CRISPR-Casとその広範な応用。ヒトゲノム編集から環境への影響、技術的限界、危険性、生命倫理的問題まで
ロベルト・ピエルジェンティーリ、アレッサンドロ・デル・リオ、［...］、シモーナ・ザアミ
記事情報
Cells. 2021 May; 10(5): 969.
Published online 2021 Apr 21. doi: 10.3390/cells10050969
PMCID: PMC8143109
PMID: 33919194
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概 要
CRISPR-Cas システムは、人間を含むほとんどの生物のゲノムを in vivo で編集することができる強力なツールである。
この技術は、アレルギーフリーの食品を含む作物の改良・育種、害虫の駆除、動物種の改良、バイオ燃料産業、さらには細胞ベースの記録装置の基礎としてなど、長年にわたり様々な分野で応用されてきた。
ヒトの健康への応用としては、遺伝子組み換え生物の作成による新薬の製造、ウイルス感染の治療、病原体の制御、臨床診断への応用、体細胞（癌など）や遺伝性（メンデル病）の突然変異によるヒトの遺伝病の治療が考えられる。
最も意見が分かれる、可能性のある利用法のひとつが、出生前の人間を予防または治療する目的で、ヒト胚を改変することである。しかし、この分野の技術は規制を上回るスピードで進化しており、その巨大な可能性ゆえにいくつかの懸念が投げかけられている。
このような状況において、このアプローチの利点とリスクを適切に評価するために、適切な法律の制定と倫理的ガイドラインの策定が必要である。
本総説では、これらのゲノム編集技術の可能性とヒト胚の治療への応用についてまとめる。CRISPR-Casの限界と、処理された胚に生じる可能性のあるゲノム損傷について分析する。最後に、これらすべてが法律、倫理、常識にどのような影響を与えるかを議論する。
キーワードはCRISPR-Cas、生殖細胞ゲノム編集、ヒト胚、生命倫理、バイオセキュリティー
1.はじめに
最初の、偶然の発見は1987年にさかのぼりますが[1]、CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）システムのゲノム改変の可能性は10年も前に爆発的に高まり[2]、2020年にはジェニファー・ダウドナとエマニュエル・シャルパンティエにノーベル化学賞が授与されました[3]。CRISPRシステムは、細菌と古細菌がウイルス感染から身を守る方法である（図1）。自然界に存在する、バクテリオファージの欠陥変異体（ゲノムを宿主内部に注入することはできるが、そのライフサイクルを完了できない、あるいはその速度が遅すぎる）、あるいは野生型ファージでも感染中に何らかの形で他の宿主防御機能により不活性化されたものが、CRISPRシステムを通じて細菌がウイルス耐性を獲得する主要なルートであると考えられることが示されている[4]。簡単に説明すると、宿主が最初のウイルス攻撃を生き延びた場合（図1A）、ファージゲノムの一部が短いDNAの繰り返し（長さ：23-55塩基対、bp）からなるCRISPRという特定の座の内部に組み込まれ［5］、したがってCRISPR DNAスペーサー（長さ：21-72bp）となる場合があります（図1B）。CRISPR遺伝子座は、細菌ゲノム内の複数の部位に存在し（Methanocaldococcus sp.では最大23個）、それぞれの遺伝子座は複数のスペーサー（Haliangium ochraceumでは最大約600スペーサー）を含むことがあります[6]。この部分は「適応」と呼ばれている。細菌が再び同じ種類のウイルスに感染すると（図1C）、CRISPR遺伝子座は、CRISPR配列あたり通常約50のスペーサーを含む[5]、長いRNA（CRISPR RNA、またはcrRNA）に転写され、これが切断されて短干渉crRNA（図1D）になっている（プロセス："expression")。これらの断片は、Casタンパク質およびtracrRNA（後述）と共に、新たに注入されたウイルスゲノムに結合し、核酸切断による分解を促進する（図1Dおよび図2）、「干渉」と呼ばれるプロセスである。結合と切断を担うタンパク質は、Cas（CRISPR-associated protein）ファミリーのタンパク質であり、またそのメンバーである。これらは、核酸の標的（DNAまたはRNA、一本鎖または二本鎖、直鎖または環状DNA、その他の構造的特徴）、切断の種類（鈍端またはオーバーハング）、作用の仕方が異なり、合計2クラスに分類され、6タイプと33サブタイプに分けられる[7]。DNA分解に複数のCasタンパク質を用いる系はクラスIに属し、クラスIIに属するものは1つの大きなCasタンパク質のみを用いる。ゲノム編集に最も利用されているCas9エンドヌクレアーゼは、クラスIIに属する。Cas9タンパク質は、DNA切断を担う2つのマグネシウム依存性エンドヌクレアーゼドメイン（すなわちHNHとRuvC）と、crRNAとtrans-activating CRISPR RNA（tracrRNA）という2つのRNAで構成されており、後者はRNA二重鎖形成によるcrRNA成熟と切断に必要なものである。RNAse IIIによって処理された後、crRNA/tracrRNA/Cas9の複合体は標的へと「導かれる」ため、「ガイドRNA」（gRNA）と呼ばれている。Cas9による標的分解で重要な役割を果たすのは、PAM（Protospacer Adjacent Motif）配列である。PAMは、非標的鎖上の切断部位に隣接する短いDNA文字列（通常3〜8bp長、長さと配列はCas9が由来する細菌種に依存する）である（図2B）。通常、ガイドRNAによって標的化されたDNA配列の3′末端から2〜6ヌクレオチドに位置し、Casヌクレアーゼはその3ヌクレオチドの上流を切断する。注目すべきは、PAMはcrRNAの配列には存在せず（すなわち、細菌ではなく、ウイルスのゲノムの一部である）、その不在は複合体全体の切断活性を損ねるのに十分である。これにより、複合体は自己と非自己のDNAを認識することができ、CRISPR遺伝子座で誤って細菌のDNAを切断することを回避することができる。このように、PAMの役割は、ゲノム工学において、DNAを正確に標的化するために極めて重要である。
原核生物のCRISPR抗ウイルス防御システム。ウイルスの集団には、野生型ファージ（黒）と欠損型ファージ（灰色）の両方が含まれることがある。図の例（A）のように、欠陥のあるバクテリオファージに感染すると、ウイルスゲノムの一部が細菌ゲノムのCRISPR遺伝子座のいずれかに挿入される（適応B).2回目の感染時には、野生型ファージの場合（C）でもCRISPR遺伝子座が転写され（発現）、部位特異的、Casを介した切断（干渉、D）によりウイルスゲノムの分解が促進されます。
複合体の作用機構。(A)：天然型（上）と人工型（下）のガイドRNA（gRNA）の違い。天然系はcrRNA（濃紺）とtracrRNA（水色）の2つの部分からなり、これらが対になってCas9を駆動し、侵入したウイルスDNAを標的としている。crRNAの標的を認識する部分は点線で示されている。人工的に作られた合成単一ガイドRNA（sgRNA）は、標的認識部位（点線）を含む、天然の対応する分子の形状を模倣した1つの分子である。(B）：ゲノム編集の場合、sgRNA（オレンジ）はCas9タンパク質（緑）の内部に組み込まれ、二本鎖の標的DNA（黒-灰色）を認識し、ペアリングを促進させる。相同性（ペアリング配列長：21-72bp、灰色で表示）があり、標的DNA上にPAM配列（赤）が存在する場合、Casタンパク質はPAMの3bp上流のDNAを切断して二本鎖切断を起こし、標的遺伝子機能を不活性化させる。真核細胞における標的染色体の損傷修復は、通常、エラーを起こしやすいNHEJ（non-homologous end joining）機構を採用しているが、外来DNAテンプレート（Cas複合体とsgRNAを注入）の存在下では、相同ドリブン修復により切断部を修正し、目的の配列をゲノム内に導入することが可能である。
