当诺亚（Noah Shulman）在2016年圣诞节后几天出生时，他的父母克里斯特（Kristelle）和埃文（Evan）没有理由担心他。怀孕顺利，分娩也是如此。
但出生后的几天内，诺亚开始出现挣扎。他不进食，所以他开始体重减轻。他处于昏昏欲睡状态。几位儿科医生向舒尔曼斯保证，他们可能对诺亚的症状过于敏感，因为克里斯特尔是一名护士而埃文是一名医师助理 – 这是第一次父母白大衣综合症。“他们认为我们是神经质的父母，”埃文说。
但是，当诺亚紧张地呼吸时，惊恐的舒尔曼斯把他带到了急诊室，他在接下来的几个月里一直在医院里度过。经过令人痛苦的一个月的抢救医疗，包括癫痫发作和心脏病发作，舒尔曼斯得知他们的儿子患有一种罕见的遗传性疾病，影响了他的线粒体。
全世界约有4,000之一人 – 在美国有20,000人 – 患有线粒体疾病。线粒体几乎存在于人体的每个细胞中，它们为细胞所做的一切提供能量，充当人体的分子电池。他们也有自己的DNA，突变可能导致听力丧失，糖尿病，肌肉无力，癫痫发作和心脏病。由于尚无法使用基因疗法修复或改变受影响的线粒体基因缺少没有线粒体疾病的治疗方法。出生三个月后，诺亚去世了。
当他们试图接受他们儿子的死亡时，舒尔曼斯受到了另一次情绪上的打击。他们的医生直截了当地告诉他们，他们不应期望有一个健康的生物孩子; 由于线粒体突变发生的方式，每次怀孕就像玩生殖轮盘游戏，变量是他们的婴儿会受到多大的影响。“他们非常实际地告诉我们，我们真的没有办法出生另一个生物孩子，”埃文说。建议他们考虑采用或使用捐献卵子。
虽然他们也考虑了这些选择，但他们还没有准备好放弃生育孩子。“我们立刻意识到我们想要另一个孩子，”克里斯特尔说。“在遇见诺亚之后，拥有自己的孩子并抱着他 – 这是一种不同的感觉，一种情感纽带。”
就在那时，他们了解了线粒体替代疗法（MRT），这是一种有前途的生育治疗创新，可以让像舒尔曼这样的夫妇拥有健康的孩子。它涉及用来自供体的健康线粒体DNA替换突变的线粒体，同时保持生物母亲和父亲的DNA完整。体通过体外受精（IVF）传统上结合了来自两个人的遗传物质，通过从第三方从线粒体引入少量DNA。
哥伦比亚大学分子遗传学实验室的医学主任Michio Hirano博士说：“我们正在打破一个前所未有的障碍。”他计划将Shulmans作为MRT作为研究的一部分。“从生物学角度来看，生成的胚胎或人有三种不同的DNA来源，这是一种独特或新颖的概念。”
喜欢Hirano的科学家和像Shulmans这样的家庭比政策制定者更为坚定。在科学家和家庭看到一个迫切需要的生育策略的地方，伦理学家和立法者看到了关于如何定义父母权利的粘性问题，以及是否永久性地重写某人的遗传密码在道德上是可以接受的。目前正在测试基因治疗以治疗癌症和其他疾病，因为这些调整仅影响接受治疗的个体。但是，考虑到这些修改可以传递给后代，科学家在涉及改变卵子，精子或胚胎的研究时面临更严格的规则，伦理学家和立法者并不准备接受这种科学飞跃的社会影响。
MRT被认为是一种基因编辑形式。同样地，IVF在1978年将受精从子宫移植到实验室时重新定义了生殖，MRT – 更广泛地说，它所代表的基因改变胚胎的新时代 – 正在推动人类生殖的边界。研究人员表示，尽管存在这种担忧，但该技术值得追求，因为对线粒体本身的更广泛了解可以为不孕症提供新的解决方案，即使不受线粒体疾病影响的人也可能受益。例如，有证据表明，重新激活线粒体可以改善衰老卵的质量和功能。这可能会增加近80％的老年妇女的怀孕率，她们努力生产足够健康的卵子，以便使用体外受精。
“我们真正改变了人们生孩子的机会，”东北大学生物系主任Jonathan Tilly说道，他是这项工作的先驱。
直到诺亚病了，舒尔曼斯才知道线粒体疾病以及这套病症是如何经常从母亲传给孩子的，因为胚胎通常会保留卵子的线粒体和精子的一小部分。一旦诺亚被诊断出来，Kristelle就进行了基因测试，并了解到70％至80％的线粒体发生了变异，尽管她没有任何症状。
