Nhà khoa học Trung Quốc Hạ Kiến Khuê đang gây tranh cãi khi tạo hai em bé từ chỉnh sửa gen - Ảnh: Getty Images

Trong vài năm gần đây, một tiến bộ rất quan trọng trong công nghệ di truyền là sự ra đời của công cụ có tên là CRISPR-Cas9. Sự tiến bộ này được xem là một cuộc "cách mạng" trong sinh học. Công cụ này, nói nôm na, cho phép nhà khoa học chỉnh sửa gen.

Hai chữ "chỉnh sửa" ở đây hiểu đúng theo nghĩa thật của nó có nghĩa là nhà khoa học có thể cắt một mảng ADN và dán vào một chỗ khác. Với công nghệ chỉnh sửa gen và với sự hiểu biết về sự vận hành của gen, người ta kỳ vọng công nghệ CRISPR-Cas9 sẽ giúp giới khoa học chinh phục bệnh tật.

Bất tuân quy ước khoa học

Điều đáng nói là thí nghiệm của Hạ Kiến Khuê chẳng tuân thủ theo một quy ước khoa học nào cả. Theo quy ước chuẩn mà giới khoa học thế giới đã duy trì hơn 100 năm qua, tất cả kết quả thí nghiệm phải được công bố trên một tập san khoa học có bình duyệt (peer reviewed journal) trước khi công bố trên báo chí phổ thông.

Nhưng ở đây Hạ Kiến Khuê không hề công bố một công trình nghiên cứu nào liên quan đến thí nghiệm, mà tự làm một đoạn phim ngắn và phát trên YouTube! Chưa có nhà khoa học chính thống nào chọn phương tiện truyền thông xã hội để tuyên bố kết quả thí nghiệm khoa học.

Nhưng vấn đề y đức là gây ra nhiều tranh cãi nhất và có thể nói là Hạ Kiến Khuê đã vi phạm y đức. Ngày nay, bất cứ công trình nghiên cứu và thí nghiệm nào liên quan đến con người đều phải được xét duyệt và phê chuẩn bởi một hội đồng đạo đức khoa học (hay hội đồng y đức nếu trong ngành y).

Hội đồng y đức xem xét lợi và hại của thí nghiệm đối với bệnh nhân, đánh giá cẩn thận phương pháp thí nghiệm và kỹ năng chuyên môn của nhà nghiên cứu trước khi phê chuẩn cho phép làm thí nghiệm.

Ngay cả khi bệnh nhân ký tên đồng ý tham gia một nghiên cứu nào đó cũng chưa thể xem là nghiên cứu đó đạt tiêu chuẩn y đức, bởi vì người quyết định ký tên có thể ở trong một tình huống khó khăn và có thể không thể có quyết định sáng suốt.

Công trình của Hạ Kiến Khuê không được phê chuẩn bởi một hội đồng y đức nào của Trung Quốc. Trường đại học nơi Hạ Kiến Khuê công tác tuyên bố rằng họ không biết gì về thí nghiệm của ông và không hề phê chuẩn công trình đó. Đại học Khoa học và công nghệ Thâm Quyến đang điều tra về thí nghiệm của nhà nghiên cứu họ Hạ...

Ý tưởng đơn giản, hệ quả khó lường

Ảnh: IC

Theo mô tả của Hạ Kiến Khuê, ông chỉnh sửa gen trên phôi. Trước hết, ông tách tinh trùng từ tinh dịch, rồi "cấy" tinh trùng đó vào một trứng để tạo thành một phôi. Sau khi có phôi chừng 3-5 ngày, ông dùng kỹ thuật CRISPR-Cas9 "chỉnh sửa" một gen có tên là CCR5 sao cho gen này không hoạt động.

Chọn gen CCR5 vì gen này sản xuất ra một protein và protein này giúp [virút] HIV xâm nhập tế bào con người và gây bệnh AIDS. Do đó, bằng cách làm "tê liệt" gen CCR5 hi vọng sẽ giúp đứa trẻ không bị nhiễm HIV và mắc bệnh AIDS khi lớn lên. Tuy nhiên, đó là một suy nghĩ quá đơn giản và nguy hiểm.

Phần lớn các nhà khoa học ngoài di truyền học nghĩ rằng sự ảnh hưởng của gen là độc lập với nhau, nhưng suy nghĩ này hoàn toàn sai lầm. Trong thực tế, các gen có tương tác với nhau và các mối tương tác vô cùng phức tạp.