DoudnaとCharpentierは、このシステムを改変し、ほぼすべての生物の特定のゲノム配列を標的としてその切断を促進することを目的とした。改変されたシステムは、関係する修復機構に応じて、遺伝子のノックアウトとノックインの両方を可能にする。特に、DoudnaとCharpentierは、2つのRNA分子を、選択した標的DNAを見つけて切断するのに十分な合成単一ガイドRNA（sgRNA）に融合することによって、Cas9複合体をより制御可能な2成分系に再構築した（図2A、下段）。このようにして、ゲノム内の特定のターゲットにCas9エンドヌクレアーゼを誘導するカスタムメイドのsgRNAをin vitroで作成することが可能である。sgRNAが相同配列を認識すると、Cas9はDNAを切断する。これにより、宿主細胞のDNA修復機構が作動し、エラーを起こしやすいNHEJ（非相同末端接合）機構が関与し、接合末端に何らかのエラーが誘発され、遺伝子機能が不活性化される（ノックアウト）。
すなわち、（i）野生型配列に特定の変異を導入する（ノックアウト）、（ii）変異遺伝子の野生型コピーを復元する（遺伝子改変）、（iii）全く新しい遺伝子あるいは複数の遺伝子を挿入する（ノックイン）、などが考えられる。その結果、ドナーDNAは、遺伝子点変異を標的とした数塩基対から、特定のプロモーターや追加の調節要素を持つ1つ以上の遺伝子を含む大きな要素まで、あらゆる大きさになる可能性がある。比較的容易に使用できることと、DNA配列の効率的かつ正確な標的化により、植物、動物、さらには人間を含む事実上すべての生物において、ゲノムDNAを改変するこの技術の使用が広まることになった[9]。
1.1.ヒトのQOL向上のためのCRISPRの応用可能性の概要
このシステムの柔軟性により、宿主ゲノムを非常に多様に改変する可能性が開かれ、真核生物と原核生物の両方で重要な結果を得ることができるようになりました。植物ゲノムもCRISPRによって容易に改変することができます[10]。一般に，この技術によって，収穫量の増加 [11]，栄養価の向上 [12,13]，果実の成熟制御 [14,15]，寄生虫，菌類，その他の害虫に対する耐性 [16,17,18,19] または環境ストレスに対する耐性 [20,21] のいずれかの作物を改良することができるようになる．さらに、果物や野菜の色を濃くしたり、サイズを大きくしたり、形を整えたり、観賞用植物の花つきをよくしたり [22,23,24]、あるいは新しい風味の野菜を作ったり [25] と、より「美的」な目標も追求されている。例えば、大豆のアレルゲン含有量の低減 [26]、セリアック病患者用の低/無グルテン小麦の開発 [27,28]などである。
CRISPRは、動物のゲノムを操作して、病気に対する耐性を持つ系統を作り出すのに使われてきた。例えば、豚呼吸生殖症候群ウイルス（PRRSV）やアフリカ豚熱に耐性のある豚や、ウイルスが細胞に侵入する際に認識する豚のタンパク質を操作してコロナウイルスに耐性のある豚を作出することが実現された。ブタはまた、異種移植と耐性を向上させるために操作されていた[29,30]。同様の遺伝子編集アプローチは、角の除去、雄の去勢、ミュールシングなどの普及した慣行後の動物福祉の改善にも用いられている（[31]に総説あり）。鳥インフルエンザウイルスや鳥白血病ウイルスなど、特定の病気を引き起こす微生物に耐性を持つニワトリやウズラの系統を作り出すために、養鶏業界も深く関わっています。同様に、筋肉の成長を促進し、人間の食物の重量と品質を向上させるための取り組みも行われています（[32]で概説）。また、これらの動物は、家禽類の貴重なタンパク質を生産するための効率的なバイオリアクターシステムであるニワトリを作るために使用されている（[32]およびその中の参考文献を参照）。植物と同様に、動物においても、CRISPRは、ペットとして使用される「マイクロブタ」の作出など、美的な目的のために使用されてきた[33]。最後に、動物についても、食品中のアレルゲンを除去する研究が行われている。例として、ヤギのミルク[34]や鶏卵[35]が挙げられる。
ヒトの健康に直接関わる研究としては、次節で述べる胚操作への利用を越えて、ヒトの病気を治療するツールとしてCRISPR/Cas9が利用されている例をここで簡単に想起してみる。このシステムは、疾患モデルの作成や新しい病因の発見などに非常に有用であり、研究者はその生物学をより深く理解することができるようになる。例えば、がん、神経疾患、心血管疾患、免疫不全、感染症、鎌状赤血球症、血友病、代謝性疾患、嚢胞性線維症、網膜色素変性症、その他いくつかの疾患が挙げられる（[36,37,38,39,40,41,42]に総説あり）。特に、癌の治療と特徴づけは非常に有望であり、このテーマに関しては何百もの出版物がある（最近のレビューについては、例えば[43,44,45,46,47,48,49,50,51]を参照されたい）。Pavani と共同研究者は、βサラセミアの治療におけるその使用を示し [52]、AIDS の治療のためのプロジェクトも進行中である [53]。ウイルス性肝炎、肝細胞癌、遺伝性チロシン血症I型などの肝疾患の治療におけるCRISPRベースのアプローチの可能性について述べたいくつかの著作が存在する（[54]に総説あり）。
このシステムは、ゲノムから染色体全体を特異的に除去するためにも使用されている。Zuoと共同研究者たちは、マウスの培養細胞、胚、組織から性染色体をin vivoで特異的に除去できること、また、14番や21番など世代を超えて安定的に伝達されるヒト染色体をマウス細胞から除去できることを実証した。これは、異数性癌細胞やダウン症患者の細胞などヒト培養細胞においても可能である。この研究[55]は、CRISPR/Cas9が、過剰染色体によって引き起こされるヒト異数性疾患の治療戦略として利用される可能性を示唆している。
最後に、マラリアのような害虫由来の病気を、その媒介者である蚊を制御することによって根絶しようとする研究も引用して、このセクションを締めくくります[56]。これは、人工的な「遺伝子ドライブ」、すなわち世代を通じて伝播する確率を変えることによって、ある集団に特定の遺伝子（あるいは一連の遺伝子）を広めることができる可能性の典型的なケースである。この技術の可能性は，CRISPRの利用によって大きく高まった．ヘテロ接合体において，野生型遺伝子を標的として（切断して），変異したコピーを鋳型としてそれを修復することができるため，結果として，メンデルの法則に従って予想される子孫への変異遺伝子の伝達確率が50％ではなく，ほぼ100％になるのである．
この方法は、特定の突然変異をゲノムに挿入し、それが自然に拡大するのを待つという問題を克服し、特定の集団、あるいは種全体を遺伝子操作で改変することを可能にする。しかし、これは、対象となる種のゲノムを世界中で永久に改変する可能性、その種の生態や近縁種の生態に影響を与える可能性、対象となる遺伝子の操作によって起こりうるすべての副作用を予見することは不可能であり、種の絶滅を引き起こす可能性があるという多くの倫理問題を提起している [57,58]．
1.2.ヒト胚の改変の技術的リスク
まず、研究目的でヒトの胚に手を加え、データ収集後に廃棄することと、着床を許可することの根本的な違いを強調する必要がある。どちらも非常に議論の多いテーマですが、後者の可能性に反対するのが一般的なコンセンサスとなっています。現在施行されている法律では、まだ十分に実施されていないものの、ほとんどの国でこのような行為が禁止されています。
ヒト胚のCRISPR-Cas駆動編集に関する最初の報告は、わずか5年前のものであり [59]、すでに誰かが指摘したように、この遺伝子治療のアプローチはまだ始まったばかりであることを示している [60,61] 。にもかかわらず、CRISPRの可能性と使いやすさから、ヒト遺伝子編集は、精密医療の実現に向けて、遺伝性疾患（メンデル病）あるいは新たに生じた変異（特発性癌のように）に起因するヒト遺伝性疾患の少なくとも一部を個人レベルで治療する可能性を示唆する[62]。これは、病気や感染症の素因となる野生型（wt）標的遺伝子を削除する方法と、変異した遺伝子をwtの対応するものと置き換える方法の2つで実現できる。どちらの方法も、編集可能な体細胞の数に大きく依存するため、接合子や胚を非常に早い段階で操作し、対象となる細胞の数を大幅に減らすか、配偶子に作用させてモザイクを大幅に減少させるというアイデアがある[63]。胚で使用される最初のアプローチの例としては、中国の生物物理学者、He Jiankuiとそのスタッフによる、さもなければwtタンパク質をコードする遺伝子（すなわちCCR5）にランダムな欠失を誘発することによってHIV感染を防ぐことを目的とした非常に議論の多い実験があります-この話がどう終わったかはすでに説明しました [64]。