加州一家公司表示，他们几乎可以破译通过体外受精（IVF）产生的一个几天大的胚胎的几乎所有DNA密码，这是一项具有挑战性的壮举，因为可用于分析的遗传物质非常少。这一进展有赖于对双亲的DNA进行完全测序，并借助这些数据“重建”胚胎的基因组。该公司还表示，它可以预测未来几十年发展的常见疾病的风险。目前，这种遗传风险预测正在成人身上进行测试，有时还提供给临床。将其应用于体外受精胚胎的想法引发了激烈的科学和伦理争议。但这并没有阻止这项技术的飞速发展。

心脏病、自身免疫性疾病、癌症和许多其他成人疾病都有着复杂且常常神秘的起源，受到遗传和环境影响的混合影响。人类基因组中成百上千的变异可以共同提高或降低患某种疾病的风险，有时会大大降低。在成年人中，通过将这种基因变异性与所谓的“多基因风险评分”相结合来预测一个人患某一特定疾病的几率仍在研究中，部分原因是我们对基因变异如何聚集在一起以驱动或预防疾病的理解仍在进行中。研究人员说，在胚胎中，更难证明风险评分的准确性。“最终，我们如何在胚胎中验证这一点？”纽约市人类生殖中心的不孕症专家诺伯特·格雷切（Norbert Gleicher）说，他没有参与这项研究。“我们要等40年或50年”才能知道一个人是否患上了他们作为胚胎进行筛查的疾病。

然而，在目前的技术下，仅仅从几个细胞中精确地测序整个基因组是非常困难的有些人尝试了不同的方法报告研究结果的MyOme公司首席执行官普雷马尔·沙赫（premal Shah）说，有关试管受精胚胎多基因风险评分的新工作是“探索性研究”。

在今天发表的《Nature Medicine》杂志上，由公司联合创始人和科学家马修·拉比诺维茨（Matthew Rabinowitz）和阿卡什·库马尔（Akash Kumar）领导的MyOme团队描述说，他们首先对10对已经接受试管受精并有了孩子的父母的基因组进行测序，从而创造出这样的分数。研究人员随后使用了试管受精过程中收集到的数据：这对夫妇共有110个胚胎，当时接受了有限的基因测试，一种细胞的点测序，称为微阵列测量。这种分析可以检测染色体数目的异常，某些遗传疾病，以及大块DNA的重排，在美国，这已经成为试管受精治疗中越来越普遍的部分。通过将这些不完整的胚胎数据与更完整的亲本基因组序列相结合，并应用统计和群体基因组学技术，研究人员可以解释在生殖过程中发生的基因重组，并计算出每一个亲本遗传给每个胚胎的染色体。通过这种方式，他们可以预测胚胎的大部分DNA。

研究人员有一个方便的方法来检验他们的重建是否准确：检查夫妇的婴儿。他们收集了婴儿的面颊拭子样本，并对他们的全基因组进行了测序，就像他们对父母所做的那样。然后，他们将这个“真实序列”与孩子起源的胚胎的重组基因组进行了比较。这项比较揭示了一个本质上的匹配：对于一个3天大的胚胎，至少96%的重建基因组与相应婴儿的遗传基因变体一致；对于5天大的胚胎来说，至少是98%。（因为人类基因组的大部分在所有人身上都是一样的，研究人员把重点放在了使父母和他们的孩子独一无二的DNA变异性上。）

耶路撒冷希伯来大学的统计遗传学家Shai Carmi说：“他们提出的是一种很好的方法来对所有胚胎的基因组进行排序。”这样的成就“不是小事”库马尔希望，能够重建胚胎的大部分基因组，将为正在接受试管受精的人提供远远超出现有信息的信息，以确定后代保持健康的机会。“仅仅关注单一基因是不够的，”他说。

一旦他们得以重建了胚胎基因组，研究人员就转向了发表的对患有或不患有常见慢性病的成人进行的大规模基因组研究的数据，以及从这些信息中得到的多基因风险评分模型。然后，MyOme将这些模型应用于胚胎，计算12种疾病的多基因风险评分，包括乳腺癌、冠心病和2型糖尿病。研究小组还试验了将单个基因的重组胚胎序列结合起来，例如BRCA1和BRCA2这是众所周知的会显著增加患某些疾病的风险的，而胚胎的多基因风险评分在这种情况下就是乳腺癌。