每个卵子含有数十万至数百万个线粒体 – 没有人真正计算过多少 – 研究人员最近才发现，每个卵子在细胞中具有不同的功能。虽然细胞的长链DNA被紧紧地缠绕在其细胞核中，但线粒体 – 一种生活在细胞内的独立细胞器 – 具有由37个基因组成的自身DNA。影响线粒体的突变的数量和类型对细胞产生不同的影响，这可能导致一系列不可预测的症状。
“患有线粒体疾病的女性最大的问题是无法知道孩子会有多大程度的突变，”英国纽卡斯尔大学生殖生物学教授玛丽赫伯特说，他正在领导一项测试MRT的计划。在受影响的人中间。“一个女人可以产生变异负荷变化很大的蛋，所以她可以拥有一个健康的孩子，或者她可能会有一个受到严重影响的孩子; 这是不可能的。“
控制这种不可预测性的一种方法是使用IVF和筛选胚胎进行植入前遗传学诊断（PGD），这通常用于检测许多遗传疾病，包括唐氏综合症和肌营养不良症。在这些情况下，技术人员可以从一个几天大的胚胎中取出一个细胞，并分析其DNA携带的突变量。同样的策略可以应用于线粒体DNA，医生只会移植那些线粒体突变少于18％到20％的胚胎，他们认为这些胚胎不会导致衰弱的症状。虽然线粒体PGD可在英国和其他国家使用，但它仅在美国的研究中可用，因此Shulmans已转向海外的PGD计划进行筛查。
PGD只能降低下一代线粒体疾病的风险，而MRT，因为它从捐赠者引入健康的线粒体，可以消除它，所以舒尔曼人也决定尝试MRT – 或者尽可能少的美国法律程序目前允许。联邦政策不仅阻止科学家利用政府资金进行人类胚胎研究，导致其受到伤害或破坏，而且国会还禁止食品和药物管理局评估MRT等新疗法甚至接受申请考虑批准程序。这就是为什么Hirano为他的研究找到了私人资金，Shulmans和其他五对夫妇加入了这项研究。即便如此，他也只能执行捷运; 他不能转移胚胎怀孕。在政策发生变化之前，它 “现在我们正在暂停这些胚胎，”他说。“在我们获准前进之前，我们无法前进。”
哥伦比亚大学发育细胞生物学家迪特·埃格利（Dieter Egli）正在进行基因交换，他是操纵卵内DNA的专家。他从具有健康线粒体的供体卵中去除DNA，并用受线粒体疾病影响的女性的卵核取代DNA。由此产生的卵子，包含受影响的妇女的DNA和供体的非突变线粒体，可以由父亲的精子受精，并产生一个很可能不受线粒体疾病影响的孩子。
正在等待卵子捐赠者创建他们的MRT胚胎的舒尔曼人理解为什么创造与父母的卵子和精子结合在遗传上不同的胚胎的想法引起了一些人的关注。改变卵子，精子或胚胎中的基因理论上可以使父母有可能挑选和选择他们重视并希望在孩子身上看到的特征 – 从眼睛的颜色或身高等物理特征到更复杂的特征，如智力或运动能力。但舒尔曼希望像他们所参与的那样的研究能够帮助人们更好地理解这种遗传干预的救生方式，并了解MRT是什么 – 以及它不是什么。
“人们有各种疯狂的理由反对这一点，”埃文说。“他们害怕我们正在创造设计师婴儿，但这是人们无法理解这不是创造我们想要的东西，而是纯粹是为了消除对这么多人造成毁灭性的致命疾病。”
对于受线粒体疾病影响的家庭来说，这是唯一的道德要求 – 他们有权利使用每一种选择来拥有自己的健康儿童。患有线粒体疾病的澳大利亚塔斯马尼亚心理学家Shelley Beverley表示，她极度希望自己的生物学孩子成为一种生物遗产，以防这种疾病过早发生，就像她和她的兄弟一样。“我真的想要一个有我的基因和我丈夫的基因的孩子，因为如果发生任何事情发生在我身上，我希望我的丈夫看着我们的孩子思考，你让我想起你的妈妈，你有她的眼睛，“ 她说。“我们不想要设计师宝贝，我们不想扮演上帝。我们只想得到最健康的孩子。“
Beverleys尝试过PGD，但经过五个周期的体外受精后，他们发现他们的胚胎受到线粒体突变的影响太大，不适合转移怀孕。“我们的选择已经不多了，”她说。“MRT是我们降低风险的唯一选择。”
但与美国一样，MRT尚未在澳大利亚获得批准。然而，去年夏天，该国的一个参议院委员会举行听证会，讨论是否应该允许捷运，并邀请受线粒体疾病影响的家庭提出诉讼。在作证之后，委员会发布了一份报告，支持MRT的研究，条件是它可以用来帮助像Beverley这样的人设想一个健康的孩子。如果立法通过，澳大利亚可能只是第二个批准捷运的国家。2015年英国成为第一个，去年研究人员开始使用MRT进行一项研究，以帮助受此疾病影响的两个人拥有健康的婴儿。进行这项研究的团队，包括赫伯特，正在认真进行，以保护参与者的隐私，并确保在科学出版物中正确呈现结果，以便医生可以从案例中学习。他们计划将研究范围扩大到其他国家的夫妇，但目前只接受来自英国的夫妇，因此他们可以在婴儿出生后密切关注他们。