明らかに、ほとんどの努力は、2番目の方法、すなわち、wt配列を復元することに基づいている。これらの技術をヒト胚の改変に用いることの倫理的・法的問題については、以下のセクションで広範に議論され、この変更を回避して次世代に引き継ぐ方法（「一世代生殖細胞治療」）の可能性も議論されてきた [66]（ ）。特に一世代生殖細胞治療は、生殖細胞系列をほぼ残して体細胞系列の遺伝性疾患を治療できるため、有望視されている。(i) 目的の遺伝子を、選択されたプロモーター（例えば、変異遺伝子の野生型コピーをその生理的プロモーターの下に置く）の制御下で導入すること。ii）生殖細胞系列に特異的なプロモーターの制御下にあるDNAリコンビナーゼ（Creなど）、（iii）リコンビナーゼが認識する特定のフランキング配列、（iv）上流プロモーターの影響を受けて、ソーマでリコンビナーゼプロモーターが不要に活性化するのを回避するインシュレーター（cis作用型DNA配列）。ソーマでは、目的の遺伝子は選択したプロモーターに特異的な刺激下で活性化され、リコンビナーゼ遺伝子は沈黙したまま、カセットはゲノムに安定的に挿入され、細胞分裂を経て受け渡される。生殖細胞では、リコンビナーゼのプロモーターが活性化され、タンパク質がカセット全体の近傍配列（認識部位）の切断を促進し、染色体の完全性を回復するDNA修復機構を刺激するが、カセットはなく、小さなDNAフットプリント、すなわち、修復された切断部位に数塩基が追加されるだけとなる。カセットを、その足跡が健康上の問題を引き起こさない（と思われる）特定の位置に挿入できることは、明らかに重要である。
オフターゲットのCas9作用の副産物として起こりうる微妙な変異や、モデル胚システム［67,68］およびヒト体細胞［69,70］において染色体変化を誘発する可能性を超えて、ゲノム全体の完全性に対する潜在リスクは、2020年に発表された少なくとも3つの報告で強調されており、ヒト胚の治療におけるCRISPR使用時に生じる可能性がある大規模かつ予期せぬ核型の修正が起こり、深刻な健康問題を引き起こす可能性が示されています。我々が論じる最初の報告は、Alanis-Lobatoと共同研究者によるものである[71]。遺伝子編集は、母方の対立遺伝子によって駆動される相同組換え（IH-HR）を通じて行われていることを示唆する以前の研究に基づいて、著者らは、第6染色体のpアーム上のPOU5F1遺伝子によってコードされる多能性因子OCT4をターゲットとして実験を再現しようとした。全体的に良好な結果（すなわち、wt対立遺伝子の復元）が得られたにもかかわらず、著者らは編集されたと思われる遺伝子のPCR増幅を得ることができなかった。詳細な解析の結果、対象となったサンプルのほぼ1/3（8/25）が6番染色体に異常があることが判明した。特に、POU5F1遺伝子座の隣の染色体断片（p-arm）の部分的な損失または利益、6番染色体の全体の利益、q-armの部分的な利益など、合計約16％のサンプルで、4kbから少なくとも20kbに及ぶ多様な再配列を同定することができた。また、LOH(loss of heterozygosity)の検索も陽性であった。2番目の論文では、Zuccaroと共同研究者が、胚にEYS遺伝子座（6q12にマッピング、網膜色素変性症に関連し、失明を引き起こす[73]）を置換した結果を報告している。その出発点は、遺伝子のエクソン34に早発停止コドンを形成する遺伝子内欠失をホモ接合で持つ男性の精子を用いたことであり、卵の相同染色体間のDSB（二本鎖切断）を介した組み換えは極めて効率がよく、母方のアレルをテンプレートとして優先的に使用するという事実を利用したものであった[63]。実際、Zuccaroと共同研究者たちは、分析した20サンプルのうち17サンプルがwt遺伝子型を回復していることを発見した。これは、DSB修復における細胞種の違い、および／または染色体切断後の細胞生存のどちらかを示唆するものであった。この現象をよりよく理解するために、著者らはいくつかの追加解析を行った。その結果、多くの場合、EYSのwtホモ接合型遺伝子型は、6番染色体の周辺領域の同時LOHで達成されていることが分かった。このLOHは、(i)6q腕の遠位欠損、(ii)6q腕の獲得（結果として父方遺伝子のコピー数が増加）、EYS遺伝子がEYS遺伝子座の周辺配列から遠く離れたりブレークポイントを伴って移動し、試料中で増幅・検出することが不可能になる、(iii) 母方第6染色体のモノソミー、すなわち、父方ホモソースの完全消失、など、6染色体の異なる粗いセグメント再配列により生じていることが判明した。(iii)母方6番染色体のモノソミー、すなわち父方相同体の完全な消失 (iv)父方6番染色体の1本または複数本の獲得この現象は、受精時にCas9 RNPを注入した胚でも、2細胞期の胚でも、スクリーニングした20サンプル中19サンプルで発生した。結論として著者らは、彼らのシステム、すなわち発生のごく初期の段階では、父方の対立遺伝子の喪失は「よくある結果」であり、これは効率的なホモログ間修復ではなく、異数性によって起こるのだと書いている。興味深いことに、16番染色体を含む染色体異常や異数体がさらに検出され、そのほとんどがモザイク状であった。これらの少なくとも一部は、CRISPRを介したオフターゲット切断によるものである。これらの結果を総合すると、ヒトの着床前胚におけるDNA修復経路は、他の細胞種とは異なる挙動を示す可能性があり（[72]では、MMEJ（microhomology-mediated end joining）経路の関与が証明されている）、内因性ゲノム不安定性の高い発生率を説明できる可能性がある。3つ目の論文は、Liangとその共同研究者によるもので、核型の変化は見られないが、CRISPRによるDNA損傷の結果として、広範な遺伝子変換が報告されている[75]。さらにこの場合、著者らは着床前ヘテロ接合体胚を用い、家族性肥大型心筋症（HCM）に関与する14番染色体上のMYH7遺伝子のエクソン22におけるヘテロ接合体変異を用いた実験を実施した。著者らは、この系でのDNA損傷は主に、外来相同配列を修復の鋳型とするHDR（homology directed repair）の一種である遺伝子変換によって修復されることを指摘した。興味深いことに、HDRはNHEJに比べて細胞内での利用が通常はるかに少ない。これは、HDRがDNA複製の後にのみ起こりうるのに対し、もう一方は細胞周期を通して作用する可能性があるからでもある。古典的なHDRと遺伝子変換の主な違いは、鎖のアニーリング後、修復装置が鋳型のコピーを最初の鎖の侵入に使われたマイクロホモロジー領域より先に伸ばし、鋳型と侵入した鎖を同一にして（非交差組み換え）、結果として数キロベース、場合によっては染色体の腕全体に及ぶLOHを引き起こす可能性がある点である。さらに、これらの細胞における染色体欠失の検索は陰性であり、この実験に関与する遺伝子変換機構を確認し、「DSBの大部分（41.7%、50/120）が、遺伝子変換によって解決される」ことを示す[75]。同様の結果が、MYBPC3およびLDLRAP1遺伝子座をターゲットとして得られた[75]。
Liangと共同研究者が得た結果は，前の2つの研究[69,70]と異なり，LOHが主な出力であるが染色体欠失はなく，欠失，重複，染色体消失を含む核型変化があるにもかかわらず，3つの研究すべてが同じ結論を示している：（i）CRISPR-CAS9操作によって体細胞と比較して胚はDNA損傷に対して異なる応答を示し，この差異の理由はまだ解明されていない。(ii) この操作の結果はまだほとんど予測できず、いくつかの異なるタイプのゲノム損傷を含め、十分に変動する。 (iii) いずれの場合も、損傷を受けた細胞の割合は極めて高く、その約半数は重大な変化を示す。このような理由から、体細胞編集に用いたのと同じプロトコルを胚に用いることは、現在のところ望ましくないと考えている。これらの結果を総合すると、CRISPR-Cas9を胚のゲノム操作に使用することは、DSBの形成が、まだ十分に理解されていないメカニズムによって、修復されないまま、あるいは誤って修復される可能性があり、広範なLOHによって卵ゲノム内にさらなる劣性突然変異が明らかになるかもしれないため、反対であることがわかる。DNA損傷を引き起こさない別の遺伝子編集法を選択することが望ましいと思われる[76]が、そのアプローチでさえ、さらなるテストと検証を必要とする。
2.治療上の安全性と有効性を超えて、ゲノム編集は倫理的・法的な難問をはらんでいる。
