摘要:在美国费城儿童医院,科学家们首次使用一种被称为“碱基编辑”的基因技术,对这名仅7个月大的婴儿进行了个性化治疗。他患有一种极为罕见的遗传代谢病——CPS1缺乏症。[1]这种病症在出生后48小时内就可能出现严重高血氨,若不及时处理,很快会对大脑造成不可逆的损伤,甚
2025年5月,一场静悄悄的“手术”在一名婴儿体内完成——没有开刀、没有缝合,却精准地“修好了”他的致命基因缺陷。
在美国费城儿童医院,科学家们首次使用一种被称为“碱基编辑”的基因技术,对这名仅7个月大的婴儿进行了个性化治疗。他患有一种极为罕见的遗传代谢病——CPS1缺乏症。[1]这种病症在出生后48小时内就可能出现严重高血氨,若不及时处理,很快会对大脑造成不可逆的损伤,甚至危及生命。
过去,类似的罕见病几乎无药可治,能做的往往只有节食、吃药控制,或等待换肝。但这次,医生们不是通过药物控制症状,而是直接进入肝细胞的DNA“修错别字”,把原本有害的“字母A”改成“正确的G”,恢复了基因的功能。治疗后,婴儿体内的血氨水平明显下降,病情稳定,出现了转危为安的希望信号。
这项突破不仅意味着一条小生命被挽救,更标志着基因编辑技术从实验室真正迈入了临床应用阶段,为许多以往无药可治的罕见病患者带来了希望。但与此同时,这场“精准一刀”也引发了关于伦理、风险与未来方向的诸多讨论。
你可能没听过“CPS1缺乏症”这个名字,但它带来的后果却极其致命,特别是对刚出生的婴儿来说,几天内就可能决定生死。
CPS1,全名是氨甲酰磷酸合成酶1,是人体尿素循环中启动这条“排氨通道”的关键酶。我们吃下的蛋白质在体内会代谢出氨,氨在体内过量时具有毒性,必须及时排出。CPS1就是打开排氨“闸门”的第一道关键开关。[2]
一旦CPS1基因发生突变,这个“闸门”打不开了,氨无法及时排出,就会迅速积聚在血液中,引发高氨血症。婴儿表现出嗜睡、抽搐、不吃奶、体温下降等严重症状,甚至在出生两天内就可能昏迷、死亡。因此,CPS1缺乏症被认为是最严重的尿素循环障碍之一,发病率估计为每130万新生儿中约有1例,且多为新生儿型。[2]
它的危险不仅在于突发性,也在于隐蔽性。例如有病例报告显示,有患者直到13岁才因反复昏迷、呕吐、脑白质病变被确诊为CPS1缺乏。[3]这说明,即便不是在出生后立即发病,CPS1缺陷也可能在体内潜伏多年,直到某次感染或高蛋白饮食诱发“突然爆发”。
目前,这种病的治疗方式主要包括限制蛋白摄入、使用氨清除剂,严重者需要肝移植。而一项新药氨甲酰谷氨酸对部分轻型患者有效,但面对完全缺失CPS1功能的个体,这种药效并不理想。[1]
简而言之,CPS1缺乏症是一个潜伏性强、危害极高、诊断难度大的遗传病。它提醒我们:有时候,救命的关键,藏在一对“错别字”中。
过去的基因编辑技术像拆墙修砖,需要先剪断DNA双链,再靠细胞自我修复重建新的片段。这种方式虽然可行,但容易引发脱靶效应、染色体重排等副作用,甚至诱发癌变。[4]
而碱基编辑技术则像精细的文字修改,只在单个碱基上动手,不“剪断”DNA链。以腺嘌呤碱基编辑器(ABE)为例,它能精准地将A碱基改为G,从而修复由这种突变引起的疾病。
参考文献[4]:碱基编辑器的机制图示
研究发现,已有60%左右的致病突变属于这类“单碱基点突变”,理论上都可以通过碱基编辑纠正。由于不产生双链断裂,也不需要外源DNA模板,这种方法效率高、脱靶率低、安全性好,目前正在加速进入临床应用。[4]
在治疗CPS1缺陷的案例中,科学家正是使用了ABE系统,将婴儿肝细胞中的错误碱基“悄悄改正”,恢复了基因功能。[1]这种技术不仅成功应用于罕见病,也被用于研究治疗高胆固醇血症、镰状细胞贫血、遗传性眼病等疾病,代表了精准医疗的前沿方向。[4]
参考文献[1]:图展示了CPS1缺陷引起的高氨血症机制及碱基编辑修复原理
治疗一种只有几个人才会患的罕见病,值得吗?科学家们的回答是:“值得,而且必须。”
2024年,这名CPS1缺陷患儿被确诊后,研究人员在不到一年内为他“量身定制”出一整套基因修复方案,从突变位点识别,到编辑工具设计,再到AAV病毒递送系统的选择,全部根据其个人突变类型精确设定。[1]
治疗后6周内,患者肝细胞中有8%的靶向位点被成功编辑,并保持稳定。患儿的血氨指标下降,住院次数明显减少,生活质量显著改善。[1]
