近日，一項發表于預印本平臺 bioRxiv 、并被 Nature 重點報道的研究引發全球科學界關注。美國研究團隊首次利用 “ 堿基編輯（ Base Editing ） ” 技術，對人類胚胎基因組進行了精準修改，而且避免了傳統 CRISPR 技術常見的染色體損傷問題。

01

首次在人類胚胎中實現堿基編輯

這項研究由美國哥倫比亞大學發育生物學家迪特爾?埃格利（Dieter Egli）團隊完成。研究人員將堿基編輯工具注入早期人類胚胎，對三個基因進行了精準修改。

PCSK9基因：該基因與低密度脂蛋白膽固醇（“壞膽固醇”）水平有關。研究人員通過將基因組特定位點的腺嘌呤（A）替換為鳥嘌呤（G），關閉了PCSK9基因功能。自然界中攜帶類似突變的人群往往心血管疾病風險較低。

HBG1和HBG2基因：這兩個基因參與胎兒血紅蛋白生成。研究人員模擬自然存在的保護性突變，同樣實施了A到G的單堿基替換，希望未來用于治療鐮狀細胞貧血和地中海貧血等遺傳性血液疾病。

更重要的是，研究團隊發現，堿基編輯沒有像傳統CRISPR-Cas9那樣引起大規模染色體缺失或異常。過去幾年，多項研究發現當CRISPR直接切斷人類胚胎DNA雙鏈時，經常導致大片段DNA丟失、染色體異常甚至胚胎發育失敗，這也是相關技術遲遲無法進入臨床的重要原因。而此次實驗表明，堿基編輯造成的損傷顯著減少。

不過，這項技術仍遠未成熟。研究中出現了明顯的“嵌合體”現象，即同一個胚胎中的部分細胞被成功編輯，另一部分細胞仍保持原狀。

此外，當編輯器以mRNA形式導入時，部分胚胎甚至停止發育。研究團隊承認，目前技術尚不具備臨床應用條件。

02

科學界反應兩極化

這項研究公布后，科學界出現了鮮明分歧。

支持者認為，這是一次謹慎且負責任的技術進步。來自耶魯大學的生殖醫學專家埃姆雷?塞利（Emre Seli）認為，這項成果代表了領域發展的“概念性轉變”，有望推動胚胎基因編輯研究進入新階段。澳大利亞研究人員格雷格?尼利（Greg Neely）則評價稱，相比過去激進的人體嘗試，這項工作更加謹慎、規范和符合倫理。

堿基編輯化學機制，圖源PMC

但反對者的擔憂同樣強烈。美國斯坦福大學生物倫理學家漢克?格里利（Hank Greely）警告，部分富裕人群可能嘗試利用堿基編輯技術改造自家胚胎，而最終結果很可能是誕生身患重病的嬰兒。另一位基因治療專家奧多爾?烏爾諾夫（Fyodor Urnov）認為，在現實中大多數遺傳病已經可以通過體外受精結合胚胎植入前遺傳學篩查來避免，因此編輯胚胎基因組未必是必需方案。他同樣擔心，未來最大的應用場景反而可能不是治病，而是所謂的“嬰兒優化”。

事實上，圍繞生殖系基因編輯的爭論已經持續多年。因為與體細胞基因治療不同，胚胎中的基因修改將永久傳遞給后代。一旦出現錯誤，其影響可能跨越數代人。因此，多數國家目前仍禁止將經過基因編輯的人類胚胎用于生育。

03

從CRISPR到堿基編輯技術

目前，基因編輯技術已歷經兩代。

第一代CRISPR-Cas9興起于2012年前后，它被譽為生命科學領域的“分子剪刀”。其原理是在目標位置切斷DNA雙鏈，然后依靠細胞自身修復機制完成基因改造。由于操作簡單、成本低廉，CRISPR迅速成為基因工程的主流工具。

CRISPR-Cas9 技術聯合開發者，2020年諾貝爾化學獎得主Emmanuelle Charpentier

然而，這種方式存在明顯缺陷，包括容易產生脫靶效應，以及可能造成大片段DNA缺失。2018年，中國研究人員賀建奎宣布世界首例基因編輯嬰兒誕生，使用的正是CRISPR-Cas9技術。事件迅速引發全球科學界譴責，賀建奎被判入獄三年，也讓“生殖系基因編輯”成為高度敏感議題。

堿基編輯被視為CRISPR技術的重要升級版。該技術由美國科學家David Liu團隊開發，其核心思想是不再剪斷DNA雙鏈，而是像“修改錯別字”一樣，直接將DNA中的一個堿基轉換成另一個堿基。與傳統CRISPR相比，堿基編輯更精準、更安全，并且適用于大量遺傳病。許多遺傳疾病例如鐮狀細胞貧血、部分遺傳性失明以及某些代謝疾病都由單個堿基錯誤引起。

堿基編輯技術發明者David R. Liu，圖源：博得研究所

但堿基編輯并非完美技術。首先，它只能完成有限類型的堿基轉換，并非所有突變都能修復。其次，仍然可能產生脫靶效應。再次，在胚胎中仍然會出現嵌合現象，導致不同細胞擁有不同基因狀態。最關鍵的是，人們尚不清楚這些改變會對個體一生乃至后代產生什么影響。

正如研究負責人所強調的那樣，目前這一技術“絕對不能用于臨床”。然而，隨著新一代基因編輯工具不斷成熟，人類距離真正能夠精準改寫遺傳命運，顯然又向前邁出了一步。

未來，這項技術究竟會成為遺傳病治療的福音，還是引發新的倫理挑戰，仍將取決于科學發展與社會治理之間能否保持平衡。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/d41586-026-01827-8