CRISPRに基づくゲノム工学技術に関する倫理的な懸念は、様々な理由によって生じている。第一に、限られたオンターゲット編集効率、モザイク化 [77]、不正確なオンターゲットまたはオフターゲット編集に起因するリスクを含むCRISPR技術の範囲と限界は、まだほとんど知られていない [78]。このような欠陥は、ヒトの細胞株だけでなく、動物を用いたCRISPRの実験でも記録されている。それでも、この技術が徐々に研ぎ澄まされ、完成されていくにつれて、そのような懸念は時間の経過と共にもはや正当化されなくなるかもしれない。しかし、生物医学における倫理的に妥当な意思決定は、リスクと便益の比率を十分に評価することによって、経験則に基づくものでなければならない。そのためには、倫理的な判断は、起こりうる結果、それぞれが顕在化する可能性、そして最終的な結果を決定する目的と可能な正当性の徹底的な分析に基づくものでなければならないのである。しかし、CRISPRゲノム・エンジニアリング技術に関しては、遺伝子編集された生物の将来について信頼できる予測を立てることが困難であることから、潜在的なリスクと利益を許容できる精度で評価することは極めて困難であると思われる。改変された生物が無期限に影響を受けるのかどうか、また、編集された遺伝子が将来の世代に引き継がれ、予期せぬ形で影響を与える可能性があるのかどうか、どの程度まで影響を受けるのかは不明である。したがって、正確なリスク・ベネフィット分析は、技術的な限界だけでなく、生物学的システムに固有の複雑さによって、著しく複雑なものとなっている。
2.1.リスク-ベネフィット分析の徹底を阻む理解不足の現状
実際、ゲノム編集が成功し、期待される機能的効果が適時に得られたとしても、遺伝情報と生物学的表現型はまだ十分に理解されていない形で関連していることが批判的に指摘されている。実際、遺伝子の多面的作用は、ヒトにおける表現型の多様性の主な原因となっています。したがって、CRISPR-Casシステムがどのような形で多面的効果をもたらすかは、遺伝子は疾患発症の有力な原因因子として作用することを立証できたとはいえ、まだ未解決である。疾患表現型の中には、多面的効果によって変化したり、消滅したりする可能性のあるものもあることを強調しておく必要がある[79]。したがって、生殖細胞や体細胞における遺伝子編集は、予期せぬ生物学的結果をもたらす可能性がある。実際、多くの遺伝子の複雑な制御作用が、様々な生物学的形質を決定している。そのため、生物全体のレベルで生物学的表現型を「操作」することは極めて困難である[80]。言い換えれば、単一の遺伝子が、複雑な生物学的形質を形成し、発展させる唯一の要因である可能性は極めて低いのである。生物学的表現型の出現は、実際には、環境因子やエピジェネティック因子、および他のいくつかの遺伝的調節因子、例えば、追加の遺伝子や遠位調節要素（エンハンサーやリプレッサー要素など）によって決定される。そのため、表現型のインスタンス化に寄与する他の独立した変数を徹底的に理解することが、遺伝子の改変に加えて重要な要素になるのです。
それにもかかわらず、このような理解は、多くの正常および疾患のプロセスにおいて、まだ十分に完全とは言えない。遺伝子の発現や修飾が複雑な生物学的結果にどのように影響し、駆動しているのかについては未だ不確実性が残っているため、徹底したリスク・ベネフィット分析が困難である [81]。加えて、先に述べたように、一見解決不可能な倫理的・法的論争が、CRISPR技術のヒト胚への応用の可能性によって火をつけられた[82]。このような論争は、ヒト胚そのものの地位について倫理学者や法学者の間でコンセンサスが得られていないために、さらに複雑化しています [83,84]。科学界では、14日以降のヒト胚に対する実験は倫理的に耐えられないと主張する者が多いにもかかわらず、ヒト胚の地位とそれがいつ「人間性」を獲得するかを決定するための共通の基盤を見出すことは、ほとんど不可能である [85,86]。それが、多くの国々が体外受精による医学的補助出産を様々な程度の制限をもって規制している根本的な理由である [87]。
2.2.胚の地位に関する未解決の難問
もし胚が人間であるとされるのであれば、胚はその譲ることのできない人権を支持される権利を有することになります。一方、胚がその中間に位置するもの、すなわち、人間には及ばないが単なる細胞の塊以上のものと見なされる場合、胚に認められるとしたら、どのような道徳的権利があるのだろうか。確かに、CRISPRを用いてヒト胚を編集する最初の実験が2015年に行われ、それ以来、このプロセスとその可能性に注目しているチームは世界中にわずかしかないという指摘もあるが［85］、最近の研究ではCRISPR-Cas9編集の十分に認識されていないリスクが強調されている：胚が少なくともある程度の法的セーフガードの権利を有すると見なされれば、そうした安全性に関する懸念がこの問題について進行中の議論に大きく影響しそうなのである。このような大きな未解決の論争を踏まえて，すべての胚編集の国際的モラトリアムを求める声もあり[88,89]，カナダを含むいくつかの国では，編集された胚が着床を意図しているかどうかにかかわらず，すでにヒト胚の遺伝子編集を禁止する政策をとっている[90]．一方，米国と英国では，中間的な規制アプローチが選択されている．米国食品医薬品局は，ヒトにおけるCRISPR/Cas9遺伝子編集の使用を遺伝子治療とみなしており，FDAの生物製剤評価研究センター（CBER）が規制している。そのため、ヒトを対象とした遺伝子治療の臨床試験を米国で合法的に開始するためには、治験薬申請書（IND）の提出が必要となります。また、遺伝子治療製品の販売には、生物製剤承認申請書（BLA）の提出と承認が必要です。
このような要件や制限の結果、私財を投じてプライベートラボを運営し、非臨床のヒト遺伝子治療研究を行うことは違法ではありません。しかし、このような治療法を米国で販売するためには、臨床試験および販売に関してFDAの承認が必要となります。現在、連邦法によって、FDAは操作されたヒト胚を含むいかなる申請も審査または承認することができない。ここでもまた，研究目的の胚編集と，倫理的にはるかに議論の多いそのような編集胚の着床とを明確に区別する必要がある．たとえばイギリスでは，着床を目的とした胚のゲノム編集は禁止されているが，廃棄された体外受精胚の遺伝子編集は，その胚が直後に破壊されることを条件に合法である．胚の生成開始、すなわち原始縞の出現後14日を超えてヒト胚を体外で培養することは禁止されている。このような禁止は、1990年と2008年のヒト受精および胚発生（HFE）法に明記されている[92]。イタリアでは、法律40/2004の特定の条項が、受精の瞬間から胚が権利を有すると認めています [93]。同法は、胚そのものの治療的・医学的状態の改善を特に目的としない限り、いかなる研究にも胚を使用することを禁じている [94,95]。
批評家たちは、生体内の胚は自発的な妊娠の終了によって24週まで終了させることができることを考慮すると、このような制限の背後にある明らかな逆説を指摘している[96]。特に、放棄された超数値胚を単に廃棄するよりも、人類に利益をもたらしうる研究目的のために使用する方が間違いなく倫理的に持続可能であるという事実に照らして、胚の研究がこれほど早く停止することを要求されることに混乱を覚える者もいるかもしれない。妊娠の合法的な終了は、女性が自分の体をコントロールし、選択する権利を支持する必要性から生じているが、体外受精卵の研究にはそのような問題は含まれていないのだ。胚の実験に関しては、生命倫理の原則の支持と公益のための科学的進歩の促進との間のバランスを取るという目的のために、このような技術をどの程度厳しく規制すべきかについて、中間的な規制アプローチが現在の不確実性を物語っている。しかし、新しい生物医学技術を管理する規制の枠組みが緩く、曖昧で、具体的でない国は、未検証の技術が利用可能になるような、心配な「破天荒」な科学環境をもたらすかもしれない。生殖細胞治療として使用され、ミトコンドリア病の伝染を防ぎ、妊娠の成功の可能性を高めると考えられている核移植の一形態であるミトコンドリア置換療法（MRT）がそうであることが判明している[97]。