这不仅是对一个患儿的个体救治,也验证了个性化基因编辑在真实临床中的可行性。研究显示,当前大约四分之一的致病突变可以被现有碱基编辑系统修复,而结合更先进的引导编辑技术(prime editing),理论上可覆盖近九成的单点突变。[5]
这种“为一个人打造”的治疗模式,不只是罕见病的希望,也正在为更多常见病打通技术路径。个体化治疗不是例外,而正在成为未来医疗的新常态。
碱基编辑的确令人振奋,但它并非没有争议。
首先是脱靶风险。尽管碱基编辑比传统方式更安全,但仍可能在非目标位点发生意外修改,甚至引发染色体重排、大片段缺失等不良效应,长期后果目前尚不完全清楚。[4]
其次是体内递送的挑战。目前常用的递送方式如AAV虽然亲和性好,但可能触发免疫反应或存在长期表达问题,也需持续监控。[5]
更敏感的,则是伦理边界的考验。
2018年,一位科研人员宣称对两枚人类胚胎实施基因编辑,使其出生后对HIV“天然免疫”。这对被命名为露露和娜娜的双胞胎也因此成为全球首例“基因编辑婴儿”。
这一事件引发全球强烈谴责。首先,它缺乏医学必要性,父母存在HIV感染已有成熟手段可以成功让婴儿避免感染;其次,技术极不成熟且结果未成功:两名女婴中,一人是杂合子(仅一份CCR5被编辑),另一人为双等位基因编辑,但并未实现预期的“Δ32突变”。[6]这意味着两个孩子并没有获得明确的保护效果,反而承担了不可预测的健康风险。而CCR5不仅与HIV感染有关,还影响神经发育、脑功能和免疫系统,随意删除可能带来长期隐患。
此外,该操作属于生殖细胞编辑,一旦改写,将代代相传,后果不可逆。事件最终以科研人员被判刑告终,也推动了中国和全球对基因编辑伦理监管的升级。[6]
科学不缺能力,缺的是界限。技术可以拯救生命,也可能挑战底线。我们必须确保:每一次编辑,不是对人性的越权,而是对生命的尊重。
从一名患儿的获救,到一场全球的伦理警示,基因编辑技术正以飞快的速度改变医学。
它带来前所未有的治疗可能,也带来必须直面的风险与责任。未来的治疗或许将越来越精准、个性化,甚至在出生前预防疾病。但这种力量越大,越需要严谨、透明与克制。
我们不能急于定义基因编辑的终点,但可以选择它的出发方式:以患者为中心,以科学为基础,以伦理为底线。
参考资料:
[1]Gropman AL, Komor AC. Personalized Gene Editing to Treat an Inborn Error of Metabolism. N Engl J Med. 2025. Epub ahead of print.
[2]Noori M, Jarrah O, Al Shamsi A. CarbaMoly-phosphate synthetase 1 (CPS1) deficiency: A tertiary center retrospective cohort study and literature review. Mol Genet Metab Rep. 2024;41:101156.
[3]Wang S, Chen J, Zhu X, et al. Clinical and genetic analysis of a case of late onset carbamoyl phosphate synthase I deficiency caused by CPS1 mutation and literature review. BMC Med Genomics. 2023;16(1):145.
[4]Lahr WS, Sipe CJ, Skeate JG, et al. CRISPR-Cas9 base editors and their current role in human therapeutics. Cytotherapy. 2023;25(3):270-276.
[5]Kantor A, McClements ME, MacLaren RE. CRISPR-Cas9 DNA Base-Editing and Prime-Editing. Int J Mol Sci. 2020;21(17):6240.
[6]Greely HT. CRISPR'd babies: human germline genome editing in the 'He Jiankui affair'. J Law Biosci. 2019;6(1):111-183.
来源:你的医生朋友阿源