Để hiểu khái niệm tương tác, chúng ta có thể lấy hai gen A và B ra làm ví dụ. Để đơn giản hóa vấn đề, giả dụ rằng mỗi gen có ba biến thể (có thể hiểu là ba "giá trị"): gen A có biến thể AA, Aa, aa và gen B có biến thể BB, Bb, bb. Khi hai gen tương tác nhau, chúng ta có tất cả chín tác động.

Chẳng hạn [chỉ là ví dụ] khi một cá nhân có biến thể AA và BB thì tóc màu vàng, nhưng cá nhân với biến thể AA và Bb thì tóc màu đen. Do đó, khi can thiệp thay đổi biến thể AA mà không biết đến sự tương tác với BB hay Bb thì khó biết được kết quả là gì.

Trong thực tế, gen có thể tương tác với nhiều gen khác (chứ không phải chỉ một gen). Bộ gen con người có khoảng 23.000 gen và số ảnh hưởng tương tác rất lớn (tỉ tỉ ảnh hưởng). Các gen lúc nào cũng tương tác với môi trường và tương tác với nhau để tạo nên một mạng tương tác khổng lồ mà không có nhà khoa học nào trên thế giới và không có một phương tiện khoa học nào giúp biết hết.

Do đó, can thiệp vào một gen mà không hiểu biết hết các mối tương tác của gen đó thì có thể ví von như "rút dây động rừng" và hệ quả có thể rất khôn lường, không ai có thể dự báo trước được.

Quay lại trường hợp Hạ Kiến Khuê can thiệp vào gen CCR5 với hi vọng rằng trẻ em sẽ kháng vi khuẩn HIV, nhưng hi vọng này quá đơn giản. Như một chuyên gia về bệnh truyền nhiễm chỉ ra rằng ngay cả nếu can thiệp thành công vào CCR5, người được can thiệp vẫn có nguy cơ nhiễm vi khuẩn West Nile, thậm chí tăng nguy cơ tử vong vì cảm cúm.

Ngoài ra, người ta bị nhiễm HIV vì nhiều đường chứ không phải chỉ do gen CCR5. Can thiệp vào gen này, nhưng vì có tương tác với gen khác nên sẽ gây ra ảnh hưởng tiêu cực đến bệnh lý khác.

Nhà khoa học "tay ngang"

Trước vụ em bé chỉnh sửa gen, rất ít người biết tới Hạ Kiến Khuê - Ảnh: BLOOMBERG

Một điều bất thường nhất là Hạ Kiến Khuê chưa bao giờ được đào tạo về chỉnh sửa gen và kỹ thuật IVF (hỗ trợ sinh sản), nhưng ông ta dám thực hiện thí nghiệm trên người. Hạ tốt nghiệp cử nhân vật lý từ Trung Quốc và tốt nghiệp tiến sĩ về ứng dụng vật lý trong sinh học (biophysics) từ Đại học Rice (Texas, Mỹ).

Sau tiến sĩ, Hạ làm nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ và học về kỹ thuật giải trình tự gen một năm tại Đại học Stanford, sau đó quay về Trung Quốc theo chương trình Ngàn nhân tài vào năm 2012 để lập labo nghiên cứu và khởi nghiệp về di truyền học. Trong thế giới về "gene editing", Hạ Kiến Khuê gần như "vô danh".

Tuy vô danh và không được đào tạo bài bản về kỹ thuật chỉnh sửa gen, nhưng nhà nghiên cứu họ Hạ đã tự mày mò học và làm. Chính vì tính "dám nghĩ dám làm" đó khiến cộng đồng khoa học thế giới lo lắng.

Không ai biết ông ta có làm đúng như tuyên bố, đúng quy trình, bởi vì các chi tiết về phương pháp chưa bao giờ được công bố trên một tập san khoa học để các chuyên gia có dịp thẩm định. Cũng không ai có thể dự báo được những gì sẽ xảy ra đối với cặp song sinh, vì thay đổi một mảng ADN của gen CCR5 chưa chắc ngăn ngừa được HIV.

Ngoài ra, các chuyên gia về chỉnh sửa gen cho biết không ai chỉnh sửa bộ gen trên phôi vì sợ lan truyền cho các thế hệ sau. Đó chính là lý do tại sao ở Mỹ và các nước tiên tiến, các cơ quan chức trách cấm không cho chỉnh sửa gen trên phôi.

Chính vì các vấn đề trên, các nhà khoa học trong chuyên ngành di truyền học cho rằng thí nghiệm của Hạ không chỉ vi phạm y đức mà còn thiếu ý thức, không cần thiết, liều lĩnh và vô trách nhiệm.