MRTはその安全性がまだ疑わしいことから多くの国で禁止されているが、スペイン、アルバニア、ロシア、ウクライナ、イスラエルのクリニックでは、この方法を提供していることが確認されている[98]。とはいえ、個々の国がこのような技術をどのように規制するかは別として、科学者が遺伝病を予防するためにヒト胚の編集を試みるべきかどうかという問題は、それ自体議論の余地がある。たとえ胚の実験が、胚自身や他の人々への潜在的な利益によって正当化されるとしても、胚は明らかにインフォームド・コンセントを行うことができず、その生涯を通じて影響し、将来の世代にも影響を与える可能性がある、人生を左右する結果を経験する可能性がある。さらに、先に述べたように、倫理的教訓と法的規定の両方の施行と実践は、石に刻まれ普遍的に認められるとは言い難い一連の概念と密接に関連している。したがって、人間の生命（胚であれ胎児であれ）が一人前の人間とみなされる時期は、ヘルスケア、法律・政策立案、すべての人間の個人的自律性の譲れない権利といった重要な領域を包含する、広範囲な影響を及ぼしている [99]。文化的・倫理的にますます多様化する私たちの社会には、簡単な答えはない。画一的なアプローチは失敗する運命にあるようだが、共通の基盤を見出すことは極めて重要である。もしヒト胚を完全な人格を持つ人間と見なすならば、大きな意味を持つことになります。これはカトリックの教義が支持する観点であり、1995年に「人間が関与している可能性があるだけで、人間の胚を殺すことを目的としたいかなる介入も絶対に明確に禁止することを正当化するに十分である」 [100] と述べた故ローマ法王ヨハネ・パウロ二世が最もよく例証していることです。
このアプローチでは、研究用に編集された胚と移植されるために編集された胚を区別していない。逆に、カント、ロック、フレッチャーといった著名な哲学者たちは、自己認識、他者と関係を持つ能力、自制心、合理性、記憶の使用などと密接に結びついた人間性の識別基準を示している [101,102,103,104]．他方、このような複雑さと一見相容れない見解にかかわらず、ヒト胚の研究を禁止または制限することは、科学の進歩に水を差すことになり、現在治療不可能な病気を克服する治療法の開発を阻害する可能性を否定することはできない。それは、これまで報告されてきた懸念を上回る道徳的・倫理的要請ではないのだろうか。ここでもまた、簡単には答えられない。
2.3.応用分野の拡大
神経変性疾患の治療を目指す初期の研究では、CRISPRを他の要素、例えば非病原性ウイルスと組み合わせて使用することで、あらゆるゲノム配列の標的特異性の向上に役立つことさえ示されている[105,106]。CRISPR-Cas9は、複数のガイドRNAをプールして、1つのステップで複数の遺伝子を編集することも可能である。このガイドRNAのプールは、DNAを切断するCas酵素をゲノムの多くの異なる部分に誘導することを可能にする。治療に対する反応や代謝の影響など、全身的な影響を明らかにするために、プールされたガイドRNAを通じて一度に複数の遺伝子を標的にすることは、貴重であることが証明されるかもしれない[107,108]。幹細胞は無限に分裂することができ、胚に存在する220種類の細胞 のどれでも生み出すことができ、胚外細胞（すなわち胎盤）や多能性細胞 （胎盤を除く体の全ての種類の細胞を生み出すことができる）の生物学 的性質も持っている[109, 110]。実際、胚以外の生存可能なヒトの組織源には、全能性細胞と多能性細胞は存在しない。実際、受精後の最初の数回の細胞分裂内の胚細胞は、受精卵の初期細胞に由来する全能性細胞のみであり、多能性細胞は胚盤胞の内部細胞塊に見出される[111,112]。現在のパンデミックシナリオにおいて、CRISPR/Cas9がヒト人工多能性幹細胞（hiPSC）に対して、遺伝子治療からHIVやSARS-Cov-2そのものといった特定のウイルス感染に対する免疫反応の誘導に至るまで、潜在的に応用できることが研究で明らかにされている[113]。SARS-Cov-2研究を含む抗ウイルス反応におけるCRISPR/Cas9とhiPSCの応用の可能性は、ヒト肺を複製することを意味する試験プラットフォームを中心に、野生型（WT）-hiPSCをII型肺球に分化させ［114］、それらをSARS-Cov-2感染を複製できる疑似ウイルスで処理することで得られる［115］。特にSARS-Cov-2のような突然変異を起こしやすいウイルスに関しては，治療への応用の将来的な見通しはまだ立っていないが，ウイルス感染から保護したり，感染しやすくしたりする多型の導入に加えて，ウイルス活性に関与する遺伝子の抑制や上昇のために，遺伝子編集が利用される可能性があることは確かであろう[116]．さらに，編集を受けた細胞は，感染症に対抗するための多くの化合物の能力を試験するために使用することができる．最近，CRISPR/Cas9によってウイルスRNAを標的とする，かなり汎用的で明らかに効果的なアプローチが考案された．研究者たちは，SARS-CoV-2のRNAゲノムに特異的にこれを用いて，その繁殖能力を抑制する可能性を探っているところである．その見通しは、急速に耐性を獲得する能力を持ち、医療制度の破綻やケアの提供における倫理的な難問といった悲劇的な結果を生む、進化の早いウイルスに効果的に対処する大きな機会への道を開く可能性がある[117,118]。
以上のような治療応用の事例から、公衆衛生のために、生命倫理の戒律と科学研究のニーズや急速に発展する力学とのバランスをとることがなぜ不可欠であるかを理解するのは難しいことではありません。一方、HuMAN細胞における予防的抗ウイルスCRISPR（PAC-MAN）のような技術の道筋には、まだいくつかの障害が横たわっています。このような方法は、標的RNA分解によるウイルス遺伝子発現抑制を目的として、CRISPR-Cas13dによりヒト細胞内のRNAウイルスを抑制できることが研究で示されている。そのアプローチの難しさは、CRISPRの構成要素が大きすぎて標的細胞に入り込めないため、確実に効果的なデリバリーメカニズムがないことである。実際、CRISPRの送達システムとして使用される合成分子であるリピトイドの開発という点では、進展が見られる[119]。それでも，PAC-MAN [120] のような臨床的に実行可能なCRISPRベースの潜在的治療オプションは，精度，適用性，コストの点で主流の治療利用にはまだ遠く，現在のシナリオでは実現可能な解決策とは言い難いかもしれない．
3.治療」と「機能強化」の境界線が曖昧になるとき
ゲノム編集技術が間違いなく治療的価値を持ち，不治の病に対する新しい治療法を提供するという点で大きな可能性を秘めていることから，著名な生命倫理学者たちは，それが倫理的に望ましいとさえ言えるかもしれないと指摘し，それを提唱している［121,122］。実際、遺伝子編集技術によって、生殖補助医療で破壊される胚の数を減らすことができる可能性すらある。現時点では、遺伝性疾患のキャリアが同じ疾患を持たない子供を得ようとする場合、キャリアはその疾患の影響を受けない胚を選択する目的で、体外受精や着床前遺伝子診断（PGD）に頼ることが多い。しかし、体外受精の場合、望まれない胚が大量に発生し、たとえ生存していても最終的には破壊されてしまうことを忘れてはならない。この倫理的に好ましくない行為は、安全で効果的な遺伝子編集技術がすべての人に利用できるようになれば、時代遅れになるであろう。実際、遺伝病のキャリアは、例えば、嚢胞性線維症や鎌状赤血球貧血などの常染色体劣性単原病を引き起こす常染色体劣性突然変異 [123] など、両親がキャリアである遺伝条件に影響を受けない子供を作ることを可能にするため、もはや大量の余剰胚を作り出す必要はないであろう [124,125]（※1） ．しかしながら、そのような理論的な利点を最終的に達成できないような害、オフターゲット効果または誤編集の可能性を考えると、そのような将来的な応用の実現可能性は疑問視されている[126]。さらに、胚検査は常に必要であり、胚の選択も必要であるため、遺伝子編集がPGDに取って代わることはないだろう。
