三人 DNA 孕育出健康无遗传病婴儿

煤油灯科技2025-10-31 09:19

英国迎来历史性突破,八名健康婴儿通过一种体外受精技术诞生,该技术采用了来自三个人的 DNA,即两名父母和一名女性捐赠者。

该方法称为原核转移,用健康的供体线粒体替换有缺陷的线粒体DNA,从而防止严重遗传病的传播。所有婴儿均发育正常,未出现线粒体疾病的迹象。

试管婴儿技术取得突破,带来健康生育

根据最新发表的研究显示,纽卡斯尔开发的一项突破性试管婴儿程序旨在降低线粒体疾病的风险,该程序已使八名婴儿诞生。

这八个孩子(包括两对同卵双胞胎,四个男孩,四个女孩)均未显现线粒体DNA疾病的迹象。他们的母亲共有七人,都曾面临极高的线粒体DNA突变所致严重遗传病发病风险。由纽卡斯尔大学使用人类受精卵进行线粒体捐赠研究团队于今日发布的研究表明,这种被称为原核移植的方法可以大大降低原本无法治疗的线粒体DNA疾病发病几率。

《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine,NEJM)上的两篇论文,介绍了迄今为止所有原核移植程序的生殖和临床结果。所有婴儿出生时均身体健康,达到了重要的发育里程碑,且其母亲的线粒体DNA有害突变要么检测不到,要么水平太低不足以致病。

救生技术的先驱

该方法首先由英国纽卡斯尔大学的研究人员与纽卡斯尔泰恩河畔国立医疗服务基金会信托合作在英国威康信托基金会和英国国家医疗服务体系的支持下在人类卵子中得到证实。

一位通过线粒体捐赠生育了女儿的母亲说:“作为父母,我们唯一的愿望就是让孩子健康地开始人生旅程。线粒体捐赠试管受精让这一切成为可能。多年来的不确定让我们饱尝辛酸,而这种治疗让我们看到了希望,随后让我们拥有了宝宝。如今,看到他们生命力旺盛且充满可能,我们满心感激。是科学给了我们一次机会。”

一位男婴的母亲补充道:“我们现在是一对拥有健康宝贝的自豪父母——这次线粒体替代手术真的成功了。这一突破驱散了曾经笼罩在我们心头的那片沉重的恐惧阴云。

“得益于这一令人难以置信的进步和我们获得的帮助,我们的小家庭得以圆满。线粒体疾病带来的精神负担已经消除,取而代之的是希望、喜悦和深深的感激。”

英国国家医疗服务体系(National Health Service)线粒体生殖护理途径(Mitochondrial Reproductive Care Pathway)提供线粒体捐赠,这是其研究计划的一部分,同时该途径还为罹患线粒体疾病的女性提供其他生殖选择。

纽卡斯尔大学纽卡斯尔小组的成员道格·特恩布尔爵士教授说:“线粒体疾病会给家庭带来毁灭性的影响。今天的消息给更多有遗传该病风险的女性带来了新的希望,她们现在有机会生下没有这种可怕疾病的孩子。在监管得当的环境中,我们能够在英国国家医疗服务体系 (NHS) 的框架下,将线粒体捐赠作为研究项目的一部分提供给受影响的女性。”

线粒体DNA疾病的毁灭性遗传

每年,大约每5000名新生儿中就有1名携带可导致毁灭性疾病的线粒体DNA突变。线粒体产生生命所需的能量,并包含一小段仅编码部分能量生产所需指令的DNA。线粒体DNA的有害突变可能导致能量供应减少,尤其影响高能量需求的组织——例如心脏、肌肉和大脑。线粒体DNA由母体遗传,因此这些疾病会从母亲传给子女。虽然男性也会发病,但他们不会将疾病传给下一代。尽管研究多年,但目前线粒体DNA疾病患者仍无药可医。

目前尚无治愈线粒体DNA疾病的方法,因此人们将注意力集中在以体外受精(IVF)为基础的技术上,即通过限制致病性线粒体DNA突变从母亲传给子女来降低患病风险。2015年,英国将基于体外受精的线粒体捐赠新技术——原核移植合法化,该技术旨在降低携带高致病性线粒体DNA突变的妇女所生子女的线粒体DNA疾病风险。

纽卡斯尔团队目前将原核移植作为一项研究内容,同时为那些有可能将线粒体疾病传给子女的女性提供一系列生育选择。

原核移植:其科学原理是什么

该技术被称为原核移植技术,在卵子受精后进行。该技术需要将携带线粒体 DNA 突变的卵子的核基因组(包含决定我们个体特征的所有基因,例如发色和身高)移植到核基因组已被移除的、来自未受影响女性的捐赠卵子中。由此产生的胚胎会继承其父母的核 DNA,但线粒体 DNA 主要来自捐赠的卵子。

