父母很快就能決定他們的孩子將來會(huì)有多高或多聰明嗎?

可能不會(huì)，新的研究表明。

關(guān)于所謂的“設(shè)計(jì)嬰兒”的概念在倫理上存在爭(zhēng)議。“設(shè)計(jì)嬰兒”指的是那些胚胎被挑選出來具有某些特性，或者通過基因工程使其具有某些特性的后代。設(shè)計(jì)嬰兒曾經(jīng)是科幻小說里的東西，但現(xiàn)在已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí)，就像一位流氓科學(xué)家最近通過創(chuàng)造世界上第一個(gè)基因編輯嬰兒所證明的那樣。

盡管基因編輯技術(shù)引起了很多爭(zhēng)議，但是今天(11月21日)發(fā)表在《細(xì)胞》(Cell)雜志上的一項(xiàng)新研究強(qiáng)調(diào)了一種制造“設(shè)計(jì)嬰兒”的替代技術(shù):通過首先篩選DNA來選擇“優(yōu)質(zhì)”胚胎。

臨床醫(yī)生已經(jīng)使用了一種叫做“植入前基因檢測(cè)”(PGT)的技術(shù)來篩選通過體外受精(IVF)產(chǎn)生的胚胎。體外受精是醫(yī)生在實(shí)驗(yàn)室中結(jié)合父母的性細(xì)胞，然后將產(chǎn)生的胚胎植入一個(gè)人的子宮。臨床醫(yī)生使用PGT來發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致疾病的基因突變，但潛在地，同樣的程序可以用來挑選理想的特征，如身高和智力。

除了倫理困境之外，根據(jù)基因選擇“最佳”胚胎的想法還有一個(gè)關(guān)鍵缺陷:沒有人知道它是否真的有效。

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“人們可以爭(zhēng)論這是好主意還是壞主意，但是……人們真的不知道它是否會(huì)起作用，”合著者Shai Carmi說，他的實(shí)驗(yàn)室在耶路撒冷希伯來大學(xué)研究統(tǒng)計(jì)和人口遺傳學(xué)?？缀退耐聜兘Y(jié)合了遺傳數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)模型和真實(shí)世界的案例研究，來調(diào)查科學(xué)家們是否真的可以使用PGT來確保一個(gè)特定的孩子會(huì)長(zhǎng)得非常高或者特別聰明。

事實(shí)證明，科學(xué)還不存在。

他說:“如果我們回顧一下目前的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)……這種進(jìn)步是相當(dāng)有限的，特別是在智商方面，”卡米說。根據(jù)研究小組的模型，在最理想的情況下，經(jīng)過身高增強(qiáng)基因篩選的胚胎平均只能長(zhǎng)出1.2英寸(3厘米)高。經(jīng)過智力篩選的胚胎平均只能獲得3.0點(diǎn)智商。在現(xiàn)實(shí)中，這些好處可能沒有那么實(shí)質(zhì)性，而且也無法得到保證。

換句話說，設(shè)計(jì)嬰兒的智商“最終可能比預(yù)期的要低或高得多，”卡米說。

“很多不確定性”

為了得出結(jié)論，卡米和他的合著者從真人身上收集了完整的DNA，并將每個(gè)人的DNA與另一個(gè)人的配對(duì)。這些“對(duì)”在他們的計(jì)算機(jī)模型中充當(dāng)假想的對(duì)。然后，他們結(jié)合每對(duì)夫婦的DNA，制作了10個(gè)虛擬胚胎，并篩選胚胎中與身高和認(rèn)知能力相關(guān)的基因。

卡爾米說，很多基因都會(huì)影響一個(gè)人的身高和聰明程度。在以前的研究中，科學(xué)家通過仔細(xì)研究成千上萬個(gè)人的基因組，找到了這些特殊的DNA片段。然后，研究人員將堆積如山的數(shù)據(jù)壓縮成“多基因分?jǐn)?shù)”，這是一種衡量不同基因?qū)μ囟ㄐ誀钣绊懗潭鹊闹笜?biāo)。

他們計(jì)算了假想胚胎的兩種多基因分?jǐn)?shù):身高和智商。對(duì)于每一對(duì)虛構(gòu)的夫婦，研究小組根據(jù)每個(gè)特征選擇了排名最高的胚胎——他們預(yù)測(cè)，從理論上講，排名最高的胚胎應(yīng)該會(huì)生出最高、最聰明的孩子。