生殖細胞ゲノム編集の悪影響から生じるリスクを最小限に抑えるために、編集介入後も実際には検査を実施する必要がある。したがって，編集技術がまだ100％の精度からかなり離れている限り，胚は介入後であっても再び廃棄されるかもしれない[127]．米国科学アカデミー（NAS）が2020年に発表した報告書で述べているように，実際，現在利用可能な編集技術も，起こりうる標的外影響を抑制することを目的とした胚DNAの配列決定も，まだ十分に信頼できるものではないため，変異を継承しない実子を持つために，カップルがその技術を利用するには厳しい基準が満たされなければならない。重要な要因としては、疾患の性質や重症度、遺伝子型と表現型の相関関係に対する認識、出生前遺伝子検査（PGT）や非侵襲的遺伝子診断（NIPT）など、既に述べた代替手段が利用可能であることなどが挙げられます [128]。遺伝性ヒト生殖細胞編集のすべての可能な用途が、責任ある翻訳経路に依存できるわけではないため、徹底したリスクベネフィット分析は、病気の重症度、カップルの遺伝的状況、病気の遺伝様式、提案された配列変更の性質、代替手段の利用可能性といった、評価を行う必要のある複数の複合変数にかかっている [129]。しかし、治療的な可能性を除けば、遺伝子編集の倫理に関する徹底的な議論は、生物医学的な強化を目的とした応用の可能性という、あまりにも重要な側面を省くことはできない。現在、認知機能および/または身体的パフォーマンスの強化のための主要な手段は、本質的に薬理学的なものである。薬理学的認知機能強化とは、健康な人がパフォーマンスを向上させるために、適応外の薬物やサプリメントを使用することである。このような薬物は、nootropicsまたは「スマート・ドラッグ」と呼ばれています。
向精神薬の使用は、娯楽的な使用者に加えて、専門家や学生にも普遍的であり、ますます普及している [130,131,132] 。最も普及している物質の中には、メチルフェニデート [133]、フルオキセチン、及びシルデナフィル [134,135] が含まれる。薬理学的エンハンサーは、既に規制当局や政策立案者にとって主要かつ直接的な課題となっているが、ゲノム編集技術を利用して、まだ生まれていない人間の能力を高めることができれば、それはさらに深刻なものとなるだろう。したがって、そのような介入を通じて、第三者の希望や決定に従って、個人の形質や特性がその妊娠中に選択される可能性がある。それは一種の「生殖細胞系列の遺伝子強化」に相当し、すなわち人間の身体と精神の限界を克服し、健康の回復や維持を意味する治療的利用をはるかに超えることになる[136]。人間の生物学を完全にコントロールするという夢（あるいは反対派によれば悪夢）はまだ遠いかもしれないにもかかわらず、遺伝子編集研究はすでに大きな前進を遂げている[137,138]。批評家たちは、このアプローチが、これらの技術の倫理的、社会的、法的な意味合いと社会におけるその実行についての考察の必要性を生じさせるであろうという懸念を表明している。科学者がいつか「神の演技」を始めるかもしれないという懸念は、結局のところ新しいものではない。数十年前、体外受精（IVF）は、「不自然」あるいは男性に属さない特権を担っていると多くの人々によって厳しく批判されてきた[139,140,141]。体外受精の技術は、道徳的、倫理的にまだ議論の余地があり、しばしば制限されています。また、親になれる期間を延長することができる受胎能温存術も同様です[142,143,144,145]。
3.1.エンハンスメントは危険な道へ向かっているのか？
このような技術は潜在的に非常に大きな利益をもたらす可能性があるにもかかわらず，反対派は遺伝子編集に基づく強化を優生学になぞらえるまでに至っている：結局，強化とはすでに正常範囲にある能力，機能，あるいは外観を改善することを目的とした介入である。優生学は、ダーウィンの自然淘汰に基づく功利主義的な哲学的教訓に根ざしています。そのため、優生学は、中流階級や上流階級に属する「適者」とみなされる人々には大家族を持つことを奨励し、「不適者」とみなされる困窮者には繁殖を控えるよう促したのである。20世紀にかけて、精神的あるいは身体的な適性に基づいて道徳的価値を判断することは、強制不妊手術、安楽死、大量虐殺といったおぞましい規模の残虐行為につながることが明らかになった [146]。19世紀後半から優生学はアメリカ（ロックフェラー、カーネギー、フォード財団が積極的に優生学の研究に資金を提供していたと言えば十分だろう）からイギリス、ドイツ、スウェーデンといった西洋の国々で提唱されていたが、こうした倫理的、科学的に弁解の余地がない考えは最終的に愚かさとして暴かれ、当然拒否されることになったのである。しかし現在では、人間の能力を遺伝子レベルででも向上させたいという願望は、確かな科学、個人の同意、自己改善への決意に基づくものであり、強制の要素はない [147] 、可能な限り最高の子供を生み出すという道徳的義務さえ存在すると主張する学者や哲学者が、人間強化の有力な支持者となっています [148] 。これは哲学的に複雑で論争を呼んでいる枠組みであり [149]、能力又は「望ましい」属性に基づいて人間の価値の程度を決め、恐らく障害者や恵まれない者に低い道徳的価値を与えることになるため、私たちの見解では拒否されるべきです [150,151,152]。そのような目的を追求する「義務」とされるものはトランスヒューマニストの教義の不可欠な部分であり、その信奉者は治療目的ではない遺伝子編集や強化目的の他の新しい技術や新興の技術を信奉している [153]。事実、トランスヒューマニストは生殖細胞や強化遺伝子治療の望ましさと必然性を受け入れており、一方で研究の公的資金援助やその安全性を確保するための規制プロセスを求めている[154]。まだ生まれていない者を「道徳的に義務的に」強化するというような極端な考え方は別として，生殖技術に適用されるゲノム編集の倫理的実現可能性を検討する際には，3つの側面を定義し特定すべきであると私たちは考えている: すでに述べたように、強化されるべき胚の道徳的地位、強化されることを意図した個体の法的地位、強化介入を実施する代理人の責任などが含まれます。実際，遺伝子の強化が，胚や新生児といった特に脆弱で自律性を持たない個人のアイデンティティ，尊厳，良好な生涯といった譲ることのできない人権に影響を与える可能性は否定できない [155]．結局のところ，第2回ヒトゲノム編集に関する国際サミット［156］で指摘されたように，生殖細胞ゲノム編集のリスクと利益はまだ十分に理解・解明されておらず，少なくとも生殖細胞ゲノム編集を進めるには十分ではない。とはいえ、拡大する科学的理解と最近の研究は、将来の臨床利用のためのバランスのとれた経路が何を含むべきかを概説し始める時期かもしれないことを指摘しているようである[157]。というのも，時間の経過とともに，生殖細胞ゲノム編集のための確実で一貫した臨床経路の定義は，臨床倫理と我々の文明が築かれた中核的価値の両方に違反する無責任な行為を防ぐために，道徳的に不可欠かつ必要となり得るからである。
3.2.遺伝子ドライブ。環境と生態系への潜在的脅威？
前述したように、CRISPRはヒトへの治療応用に加えて、動物[158]、昆虫[159]、植物[160]、微生物[161]の改変に既に用いられている。例えば、最近、野兎病の原因菌であるFrancisella tularensisの第4亜種であるFrancisella novicida（FnCas9）由来の新しい2型CRISPRシステムが特徴づけられ、実験に成功した[162]。FnCas9は、非相同末端結合を介したDNA修復だけでなく、相同性指向性修復（HDR）を指示し、HDRの割合が高く、オフターゲットが極めて少ないことが分かっている。意図した標的への結合という点では、かなり高度な特異性が示されており、ゲノム編集技術の地平がさらに大きく広がる態勢にあることを示している[163]。このような利用は、そのような文脈では新たな倫理的問題を引き起こさないように見えるかもしれないが、CRISPRが遺伝子組み換え生物（GMO）の生成と公開を管理する規制に逆行する可能性があるという現実のリスクは存在する。改変生物の生成は、そのベクターや侵入種の排除を通じて、感染症を根絶する可能性があるという点で価値がある[164]。2014年、EsveltらはCRISPR/Cas9を利用してエンドヌクレアーゼ遺伝子ドライブを構築できることを示唆し[165]、その後すぐにサッカロミセス[166]、ショウジョウバエ[167]、蚊におけるCRISPRベースの遺伝子ドライブのエンジニアリングに成功したとする研究が発表された[168]。遺伝子の歪みは、4つの研究すべてによって、将来の世代にわたって効率的に発見されている。さらに最近の実験では、CRISPR/Cas9ベースの遺伝子ドライブが、酵母、ミバエ、または蚊の実験室集団のほぼ全てに標的遺伝子を拡散できることを実証している[169]。