通过体外受精降低遗传风险

位于英国的新城堡团队开发并优化了原核移植技术,用于人类受精卵,现在他们报告了原核移植治疗降低线粒体 DNA 疾病风险的成果。

经原核移植治疗后出生的婴儿体内致病性线粒体DNA的水平在新生儿血液中从无法检测到占16%不等。经原核移植治疗后出生的婴儿体内存在线粒体DNA突变,是因为在移植时,围绕核DNA的母体线粒体发生了携带。母体线粒体DNA携带是线粒体捐赠技术的一个已知局限性。

该团队正在试图更好地理解和解决这一问题,这也是其一项基础研究计划的一部分。

关于残留限量的持续研究

生殖结果论文的主要作者、纽卡斯尔大学的研究者玛丽·赫伯特教授说:“研究结果让人看到了乐观的理由。然而,为了更深入地了解线粒体捐赠技术的局限性,有必要开展更多研究,以便进一步改善治疗结果。

“由于线粒体捐赠过程中母体线粒体DNA的携带传递,线粒体捐赠技术目前被视为一种降低风险的治疗方法。我们正在进行的研究旨在通过解决这个问题,缩小线粒体DNA疾病风险降低与预防之间的差距。”

原核移植治疗是综合治疗方案的一部分,该方案还包括植入前遗传学检测(PGT),以降低线粒体DNA疾病的风险。根据人类受精与胚胎学管理局(HFEA)的规定,只有那些不太可能从PGT治疗中获益的女性才能接受原核移植治疗。

在报告原核移植(pronuclear transfer)与胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)综合方案时,已确认22例接受原核移植的患者中有8例(36%)临床妊娠,39例接受PGT的患者中有16例(41%)临床妊娠。原核移植已诞下8名婴儿,另有1例妊娠中。PGT已诞下18名婴儿。接受原核移植诞生的儿童体内,致病性线粒体DNA突变的水平要么无法检测到,要么远低于出现疾病症状的水平。

每一步都提供临床支持

纽卡斯尔团队描述了为携带致病性线粒体 DNA 突变的妇女提供尽可能最佳护理而开发的途径。文章详细介绍了使用该技术生育的第一批孩子的母亲在孕期是如何被监测和支持的,以及她们的婴儿从出生起是如何被密切关注的。

其中一些母亲已经出现了线粒体疾病的症状,包括视力丧失和心脏问题。另一些人的家族成员中有人患有此病,因此她们仍有发病和将疾病遗传给下一代的风险。

包括一对同卵双胞胎在内的全部 8 名婴儿出生时都很健康,且据描述均发育正常——其中 5 名婴儿自此以后没有出现任何健康问题。研究小组在论文中指出,其中 3 名婴儿克服了某些早期健康问题,他们认为这些问题不能直接归因于线粒体捐赠。

纽卡斯尔团队为英国携带有害线粒体DNA突变的妇女提供咨询和治疗。她们在孕期和线粒体捐赠后都会受到密切监测,其中7名妇女中有6名进展顺利,未发生意外。一名妇女出现了罕见的妊娠并发症,血液中脂肪含量过高(高脂血症),在接受低脂饮食治疗后情况好转。

这 8 名婴儿(包括一对双胞胎)均通过正常阴道分娩或择期剖宫产出生。所有婴儿的体重均符合其胎龄的正常范围。通过检测婴儿血细胞和尿细胞中的致病性线粒体 DNA(脱氧核糖核酸)突变水平发现,其中 5 名婴儿体内未检测到致病突变。另外 3 名婴儿的致病性线粒体 DNA 突变水平较低,血细胞和尿细胞中的突变水平分别为 5% 和 9%、12% 和 13%、16% 和 20%。这些突变水平远低于此类突变导致临床疾病的 80% 水平。研究人员指出,在 18 个月后的随访中,突变水平为 5% 和 9% 的婴儿血细胞和尿细胞中未检测到致病突变。

所有儿童都参与了一项为期18个月的发育研究,在报告之日,所有婴儿都达到了相应的发育里程碑。

有效解决轻微健康问题

其中一名儿童在7个月大时出现短暂惊厥(颈部屈曲和眨眼),3个月后未经治疗自行缓解。另一名儿童为母乳喂养,出现高血脂症(高脂血症),其母亲在怀孕期间也曾受此影响,后通过低脂饮食成功治愈。该儿童还被诊断为心律失常,目前通过减少抗心律失常药物用量已成功控制。(尽管不会对经PGT(胚胎植入前遗传学检测)出生的儿童进行常规随访,但研究团队注意到,其中一名儿童检测出心脏异常。)第三名儿童患有尿路感染,经抗生素治疗迅速好转。

研究者们表示,这些孩子的健康状况被认为与母体线粒体 DNA 突变无关,因为在这些婴儿体内检测到的突变水平较低,不足以引发疾病症状。通常,只有突变水平达到 80% 以上时,才会出现相关症状。核移植程序本身若有任何影响,预计会有更一致的临床表现,即以相同的方式影响儿童。然而,在检测儿童疾病模式方面,后续研究将至关重要。