但是“最佳”和“最差”胚胎之間的差別被證明是相對(duì)較小的。

“結(jié)論是，這些胚胎彼此之間并沒有那么大的不同，”哥倫比亞大學(xué)生育中心(Columbia University fertility Center)的生育專家、預(yù)防遺傳疾病項(xiàng)目主任辛納姆卡里pcin博士(Sinem Karipcin)說，他沒有參與這項(xiàng)研究。Karipcin說，考慮到每組10個(gè)胚胎都來自相同的想象中的父母，基因多樣性的缺乏也就不足為奇了。兩組DNA只能以多種方式結(jié)合，同樣的限制也適用于試圖選擇設(shè)計(jì)胚胎的真正父母。

此外，身高和智商的多基因分?jǐn)?shù)對(duì)預(yù)測(cè)一個(gè)人的實(shí)際身高和智力可能不是很有用，卡米說。以28個(gè)家庭為例，作者將他們的計(jì)算機(jī)模型應(yīng)用于真正的父母和他們的成年子女。根據(jù)每個(gè)家庭的遺傳數(shù)據(jù)，研究小組預(yù)測(cè)哪個(gè)孩子應(yīng)該最高，然后根據(jù)每個(gè)兄弟姐妹的實(shí)際身高檢查他們的工作。

“我們發(fā)現(xiàn)(排名最高的)孩子確實(shí)比平均水平高……但我們也看到了很多不確定性。在一些家庭中，排行最高的孩子比兄弟姐妹的平均身高高4英寸(10厘米)。在另一些測(cè)試中，排名最高的孩子的身高遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于平均水平。

甚至在他們的模擬模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的嬰兒的真實(shí)身高可能與預(yù)測(cè)值相差2至4英寸(5-10厘米)。智商在兩個(gè)方向上相差近20分。

基因篩選的真正價(jià)值

作者指出，除了遺傳固有的不確定性外，其他因素也影響了多基因分?jǐn)?shù)對(duì)身高和智商的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。營(yíng)養(yǎng)和成長(zhǎng)等環(huán)境條件也會(huì)影響兒童的身體和認(rèn)知發(fā)展，而這些是無法通過基因篩選來捕捉的。Karipcin說，多基因評(píng)分絕大多數(shù)基于歐洲人的DNA，這意味著這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其他祖先的人可能沒什么價(jià)值。她補(bǔ)充說，在他們的研究中，作者也研究了數(shù)量異常多的胚胎。

Karipcin說，一對(duì)年輕夫婦可能通過試管受精產(chǎn)生5到8個(gè)胚胎，這讓臨床醫(yī)生有了更多的選擇。但她說，在35歲以后，一位母親可能只能通過這種方法產(chǎn)生一個(gè)或兩個(gè)可存活的胚胎。除了數(shù)量少之外，35歲的胚胎中約有40%可能含有異常數(shù)量的染色體。染色體將DNA打包成x形的束，每個(gè)細(xì)胞通常攜帶23對(duì)這樣的結(jié)構(gòu)。根據(jù)猶他大學(xué)的研究，在大多數(shù)情況下，染色體數(shù)目異常的人無法存活——那些存活下來的人天生就有發(fā)育障礙，比如唐氏綜合癥或特納綜合癥。

Karipcin說，當(dāng)可能成為母親的人到了43歲時(shí)，約90%的體外受精胚胎可能攜帶太多或太少的染色體。

到那時(shí)，對(duì)少數(shù)胚胎的身高或智力進(jìn)行排序可能是徒勞的。Karipcin說，即使這種生理上的限制不存在，她也懷疑許多父母是否會(huì)選擇用基因測(cè)試來定制孩子的外貌和能力。她說，父母?jìng)兯坪醺P(guān)心確保他們的孩子健康成長(zhǎng)，遠(yuǎn)離疾病，而不是讓他們長(zhǎng)得高得令人難以置信。

Karipcin經(jīng)常使用PGT對(duì)胚胎進(jìn)行篩查，以發(fā)現(xiàn)基因突變，如單基因突變或額外的染色體，并能可靠地預(yù)測(cè)某個(gè)胚胎是否會(huì)發(fā)展成唐氏綜合癥患兒， 囊性纖維化、肌肉萎縮癥或脆性X綜合征。這些滿懷希望的父母還會(huì)接受基因測(cè)試，看看他們是否攜帶有可遺傳的疾病，以便遺傳給孩子。

“如果父母雙方都是攜帶者，[PGT]是保證他們不會(huì)將疾病傳染給孩子的唯一方法，”卡米證實(shí)。因此，雖然父母還不能定制孩子的身高，但他們可以通過基因篩選來改善孩子未來的健康狀況。

最初發(fā)表在 生活科學(xué)。