胚胎DNA测试承诺预测遗传疾病 - 彭博社

插图：Min Heo为彭博商业周刊绘制Simone Collins知道自己怀孕的那一刻，她接听电话时就知道了。她正在接受第六轮体外受精治疗，已经习惯了Main Line Fertility的工作人员以“哦，嗨，Simone”这样的语气开始这种电话，声音充满同情。然而，这一次，在情人节那天，电话那头的女人欢快地喊道“哦，嗨，Simone！”Collins和她的丈夫Malcolm选择的受精卵“胚胎3”很快就可能成为他们的女儿——一个据他们的检测显示，有着异常良好避免患心脏病、癌症、糖尿病和精神分裂症几率的小女孩。

这不是一个关于《Gattaca》风格的设计婴儿的故事。在Collins的胚胎创建过程中没有编辑基因。来自世界各地数十家生育诊所的承诺仅仅是，他们正在使用的新DNA测试可以以前所未有的细节评估一个胚胎是否比另一个更有可能患上一系列长期以来被认为超出基于DNA的预测范围的疾病。这是对行业标准测试的一个新变化，即所谓的胚胎植入前基因检测，几十年来一直用于检查由单一基因引起的囊性纤维化等罕见疾病的胚胎。

像癌症和心脏病这样的主要杀手之一的一个挑战是它们通常是多基因的：与许多不同基因和复杂相互作用相关。像Collins这样的患者现在可以接受测试，评估数千个DNA数据点以解读这些复杂性并计算疾病风险。基因组预测，这家成立五年的新泽西公司为她的生育诊所处理了这些测试，生成多基因风险评分，以百分比形式预测每个胚胎在面板中患上每种疾病的几率，以及整体健康的综合评分。拥有多个胚胎的父母可以在决定植入哪一个时权衡这些评分。他们可能只需要在天平上加一些盐。

当基因预测不分析他们的胚胎基因以获取心理健康风险时，柯林斯和她的丈夫把他们的数据带到了另一个愿意分析的地方。摄影师：布雷伦·迪翁 摄于彭博商业周刊一般来说，从一个胚胎到另一个胚胎的百分比差异很小，可能会被环境因素的影响所抵消。但基因预测将所有基因数据累加到整体健康评分中，从平均风险为零的基线开始，随着评分的提高，风险在下降。柯林斯和她的丈夫选择的胚胎评分为1.9，而他们评分最低的胚胎为-0.96。柯林斯说，对她来说这并不微不足道。“这是利用尖端科学为你未来的孩子提供一切可能的优势，”她说。“这是让孩子们有更好的机会。”

这种新形式的基因胚胎测试似乎让人类更接近控制自身进化。价值140亿美元的试管婴儿工业每年为世界带来50多万个婴儿，随着不孕症率上升，预计本十年市场规模将翻番。包括基因预测在内的公司押注许多进入这一过程的人已经看到足够多的亲人因多基因疾病而受苦，因此希望进行风险评分。“每个人的家庭都有人受过影响，”首席执行官Laurent C.A.M. Tellier说，他的母亲曾面对多次癌症。“每个人。”

十年前，这种风险分析是否可能，更不用说实际应用了。在过去的十年里，基因测试的进步提高了技术的效率，速度比计算机芯片更快。现在一些低级别的DNA测序成本仅为40美元，不久你的整个基因组可能只需100美元，是今天成本的一小部分。大规模的全球DNA库使研究人员能够找出某些基因与各种生活结果之间的联系。一些研究将基因与身高相关联；另一些则与一个人可能在学校中走多远相关。

基因组预测不提供与健康无关的属性得分，也不提供与之竞争的 Orchid，该公司得到了23andMe Inc. CEO Anne Wojcicki的支持。但是，有办法让有动力的父母获得这些预测结果，Collins和她的丈夫就是这样做的。尽管根据胚胎获得学位的几率来选择你的胚胎与优生学还有很长的路要走，甚至与基因编辑工具 Crispr相比，这显然比努力减少癌症风险更加棘手。

在疾病风险的多基因评分背后的坚实科学与父母希望选择“完美孩子”的欲望之间存在一些真正的差距。因此，随着这一科学成果进入领先的同行评议期刊，它引发的辩论比你通常在像 Fertility and Sterility这样的刊物中看到的要激烈得多。总的来说，真正的信徒们认为多基因风险评分应该对每个人都可用并明确提供。批评者说这是通往设计婴儿的一条滑坡。怀疑论者说两派都夸大了我们对测试结果能显示多少的了解，并强调遗传倾向并不会导致线性结果。毕竟，选择看起来最健康的胚胎只能告诉你关于孩子生活中基因影响的一部分。

今年春天，著名期刊 Nature 警告称多基因胚胎测试的“惊人增长”已经“远远超出了对潜在益处或危险的全面理解”。去年秋天，耶路撒冷希伯来大学的统计遗传学家Shai Carmi在生物医学期刊 eLife 上发表了一项研究，发现选择一个精神分裂症多基因评分最低的胚胎可以将未来孩子的风险减少近50% ——但有一些重要的警告。

