英國當初批準這種三親嬰兒的試驗也只是到14天為止，在英國還沒有真正的三親嬰兒誕生。

英國廣播公司（BBC）于2017年1月18日報道，烏克蘭一對患不孕癥的夫婦已通原核移植技術的“三人體外授精”方法生育了自己的孩子。這被視為約旦籍母親之后的世界上另一個三親嬰兒，其技術路線與約旦籍母親的三親嬰兒不同。

上述兩種方式都是細胞核移植，但三親嬰兒顯然還有另一種形式和操作路徑，即把有線粒體缺陷的卵子中的細胞質剔除，再移植進捐贈的健康卵子的細胞質（蛋清）。但是，這種移植比核移植要難多了，因為蛋清沒有蛋黃好操作，而且難以把有問題的蛋清全部清除。

這種置換細胞質的方式早在1998年就在美國實施過，具體方法是，向有線粒體缺陷的卵子中注入少量健康女性捐贈的卵子線粒體（一部分蛋清），然后再對卵子授精，形成胚胎再孕育孩子。當時的報道是，有17名三親嬰兒誕生，其中大部分都很健康。

但是，這種方法的缺點顯而易見，注入少量健康蛋清并不能完全改變有缺陷的蛋清，正如一杯牛奶變味了，再加入少量的正常牛奶也難以讓這杯牛奶完全正常一樣。所以，這樣的三親嬰兒多多少少都有些問題，因此后來美國政府禁止了這種形式的三親嬰兒。

會不會創造超人

1998年美國的三親嬰兒問世后，人們就擔心，三親嬰兒擁有兩位母親的遺傳物質，其中的線粒體DNA盡管不是主要的遺傳物質，但是這種額外的基因也可能會造就未來的超人，或者說新種人類，他們可能擁有高智商和強壯體魄，在生存競爭中會遠遠優于通過自然孕育方式生殖的人類，因此會給人類社會帶來新的問題和麻煩。例如，三親嬰兒長大后可以通過高智商和強壯體魄主宰世界。這不僅是人類進化的革命，而且是社會生活和原則的重新洗牌。

但是，對于三親嬰兒可能成長為超人只是一種懷疑。這要從對線粒體結構和功能的研究結果來理解。

線粒體DNA是唯一存在于人類細胞質中的DNA分子，也是獨立于細胞核DNA外的基因組，由16569堿基對（bp）組成，呈雙鏈閉合環狀，具有自我復制、轉錄和編碼功能。線粒體DNA含有37個基因，其中2個核糖體RNA基因（rRNA），22個轉運RNA基因（tRNA），13個蛋白質基因。這13個為蛋白質編碼的基因包括細胞色素b、細胞色素氧化酶的3個亞基、ATP酶的2個亞基以及NADH脫氫酶的7個亞基的編碼序列。

雖然線粒體也能合成蛋白質，但是合成能力有限。線粒體1000多種蛋白質中，自身合成的僅10多種。線粒體的核糖體蛋白、氨酰tRNA合成酶、許多結構蛋白，都是由細胞核基因編碼，在細胞質中合成后，定向轉運到線粒體，因此線粒體也被稱為半自主細胞器。

不過，每個卵子的細胞質中有好幾百個線粒體，而且它們編碼或參與編碼的物質包括細胞色素氧化酶、三磷酸腺苷（ATP）酶和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）脫氫酶等，這些物質在人的能量代謝、內分泌功能等方面有著重要的作用。例如，NADH脫氫酶就在人的糖酵解、糖異生、三羧酸循環及呼吸鏈中發揮著不可替代的作用。因此，人們擔心額外的線粒體基因是否會創造出超人也是有理由的。

不過，根據對線粒體結構和功能的認識，英國納菲爾德生物倫理委員會主任休？惠托爾認為，三親嬰兒的說法具有誤導性，不恰當，也無益，因為來自捐贈者線粒體的基因只有37個。父母細胞核DNA遺傳的基因超過2萬個，所以線粒體基因的作用幾乎可以忽略不計，而且線粒體基因甚至遠遠低于通過輸血或器官移植獲得的捐贈者基因。

整體而言，提供細胞核基因的父母決定了后代99.8%的基因，只有0.1%的基因由捐贈線粒體DNA的女性提供，三親嬰兒的相貌、血型、染色體、性格等基本特征只會遺傳自自己的父母。

正因為如此，更多的研究人員認為，擔憂孕育三親嬰兒會產生超人的理由并不充分。所以，英國議會在2015年2月3就是否允許三親嬰兒出生進行決定性表決，結果以382票贊成，128票反對獲得通過。

不過，應當看到的是，即便三親嬰兒不可能創造超人，也得遵循一個原則，即包括三親嬰兒在內的人工生殖技術“不是對自然生殖過程的革命，而是治愈疾病的手段”。

另一方面，三親嬰兒也有可能陷入一個怪圈。既然三親嬰兒是治療疾病的手段，那么，對有缺陷的細胞核基因進行取舍增刪以設計嬰兒同樣是治愈疾病的手段，這屬于種系療法（生殖細胞療法），也即把配子（精子或卵子）的基因進行修改，并整合到基因組中，由此改變的不僅僅是出生嬰兒的DNA，還包括他們所有后代的DNA。

例如，如果一對夫妻想要一個孩子，女孩要像夢露一樣漂亮、男孩要像愛因斯坦一樣聰明、在體格上要像史瓦辛格一樣健壯、在速度上要像博爾特跑100米一樣快，這樣的定制嬰兒會不會出現呢？如果可以，也意味著人類可以自己創造出超人。