Kỹ thuật và thực tế lâm sàng

Có thể nói rằng trong chuyên ngành di truyền học, những thành công trong thời gian 10-20 năm gần đây nghiêng về kỹ thuật và công nghệ. Hai mươi năm trước, các nhà khoa học chỉ có thể phân tích từng gen một, ngày nay các nhà khoa học có thể phân tích toàn bộ hệ gen trong vòng một tháng.

Hai mươi năm trước, y khoa rất mù mờ về những gen có ảnh hưởng đến các bệnh mãn tính, nhưng ngày nay khoa học đã khám phá hàng ngàn gen có liên quan đến các bệnh như tim mạch, ung thư, tiểu đường, loãng xương... Kỹ thuật chỉnh sửa gen ra đời cung cấp một phương tiện rất lợi hại cho khoa học để can thiệp trực tiếp vào gen.

Ảnh: Public Domain

Nhưng tất cả những tiến bộ vừa kể trên là những "thắng lợi" về kỹ thuật và công nghệ hơn là đem lại lợi ích thiết thực và kinh tế cho bệnh nhân. Với hàng ngàn gen được khám phá có liên quan đến các bệnh mãn tính, nhưng các nhà khoa học chỉ giải thích được chừng 10% những ca bệnh, 90% còn lại vẫn còn là... bí ẩn.

Với hàng trăm gen có liên quan đến loãng xương, nhưng không ai biết được chính xác cơ chế ảnh hưởng của gen. Do đó, việc ứng dụng những phát hiện gen vào thực tế điều trị lâm sàng vẫn chưa thành hiện thực. Trong thế giới sống, có hàng triệu yếu tố môi trường và không ai biết hết những gen nào tương tác với yếu tố môi trường nào cho ra đặc điểm nào!

Còn một yếu tố quan trọng khác mà có lẽ ít nhà khoa học nghĩ đến: yếu tố tiến hóa của gen. Hệ gen mà chúng ta thừa hưởng từ cha mẹ là một sản phẩm của quá trình chọn lọc tự nhiên và quá trình chọn lọc cân bằng giữa lợi và hại.

Chọn lọc tự nhiên hay tiến hóa không phải nhằm mục đích tối ưu hóa sức khỏe của sinh vật, mà chỉ quan tâm đến sự tái sản sinh của gen. Những gì đem lại lợi ích cho gen không có nghĩa là sẽ đem lại lợi ích cho sinh vật, cho chúng ta.

Thành ra, một gen có thể làm cho chúng ta có khả năng tái sản sinh tốt và gen đó sẽ trở nên phổ biến hơn trong các thế hệ mai sau, nhưng cũng chính gen đó có thể gây tác hại khác đến sức khỏe của chúng ta! Chỉnh sửa gen đó có thể giúp chúng ta khỏe mạnh hơn, nhưng phải trả một cái giá khác về tái sản sinh.

Có nhiều bài học có thể rút ra từ thí nghiệm của Hạ Kiến Khuê. Thứ nhất, các viện nghiên cứu và các đại học phải có cơ chế kiểm soát các công trình nghiên cứu và thí nghiệm, không thể để cho những "nghiên cứu chui" hình thành dưới danh nghĩa "nghiên cứu khoa học".

Thứ hai, tất cả nghiên cứu phải tuân thủ các quy ước khoa học, chứ không thể để cho nhà khoa học tuyên bố trên báo chí phổ thông mà kết quả và phương pháp chưa được bình duyệt bởi các chuyên gia trong chuyên ngành.

Trong y học, từ nghiên cứu cơ bản đến ứng dụng trong thực tế là một quãng đường dài và rất gian nan. Nhà khoa học phải tuân thủ các quy chuẩn khoa học và đạo đức khoa học, chứ không có chuyện "đi tắt đón đầu".

Do đó, những thành công về công nghệ sinh học thời gian qua cung cấp cho giới khoa học những phương tiện rất tốt để hiểu tốt hơn (chứ khó hiểu hết) về bệnh tật, đặc biệt là bệnh mãn tính.

Có được phương tiện kỹ thuật trong tay là một lợi thế, nhưng ứng dụng các kỹ thuật đó không đúng hoặc chưa hiểu hết các cơ chế về tương tác giữa gen với gen và giữa gen với môi trường rất dễ biến nhà khoa học thành những kẻ tội đồ.

Em bé chỉnh sửa gen và thời kỳ 'khoa học đen tối'?

TTO - Sẽ ra sao nếu quá trình chỉnh sửa gen mắc lỗi? Làm sao dám chắc kỹ thuật này có lợi cho nhân loại? Liệu chúng ta có sẵn sàng đối mặt các hậu quả của việc chỉnh sửa gen?