他们有理由保持谨慎。2016年，纽约市不孕不育专家John Zhang博士报告了墨西哥第一个使用MRT出生的婴儿，其中包括乌克兰的其他婴儿的出生。但由于这些是个案研究，而不是严格审判的一部分，因此对于该程序的有效性和安全性仍然存在疑问。一个问题涉及技术人员如何精确地从微小的卵中去除受影响的母亲的核DNA，以及她突变的线粒体DNA有多少可能无意中携带到供体卵中; 张在2017年发表的一项研究中表示，婴儿不同组织的检测水平从不可检测的水平到9％不等。张说，他计划定期跟踪这名男孩，直到他到18岁，评估有什么影响，如果有的话，
Shulmans和Hirano研究中的其他夫妇意识到，为了让他们怀孕，美国法律必须改变。这是一个很长的镜头，因为在这个国家研究人类胚胎的任何努力都倾向于陷入堕胎辩论中关于胚胎是否被认为是有生命权的人类以及是否应该成为实验研究。传统上，生物伦理学研究机构黑斯廷斯中心的伦理学家和研究主任约瑟芬·约翰斯顿说：“联邦政府的首要任务是我们不打算对人类胚胎进行研究 – 我们不会资助它，我们不会宽恕它。“
许多研究人员认为，解雇任何涉及人类胚胎遗传改变的研究，如MRT，都会可能关上导致疾病治疗方法的大门。但他们也承认，一些已经在胚胎中引入永久性遗传变异的快速移动的海外科学家可能走得太远，因为尚不清楚这些干预措施的安全性和有效性。去年11月，一位中国生物工程师向科学界和公众发出警告，当时他宣布使用一种功能强大但尚未经过测试的基因编辑工具，称为CRISPR，在双胞胎女孩成为胚胎时对其进行基因改造，使其对艾滋病毒感染有抵抗力。CRISPR的开发人员指出编辑人类基因组的长期影响尚不清楚，
即使在英国，MRT也只能在严格监管的条件下使用。在做出决定之前，政府邀请公众讨论治疗的益处和风险，并且像澳大利亚一样，听取了受该疾病影响的家庭的意见。它也没有要求执行该程序的任何和所有请求，但仅向纽卡斯尔大学的小组颁发许可证，该小组将从研究中收集数据并报告结果，以便医学界的其他人可以从他们的经验中学习。
一个支持这种逐步的，有条理的方法的人是东北大学的蒂莉（Tilly），他希望能够更好地理解线粒体如何发挥作用，使新的不孕症治疗方法不仅受益于受线粒体疾病影响的女性。2012年，蒂莉打破了一个关于女性生育能力的长期存在的真相 – 女性不会生产新的卵子，而是生来就有生命的供给。他发现了一群卵子干细胞或成熟卵子的前体，在实验室里，他确实可以产生新的卵子，理论上是在整个女性的一生中。然而，这些卵子干细胞需要的是在生命早期活跃的正确信号，但随着年龄的增长趋于关闭。
但是有足够的卵子是不够的; 他们也需要具有良好的品质。蒂利发现线粒体对产生活卵很重要。在小鼠的早期工作和实验室的人体细胞中，Tilly表明通过使用激素重新激活这些线粒体，除其他外，卵子的功能可以恢复，并且在动物的情况下，产生可以发育成的胚胎。健康的小狗。
尽管有几个独立小组已证实他的研究结果，但科学界或公众最初并未完全接受这些结果。对于一些伦理学家来说，蒂莉的工作会导致需求复制的滑坡，因为如果他们的卵巢能够继续生产新的卵子然后可以施肥并长期使用，那么女性就有可能推迟更年期。但他坚持说，“我们不是要让一个40岁的卵子看起来像一个20岁的卵子。没有理由这样做。但是我们要确保这个有着40年历史的卵子能够使用它可以使用的所有东西，这样我们才能尽我们所能帮助那些无法生育的女性生孩子。“
他将不得不等待更多的研究，看看这些影响是否也出现在人们身上。但是和Shulmans一样，他认为如果能为人们带来家庭的新途径，那么时间会很好。Kristelle和Evan继续希望有更多的孩子，并为诺亚的生命及其参与研究不仅有益于他们而且有益于他们的未来几年的其他人带来安慰。“即使它现在对我们不起作用，我们希望有一天它会受到线粒体疾病影响的每一个人，”克里斯特尔说。