このような研究の顕著な例として、デング熱を媒介するアカイエカや、原虫を媒介するアノフェレス亜種の一部[170,171]がある[172,173]。バイオテクノロジーの研究者たちは、「遺伝子ドライブ」に頼っている。これは、病気を媒介できないようにする、オスの蚊に不妊を誘発する、あるいはその子孫の寿命を縮めるという究極の目的のために蚊を編集することによって、病気の伝染を食い止めることを目的としている [174]。こうした方法は、致命的な病気を根絶する上で極めて貴重なものとなりうるが（マラリアは2018年に2億2800万人を襲い、40万人以上の死者を出している[175]）、環境的に有害な結果をもたらし、種全体を絶滅させうるという懸念が表明されている。遺伝子操作は、編集された形質を遺伝させることができる強力なツールである。それゆえ、環境中に放たれた遺伝子組換え生物は野生型の仲間を見つけ、その子孫は50％の確率で組換え遺伝子を受け継ぐと推定されている[176]。にもかかわらず、このような恐れ（と希望）は、確かな経験的研究と分析よりも、むしろ逸話的で推測的な理論に大きく基づいているため、誇張されているように思われる。このような技術の進歩はともかく、それがどれほど危険なものであるか、あるいは有望なものであるかは、まだ証明されていない。編集された蚊や他の害虫が少量導入されただけでは大きな影響は生じないだろうが、遺伝子ドライブは、CRISPRによって一方の染色体に生じた変異を相手の染色体にコピーし、編集されたゲノムを将来の世代に受け渡すことが可能である[177]。
実際、十分な封じ込め機構がなければ、種全体を滅ぼし [178,179]、食物連鎖を混乱させたり、侵入種の無秩序な増殖や拡散につながる可能性がある [180,181,182]．したがって、集団内の遺伝子フローを変化させるなどの意図しない効果がある可能性があるため、CRISPR改変種の制御の試みを妨げたり複雑にしたりする知識のギャップを特定することが最も重要である [183]。集団内での遺伝子ドライブをモデル化する試みがなされてきたとはいえ [184]、複雑で非常に動的な生態系を包含するような評価は非常に困難である [185,186]．このような生態系や生物多様性に対するリスクや潜在的な脅威に直面するため，空間や範囲が限定された可逆的な改変を実現するために，「デイジーチェーン駆動」と呼ばれるCRISPRベースの自己消耗型遺伝子駆動によって，遺伝子駆動を可逆的にする方法が検討されている［187，188］．
3.3.CRISPRは潜在的なバイオセキュリティーハザードと見なされるべきか？
2017年，米国国防高等研究計画局（DARPA）のSafe Genesプログラムは，遺伝子ドライブを制御，対抗，逆転させる方法に関する研究に資金提供するために，6500万米ドルを割り当てることを発表した[190,191]。すなわち，生物に適用されるゲノム編集を空間的，時間的，そして可逆的に制御する技術の開発，生物におけるゲノム編集を食い止めるか抑制し，集団におけるゲノム背景を維持するための実行可能な予防・治療ソリューションの作成を目指す分子対策，望ましくない編集遺伝子を生態系から根絶し，その遺伝的ベースラインに回復させる能力，という3つの基本技術目標に向けてプログラムが企画された。
これらの強力な技術の開発は，安全性と責任ある方法で達成される進歩を優先する厳格な倫理的枠組みの中で展開・進展しなければならないことが強調されている[192]．安全な遺伝子プログラムのDARPAプログラムマネージャーは、ゲノム編集を制御、抑制、あるいは逆行させるための方策と技術を、人々をゆっくり走らせるためではなく、むしろ速く走り、必要なときに止まることを可能にする「車のブレーキ」になぞらえている。
さらに、「ゲノム解読と遺伝子編集ツールキットのコストが急落し、この技術へのアクセスが容易になったことで、遺伝子改変の実験機会がさらに増えている」と述べている。加えて，この低コストと高可用性の融合は，遺伝子編集の応用が，ポジティブなものもネガティブなものも，従来の科学界の範囲や監督の外で活動する個人あるいは国家機関から生じ得ることを意味している[193]．このような発言の倫理的な意味合いは、そのような技術が紛れもなく持っている可能性に照らして、非常に驚くべきものである。実際、CRISPRは正確に言えばデュアルユース技術として捉えることができます：医学、科学、公衆衛生に広範な潜在的利益をもたらす一方で、悪意を持って使用されることもあり得ます。米国国防総省の要請を受けた米国科学・工学・医学アカデミーによる2018年の報告書［194］で指摘されているように、バイオテクノロジーの研究開発を継続することが重要であると同時に、それと同様に重要なのは、科学と公共の領域におけるその革新的な応用が、特に的を得た評価の枠組みを通じて徹底的に評価されるべきことである。この報告書では、既知の病原体（天然痘など）の再創造が最も懸念されるリスクの1つであり、新しい病原体の創造はリスクが低いとされている。実際、CRISPRによって、ある病原体が別の病原体の毒性を獲得するような編集が可能になるかもしれないし、ゲノムが公開されている既知の病原体を不正な科学者が複製できるようになるかもしれないのだ。このような懸念事項を考慮すると、CRISPRの誤用は、バイオセキュリティに真の脅威をもたらす可能性があると認識されるに値する。国レベルでのこうした監視の取り組みがどれほど効果的であるかは、まだわからない。確かに、誤用のリスクをゼロに近づけるための銀の弾丸のような解決策は存在しない[195]。この事実を認識すれば、遺伝子組み換え作物の試験と環境放出に関する基準を定めることを目的とした、的を射た世界共通の規制の必要性がどれほど急務であるかが一層明らかになる。このような革新的な応用は、現在の国内および国際的な規制では、特に指導と監視の面で、事実上、十分に管理されていない。こうした欠点は、遺伝子編集や遺伝子組み換え作物の安全性と実行可能性、そしてこうした技術を監督する役割を担う規制機関や組織に対する国民の不信感を引き起こす可能性が高い。この点での主な懸念は、遺伝子組み換えに対する国民の誤解と不信が、科学の進歩とCRISPRの非常に有益な応用を妨げるということである。このようなCRISPRの応用に関する規制や研究倫理を十分に検討し、計画し、そして何よりも正しく理解することは、少なくとも共通の価値観を持つ国々が共有できるヒト生殖細胞系編集の倫理的枠組みを作る上で大きな役割を果たすと思われる。
3.4.規制の枠組みを共有するために？
したがって、遺伝子編集に適用される共通の基準はこれまで以上に不可欠であり、研究倫理は、ある手順によって個別に影響を受ける人々からインフォームドコンセントを得るという丹念なプロセスに基づく必要があるという認識に基づくものである必要がある。それでも、まだ生まれてもいない存在、あるいは環境や生態系を改変することを目的とした遺伝子編集や遺伝子ドライブの研究には、その平易で議論の余地のない基準が簡単に適用されることはないでしょう。したがって、これらの領域における倫理に基づく研究とイノベーションの基礎となるのは、人権条約に規定された基本的な教訓に沿った、広義の研究のカテゴリーに適用される基本的な価値観に基づくものでなければならない。人権の本質は、身体的な幸福と自律性の観点から国民の権利を擁護し、健全な生活環境に依存できるようにする国家の義務であることは間違いない。結局のところ、それは、国連の世界人権宣言が基づいている人間の尊厳の概念そのものである[196]。ゲノム編集を規制するための道徳的・倫理的羅針盤を更新するために、国内外の科学機関によるガイドラインや勧告が貴重な参照枠として活用されなければならない。この目的のために、すでに述べたNASによる最近の分析は、最も議論を呼ぶ遺伝子編集の形態である遺伝性ヒトゲノム編集の漸進的かつ監督された発展に対する貴重なガイダンスを概説している[129]。具体的には、劇的で大きな影響を及ぼすブレークスルーは、安全性を優先して規制される必要があるのです。もちろん、リスク・ベネフィット分析に基づき、比較的少数の初期症例を極めて慎重に選択し、初期結果を検証・評価した上で、さらなる処置が行われなければならない。さらに、手術の効果に高い不確実性が存在する場合、死亡率や罹患率が高く、代替手段がない臨床状態にある患者を対象に介入する必要があります。このような基準に従うことは、潜在的な有害性と有益性の最も正確な評価に沿うものであり、そのような技術のヒトへの応用が、倫理的に納得のいくインフォームドコンセントのプロセスを経て提供されることを保証するものであろう。先にも述べたように、遺伝性のヒトゲノム編集は、その技術の結果として生まれるであろう個人の将来の存在に影響を与えるが、明らかに同意を与えることはできない。第二に、生殖細胞系列の編集は、将来の世代に遺伝する可能性のある遺伝的変化を生じさせる。これらの点から、解決策と基準を共有することの必要性は、それがどんなに困難であっても、より一層緊急性を帯びています。そのような観点は、体細胞か生殖細胞かにかかわらず、ヒトゲノム編集に関連する科学的、倫理的、社会的、法的課題を掘り下げることを目的とした世界的な学際的専門家委員会「ヒトゲノム編集のガバナンスと監視のためのグローバル基準の開発に関する世界保健機関専門家諮問委員会」が発行した3つの報告書ですでに強調されていました[197]。2019年3月18日から19日にかけて初会合を開催したWHO委員会は、患者の安全と国民の信頼を目的としたバランスのとれた強制力のある規制と監視メカニズムに依存して、体細胞ヒトゲノム編集介入のための適切なトランスレーション経路の概要と成文化を行った国はまだ比較的少ないと指摘している。したがって、WHOの専門家ワーキンググループが設定した優先事項は、透明性と信頼性の高い実践を促進する最善の方法について理解と認識を深め、あらゆる決定と認可が、NASの考察と明らかに一致して、適切なリスク/ベネフィット評価に基づくことを確認することであった。