“根据建模和模拟以及一些来自家庭的真实数据，有越来越多的证据表明，存在风险降低的潜力，” Carmi说道。“但也存在非常严重的限制和实际问题。” 由于各种原因，评分可能并不像人们所认为的那样准确——复杂疾病本身就很复杂——在实践中，风险降低可能比建模所示的要低，尤其是如果父母可供选择的胚胎数量有限。他说，这项关于疾病风险的发现并没有对他在《Cell》杂志发表的一项2019年研究产生挑战，他在那里得出结论，多基因测试可能对身高（也许增加一英寸）或智商（几分）几乎没有影响。尽管如此，他说，疾病风险的相关性是可靠的。更为保守的批评者甚至认为，直到经过几十年的更具决定性的研究之前，这些数据都不应该被用来支持任何宏伟的承诺。

Genomic Prediction表示，其测试只是建立在成熟的方法之上。虽然他们正在跟踪患者的结果以进行正式研究，但基础技术已被广泛接受，大规模的基因数据也没有争议。“这只是DNA，”该公司的首席科学官Nathan Treff说。“我们不必等待胚胎长大成人，因为我们从成人身上获得的信息与我们从胚胎身上获得的信息是一样的。”

如果科学界无法就这些问题达成共识，那么那些只是希望为他们的孩子选择最好的父母们，是否能够从多基因风险评分的限制和美好承诺之间分辨出真相呢？希望如此，因为关于这些评分最重要的一点，也是无可辩驳的，那就是多基因评分已经存在。

“减少一种风险也可以减少随之而来的好事情的风险”

多基因胚胎测试的初始过程看起来与存在时间更长的单基因测试非常相似。首先，从一个几天大的胚胎中提取细胞，并处理DNA。然后，专有软件分析材料，利用来自DNA项目（如英国生物库）的数十万人的数据，将基因变异转化为疾病的几率。自2017年成立以来，基因组预测公司一直使用根植于物理学的数学方法，从甚至微小量的胚胎DNA中提取信息。“这些高级方法通过观察数万对真实的兄弟姐妹，”首席执行官泰利尔说，“并且证明能够准确预测哪个人患有精神分裂症或癌症，尽管他们都处于相同的家庭环境中。”到目前为止，该公司的一个更引人注目的发现是，有利于健康的基因通常聚集在一个胚胎中，而疾病风险则聚集在另一个胚胎中。

“这非常残酷，”曾担任中国领先基因组公司BGI实验室生物信息学负责人的泰利尔说。“有些人在很多方面天生就处于不利地位，而其他人则天生幸运。这是我们能做的一切——帮助增加那些几率。”

最近一个星期一，在其位于新泽西州北布伦瑞克的一流总部，实验室主管希瑟·加恩西进行了科学等价于从胚胎细胞中提取可用基因信息的四天配方的最后步骤。她的过程将DNA放大到原始体积的数千倍，并将其分解成更小的片段，以便它可以与玻璃幻灯片杂交（附着）。最终，她说，激光读取器将幻灯片上发光点解释为每个位置样本中存在的特定遗传密码。

基因预测收取$1,000的预付款，每个胚胎分析费用为$400。当准父母收到他们胚胎的评分表时，公司的一位遗传咨询师会解释这些评分意味着什么。首席咨询师詹妮弗·埃克尔斯和她的团队首先解释了整体健康评分包括哪些内容。他们可能还会讨论与家族疾病史相关的特定风险。不过，她说，通常来找他们的早期采用者更关心的不是特定疾病，而是最大程度地收集数据。她称这种心态为“基因前瞻”。

这确实描述了柯林斯和她的丈夫。他们俩都是作家，他们的教育非营利机构，柯林斯天才青年研究所，推广为家庭和寄宿学校的孩子提供个性化教学计划。他们和两个儿子一起住在宾夕法尼亚州弗吉谷外，他们希望有一个大家庭。在他们听说多基因风险评分之前，他们已经花了$20,000进行了五轮试管婴儿治疗。“我们实际上在已经做了五轮试管婴儿治疗后又进行了一轮新的试管婴儿治疗，只是为了获得这些测试，”柯林斯说。“这就是我们是多么迫切地想要这些数据。”他们为了生成许多胚胎而节衣缩食几个月，并要求基因预测分析其中的十二个。

除了整体健康评分，每个胚胎还会收到一个具体评分，评估其患两种糖尿病、几种癌症、四种与心脏有关的疾病和精神分裂症的风险。基因预测告诉他们，其中一个胚胎患精神分裂症的风险为1.61%，而一般人口的风险为1%，而另一个胚胎的风险仅为0.29%。柯林斯说，这些数据不仅对选择有用，而且对一种，呃，不寻常的育儿方式也有帮助。“当你告诉你的孩子不要吸大麻时，当你能说‘你，个人而言，患精神分裂症的风险远高于一般人口’时，这就变得更有意义了，”她说。“这是帮助孩子理解他们需要注意的地方。”

然而，柯林斯夫妇并不想止步于此。“对我们来说最重要的是心理健康和表现，”她说。“我们对早期癌症检测和治疗之类的事情更有信心，而不是对大脑混沌和抑郁症之类的问题有信心。”