该团队强调,后续研究对于发现儿童时期的任何状况模式至关重要,并表示他们将继续提供评估,直至儿童年满 5 岁。

家长与研究人员共庆所取得的进展

论文的第一作者是NHS罕见线粒体疾病高度专门服务部门(纽卡斯尔医院NHS基金会信托)负责人、纽卡斯尔大学儿科线粒体医学教授鲍比·麦克法兰 (Bobby McFarland)。他表示:“虽然对线粒体捐赠后所生孩子进行长期随访至关重要,但这些早期结果非常鼓舞人心。看到这些孩子给父母带来的喜悦和安慰,真是莫大的荣幸。

“我们相信,我们制定的后续流程是彻底的,因为它能让我们发现和复查核移植后出生儿童哪怕是很小的健康状况,比如尿路感染。”

致力于抗击线粒体疾病的慈善机构“莉莉基金会”支持了纽卡斯尔大学的研究工作。莉莉基金会的创始人兼首席执行官莉兹·柯蒂斯说:“我们对这些已发表论文的结果感到非常高兴。我们为这一变革进行了长期而艰苦的斗争,以便让家庭能够做出选择。经过多年的等待,我们现在知道已有 8 名婴儿通过这种技术出生,且都未显示出线粒体疾病的迹象。对于许多受影响的家庭来说,这是打破这种遗传疾病循环的第一个真正希望。”

事实档案

法律——在首次全球范围内开展、并经广泛公众辩论和科学伦理审查后,2015 年英国通过立法,授权人类受精与胚胎学管理局 (HFEA) 允许为可能将严重线粒体 DNA 疾病遗传给子女的高风险女性提供线粒体捐赠治疗。此后,澳大利亚的法律也已更改。

执照——执照由人类受精与胚胎学管理局 (HFEA) 监管和颁发。纽卡斯尔医院国家医疗服务体系基金会信托机构旗下的纽卡斯尔生育中心于 2017 年被授予首个采用原核移植技术进行临床线粒体捐赠的执照。英格兰国家医疗服务体系高度专业服务机构已携手线粒体临床医生确立了临床路径。

线粒体病是指一组遗传性疾病,这些疾病会扰乱我们细胞中的能量工厂——线粒体的功能。请参阅莉莉基金会的解释。

植入前遗传学检测(PGT)是一种帮助夫妇避免将遗传疾病传给子女的程序。这一额外步骤是对胚胎进行遗传疾病检测。

原核移植(PNT)是指将受精卵的核DNA转移到已受精的供体卵母细胞中,以防止线粒体DNA(mtDNA)疾病的传播。

参考文献:

《线粒体捐赠与线粒体DNA疾病植入前遗传学检测》,作者:路易斯·A·海斯洛普、艾玛·L·布莱克利、马戈梅特·奥舍夫、乔丹·马利、武子高田、安杰拉·派尔、艾丽丝·穆迪、凯瑟琳·芬尼、简·达顿、卡罗尔·肖、莎拉·J·史密斯、凯特·克雷格、夏洛特·L·奥尔斯顿、莉萨·利斯特、卡琳娜·恩达科特、萨曼莎·拜尔利、海伦·麦克德莫特、凯瑟琳·威尔逊、林恩·波瑟姆、贝丝·马修、尼伦德兰·普拉塔林加姆、马修·普里奥、艾莉森·默多克、道格拉斯·M·特恩布尔、加文·哈德逊、米纳克希·楚德里、罗伯特·W·泰勒、雷卡·N·皮莱、简·A·斯图尔特、罗伯特·麦克法兰、玛丽·赫伯特,发表于2025年7月30日,《新英格兰医学杂志》。DOI:10.1056/NEJMoa2415539

参考文献:《新英格兰医学杂志》2025年7月30日刊发,由罗伯特·麦克法兰、路易丝·A·海斯洛普、凯瑟琳·费尼、雷克哈·N·皮莱、艾玛·L·布莱克利、艾丽斯·穆迪、马修·普赖尔、安妮塔·德夫林、罗伯特·W·泰勒、玛丽·赫伯特、米纳克希·楚德瑞、简·A·斯图尔特和多格拉斯·M·特恩布尔合著的《线粒体DNA疾病生殖治疗途径中的线粒体捐赠》一文。DOI:10.1056/NEJMoa2503658

该团队承认,线粒体生殖护理途径得到了泰恩河畔纽卡斯尔医院国家医疗服务体系基金会信托 (NUTH) 的支持。威康信托基金会 (Wellcome) 也为本项目提供了支持。纽卡斯尔大学为本项目提供了基础设施支持,纽卡斯尔大学还获得了国家卫生与临床优化研究所 (NIHR) 生物医学研究中心授予给 NUTH 的奖项。英国国家医疗服务体系 (NHS) 高度专业化罕见线粒体疾病服务得到了英国国家医疗服务体系英格兰分署的支持,海斯洛普博士还获得了英国卫生教育委员会和 NIHR 颁发的职业发展奖。

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