“我们讨论的是提供人们关心心脏病、癌症、自身免疫性疾病的风险信息，”同时也是儿科医学遗传学家的库马尔说。他仍然看到病人，有时也会遇到父母的挫败感，他们希望避免把家族遗传的疾病高风险遗传给后代。同时，库马尔强调，“这是一项新技术，它将有争议和挑战。”

事实上，许多研究人员说用多基因风险评分来选择移植的胚胎还为时过早。加州大学旧金山分校从事生物伦理学研究的医学人类学家芭芭拉·柯尼格说，这样的风险评分“基本上仍然是一种研究工具，即使在成年人身上也是如此。”。她参与了一项大型研究，名为“妇女知情，根据风险衡量标准进行筛查”，该研究为一些女性提供了乳腺癌的多基因风险评分以及筛查建议。科尼格说：“分数在不断完善，每周都在变化。就像一个不断移动的目标。”

库马尔和他的合著者承认这些分数的局限性，包括它们基于绝大多数欧洲血统人群的DNA，而在其他群体中可能不那么准确。正因为如此，MyOme团队没有为基因组至少反映20%的亚洲或非洲血统的胚胎进行疾病风险评估。约翰·霍普金斯大学的基因流行病学家Genevieve Wojcik说，即使是用于重建胚胎基因组的DNA阵列技术也有欧洲偏见，对于那些非欧洲血统的人来说可能不太可靠。她说：“你有一种工具，不能被大部分人使用。”库马尔说，公司正在努力使这项技术更广泛地应用。

还有其他的担忧。尽管卡米说，成人多基因风险评分的准确性已经提高，但基于成人DNA和健康数据的评分是否能转化为胚胎还不得而知，部分原因是环境在影响结果方面起着重要作用。“很难说这是否有意义，”卡米说。他和他的同事已经近距离地看到了这种局限性：他们使用计算机建模来评估使用多基因风险评分来选择胚胎是否可以提高身高和智商，结果发现，一般来说，这是行不通的。他说，在理解遗传学方面，“我们仍然缺少很多东西”，即使是高度遗传的特征，比如身高。然而，在另一篇计算机建模论文中，卡米发现了某种疾病胚胎的多基因风险评分可能被证明是有用的他说，这是因为与身高不同，心脏病发作要么发生，要么不发生。他说，通过植入不同的胚胎在某种程度上降低遗传风险，就足以避免这种结果。

但就像一幅只有一角可见的画，人类基因组的大部分仍然被遮蔽，包括基因如何相互作用，以及一个基因可能具有的多重效应。格雷切担心将多基因风险评分应用于胚胎的意外后果。“你可以忽略一种疾病，但同时，通过这样做，诱发另一种疾病。”例如，建模建议选择一个胚胎受教育程度的高多基因风险评分也会增加双相情感障碍的风险2021年12月，欧洲人类遗传学学会强烈反对使用多基因风险评分进行胚胎选择-这一立场得到了格雷切的坚定支持，他称这种做法“不道德”

不过，一些公司和生育诊所已经宣称它们可以帮助父母选择胚胎智商和各种疾病的风险。与此同时，MyOme正在将这项最新研究中的方法应用到另一项正在进行中的研究中，与IVF诊所和希望了解冷冻胚胎多基因风险评分的夫妇合作。夫妇可以根据这些信息决定植入哪种胚胎。“当你在这方面有很多信息时，它是要提供授权，还是只是让家长感到困惑？”库马尔问道。他希望这项正在进行的研究能够回答这个问题。

库马尔说，他很清楚这些批评，包括对胚胎的多基因风险评分可能不准确。库马尔说：“这一点是可以听到的。我们的重点是做这项研究，因为我们看到了希望。”

尽管这项技术存有争议，但对第一个孩子患有遗传病的父母来说，无疑是一个曙光。