基因预测并不提供认知功能或身高得分。最初，它考虑过包括胚胎是否可能智力障碍或身高排名前1%的发现，但后来放弃了这个想法。因此，柯林斯夫妇从基因预测下载了原始胚胎数据，并将其导出到SelfDecode的网站，这是一家位于佛罗里达的公司，分析成年人的DNA，他们支付了199美元用于一个月的使用。在每个胚胎上运行SelfDecode分析为他们提供了对于诸如应对压力能力之类的非常不可触摸的品质的评估。他们创建了一张电子表格，列出了每个胚胎的分数，并根据他们所期望的心理健康特征对其进行了加权。

根据SelfDecode分析，许多差异微不足道，但也有一些离群值。它评定一个胚胎患慢性低情绪的风险为91%，而另一个胚胎的风险为21%。柯林斯说，所有的交叉检查使决定变得更容易，因为根据SelfDecode的心理健康评估，他们的首选也是基因预测得分最高的胚胎。柯林斯说，她和丈夫并没有试图排除注意力缺陷/多动障碍或自闭症，因为这些病症可能与一些优势相关，包括原始智力。“我们是一个非典型神经的家庭，”柯林斯说，她被诊断患有自闭症，她的一个儿子也是。 “我们觉得现在的世界在某些情况下实际上更适合自闭症患者。”

基因组预测并不鼓励父母在非医学特征上寻求外部见解，泰利尔说，但每位客户都有权访问他们胚胎的原始基因数据。他也不会忽视其他相关性的可能价值。“一个基因组就是一个基因组，”他说。“几乎任何分析都是可能的。”这包括引发更复杂困境的分析。研究表明，例如，创造力的可能性与躁郁症的可能性相关。“降低一种风险也可能降低伴随其而来的好事的风险，”首席顾问埃克尔斯说。“我们还有一个尚未触及的潘多拉魔盒。”

“我们实际上在已经做了五轮试管婴儿后又进行了一轮新的试管婴儿，只是为了获得这些测试。这就是我们是多么渴望这些数据”

在美国，多基因风险评分不太可能面临严重的法律打击，那里对生育治疗的监管宽松得可以说是慷慨的。这使得准父母容易受到那些过度承诺的公司的影响，密歇根州盖辛格健康系统的法学家和生物伦理学家米歇尔·迈耶说。“至少，你希望人们知道他们要做什么，”她说。多基因胚胎测试的批评者认为，它可能给已经困难的试管婴儿过程增加不必要的压力和困惑，导致父母不必要地丢弃胚胎。

非营利性组织欧洲人类遗传学学会在今年春天称多基因风险评分“充其量是过早的”，指出环境可以极大地影响基因表达。该组织表示需要进行更多研究以了解多基因风险评分在医疗治疗中可能如何有用，包括对成年人。该组织写道：“在任何潜在的技术应用之前，社会辩论至关重要，这应该集中在关于个体特征选择方面的可接受性。” 换句话说，作者们对结果的准确性并不确定，但仍然担心类似优生学选择的问题—这是《新英格兰医学杂志》去年夏天在呼吁“一个紧急的全社会对话”中也提到的一个关注点。新英格兰医学杂志也在一篇文章中提到了这一点。

Genomic Prediction的首席科学官Treff表示他愿意进行更广泛的辩论。他说：“这确实需要进行这些重要的对话。” 在五月份的最新一期《生育与生育力》杂志中，他和牛津伦理学家朱利安·萨武莱斯库认为，真正的罪过在于不向每个人提供他们的评分，因为疾病几率降低意味着未来孩子的更好生活。他们写道：“纳粹优生计划的教训是夫妇，而不是国家，应该就生育问题做出决定。”

在十二月，基因预测公司的风险投资翻了一番，达到约2500万美元，并表示将利用这笔资金进行扩张并增加其测试面板。美国最大的生育网络之一波士顿IVF最近开始为其患者提供基因预测的多基因测试，首席执行官大卫·斯特恩表示。“就像任何其他事情一样，你会有早期采用者，”他说。“我们已经有在生物技术领域或哈佛环境中工作的患者前来要求这项服务。” 斯特恩预测，就像卵子冷冻一样，多基因胚胎测试一开始会缓慢增长，但稳步增长，最终需求将反映出降低孩子患病几率的强大吸引力。

他意识到这项技术可能加剧不平等。他已经看到了麻省这样的州和加利福尼亚之间的差距，麻省通常由保险公司支付生育治疗费用，而加利福尼亚通常不会。“这不公平，”他说，“同样的情况也适用于这里，你创造了这样一个潜力，富裕的人现在可以生育没有这种疾病的孩子，但贫困的人却不能。” 到目前为止收集的基因组数据往往偏向于欧洲血统的人，这也可能导致对非白人的分析不够可靠。

像柯林斯和她的丈夫这样的信徒支持政府对生育和育儿提供补贴，但对于减缓的任何讨论都不感兴趣。“这关乎那些关心给予他们的孩子一切机会的人，”她说。“我不相信法律或社会规范会阻止父母给予他们的孩子优势。”