4.結論技術が規制ガバナンスを上回る場合、調和が鍵になるかもしれない
我々の社会に深く根付いている核となる価値観に疑問を投げかけるような革命的な技術の可能性と同様に、ゲノム編集もまた困難な問題を伴うに違いない。倫理的に複雑で、一見相容れないように見える要素も、関係者全員の権利の擁護と、極めて困難な状況に直面しても公衆衛生を育むことを目的とした、バランスのとれた法的・規制的アプローチによって対処されなければならない。この見通しは、広範なリスク・ベネフィット分析に依存しなければならない。いくつかの国際的な法律が、このような研究を厳しく制限または禁止し、十分な資金を提供することを妨げていることを考えると、これを達成することは現在困難である。ベネフィットとリスクに関する信頼できるデータは、ほとんど入手できない。各国政府がこのような制限を設ける理由を再考し、それが単なる恐怖に根ざしたものではなく、本当に正当なものであることを確認することが最も重要である。同時に、CRISPRのヒト以外の生物への応用は、生物学的脅威をもたらす可能性があるという点でも見過ごすことはできない。生殖細胞系列の改変が個人と社会にもたらす並外れた重要性については、まだ公に議論されていない。しかし、学際的な議論によって、政策立案者、資金提供者、研究機関、利用者が、ある技術の適切な応用と、不適切、耐え難い、あるいは危険な応用とを確実に、効率的に区別することができるようになるだろう。今後は、前述のような倫理的な複雑さにどのように対処するのが最善かを決定する組織の設立を支持する声が多い。ヒトゲノム編集に関する国際サミットのようなイニシアチブは、少なくとも核となる価値観の共通フレームワークに基づいた国家間の中間地点と共有の解決策を見つけるという究極の目標に向けた一歩となるものです。
著者による寄稿
執筆-原案作成 R.P.、A.D.R.、E.M.、編集 F.U.R., R.P. 及び S.Z.。
資金提供
本研究は、外部からの資金援助を受けていない。
施設審査委員会声明
該当事項はありません。
インフォームド・コンセントに関する声明
該当事項はありません。
データの利用可能性に関する声明
本研究で発表されたデータは、対応する著者から要請があれば入手可能である。
利益相反
著者は利益相反を宣言していない。
脚注
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記事情報
Cells.2021 May; 10(5):969.
2021年4月21日オンライン公開 doi: 10.3390/cells10050969
PMCID: PMC8143109
PMID: 33919194
ロベルト・ピエルジェンティーリ、1 アレッサンドロ・デル・リオ、2,* ファブリツィオ・シニョーレ、3 フェデリカ・ウマニ・ロンキ、2 エンリコ・マリネッリ、2 シモーナ・ザアミ2
佐久間哲司 学術担当編集委員
1イタリア国立研究評議会分子生物学・病理学研究所（CNR-IBPM）、00185ローマ、イタリア；ti.rnc@ilitnegreip.otrebor
2ローマ・サピエンツァ大学解剖学・組織学・法医学・整形外科学教室, 00161 Rome, Italy; ti.1amorinu@ihcnorinamu.aciredef (F.U.R.); ti.1amorinu@illeniram.ocirne (E.M.); ti.1amorinu@imaaz.anomis(S.Z.)。
3Obstetrics and Gynecology Department, USL Roma2, Sant'Eugenio Hospital, 00144 Rome, Italy; ti.2amorlsa@erongis.oizirbaf
*Correspondence: ti.1amorinu@oirled.ordnassela or moc.liamg@07oirledordnassela
2021年3月31日受領、2021年4月19日受理。
Copyright © 2021 by the authors.
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参考文献（一部）
参考文献リスト全文は本文を参照ください。
1.大腸菌のアルカリホスファターゼのアイソザイム変換を行うiap遺伝子の塩基配列とその産物の同定。J. Bacteriol.1987;169:5429-5433. doi: 10.1128/JB.169.12.5429-5433.
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196.モーシンクJ.編著。世界人権宣言。起源、起草、意図。ペンシルバニア大学出版局；米国ペンシルバニア州フィラデルフィア：2000年。世界人権宣言。(Pennsylvania Studies in Human, Rights; Ratified by the General Assembly as Resolution 217 during Its Third Session on 10 December 1948 in Paris, France).[Google Scholar].
197.ヒトゲノム編集のガバナンスと監視のためのグローバルスタンダード開発に関する専門家諮問委員会 Background Paper Governance 1.ヒトゲノム編集。2019年3月号。(2021年3月2日アクセス)]; Available online: https://www.who.int/ethics/topics/human-genome-editing/WHO-Commissioned-Governance-1-paper-March-19.pdf
参考動画
1 ダニエル・ナガセ博士「人類の遺伝子プール」が汚染されている。
2 ワクチンによって生殖系列細胞の遺伝子治療が行われている。接種者及びその子孫はトランスヒューマンとなって、もはや人間ではない アリヤナ・ラブ医師
3 CRISPRで私達のDNAを編集する方法｜Jennifer Doudna
参考記事
1 ヒトゲノムを書き換える、人権法を書き換える？CRISPR時代の人権、人間の尊厳、そして人間の生殖細胞改変。
2 ヒト逆転写酵素はコロナウイルスのゲノム組込みを媒介できる: 米国科学アカデミー紀要に掲載された論文から。
3 チンダ・ブランドリーノ博士「DNAが遺伝子改変されれば、特許を取得できる」
4 米軍機関、遺伝子消滅技術に1億ドルを投資（2017.12.04）
マラリアを媒介する蚊やその他の害虫を一掃するために使用できる技術だが、国連の専門家は、軍事利用の可能性や予期せぬ結果に対する懸念から、禁止を求める声が強いと述べている。
米軍機関は、マラリア蚊や侵入ネズミなどの種を一掃できる遺伝子絶滅技術に1億ドルを投資していることが、情報公開規則に基づいて公開された電子メールで明らかになった。
この文書は、米国の秘密裏に設立された国防高等研究計画局（Darpa）が「遺伝子ドライブ」研究の世界最大の資金提供者になったことを示唆しており、火曜日からモントリオールで開かれる国連の専門家委員会を前に緊張を高めることになるだろう。
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