有人稱贊它是上帝的手術(shù)刀，有人指責(zé)它打開了潘多拉的魔盒。自2012年人類發(fā)現(xiàn)CRISPR能用于基因編輯以來(lái)，不到十年的時(shí)間，與其相關(guān)的論文從最初的127篇，已飛速增長(zhǎng)到了14000多篇，增幅超過(guò)100倍！其中熱度，可見一斑。
順應(yīng)時(shí)代的浪潮，中國(guó)在CRISPR技術(shù)上投入了大量資源，并快速發(fā)展成了全球的CRISPR大國(guó)之一。在這里，農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥是其應(yīng)用的主要前沿。
飛馳之下，容易失焦。談到中國(guó)的CRISPR應(yīng)用，許多人的注意力集中在了一些具有倫理爭(zhēng)議性的負(fù) 面新聞上，而沒有意識(shí)到，這些個(gè)例并非真正的代表。在普利策中心（Pulitzer Center）的協(xié)助下，作家Jon Cohen先生拜訪了5座位于中國(guó)的CRISPR大城，并將他的所見所想?yún)R總成5篇文章，以特刊的形式，發(fā)表在了今日的《科學(xué)》雜志上。
希望的田野
說(shuō)到CRISPR在中國(guó)的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)毫無(wú)疑問是其中的重中之重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)是世界上發(fā)表CRISPR農(nóng)業(yè)應(yīng)用論文最多的國(guó)家，論文數(shù)是第二名的兩倍。
Jon Cohen先生在一篇關(guān)于農(nóng)業(yè)應(yīng)用的專文中指出，中國(guó)有約20個(gè)課題組正在嘗試使用CRISPR技術(shù)來(lái)編輯農(nóng)作物的基因，以求帶來(lái)更好的性狀。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院前任院長(zhǎng)李家洋研究員指出，這很大程度上是考慮到中國(guó)的龐大人口：“我們的自然資源有限，但需要喂飽14億人口。”他在接受采訪時(shí)說(shuō)道。在他看來(lái)，理想的作物應(yīng)當(dāng)有很高的產(chǎn)量，且不需要用太多的肥料與殺蟲劑。這些作物天然就能對(duì)病蟲害產(chǎn)生耐受，且能耐受鹽堿與干旱。
中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的高彩霞研究員是這一實(shí)踐的先行者之一。在讀到CRISPR的相關(guān)論文前，她的課題組常年使用TALEN技術(shù)（另一種基因編輯技術(shù)）來(lái)改造植物基因。“我們當(dāng)時(shí)已經(jīng)用TALEN技術(shù)敲除了100多個(gè)基因，且對(duì)此感到自豪，”她說(shuō)道：“（看到CRISPR技術(shù)后）你會(huì)想，這是個(gè)新的技術(shù)，我們要不要試試看？”
很快，她的團(tuán)隊(duì)取得了概念驗(yàn)證性的成功。在水稻中，研究人員們成功改造了基因。接下來(lái)，利用CRISPR技術(shù)，高彩霞研究組成功在小麥中改造了一條與白 粉?。╬owdery mildew）有關(guān)的致敏基因，帶來(lái)了重要突破！這是因?yàn)樾←湹幕蚪M幾乎是人類的6倍大，且有6套染色體。一些專家指出，倘若用傳統(tǒng)的雜交育種方法，想要獲得良好的性狀，即便不是“不可能完成的任務(wù)”，也會(huì)是育種學(xué)家的一場(chǎng)噩夢(mèng)。
成功的案例下，我們也需要清醒地看到，通往終點(diǎn)的道路還很漫長(zhǎng)。在科研上，科學(xué)家們需要突破成功率低下的瓶頸——想要引入新的基因，業(yè)界的成功率大約是1%；而且一些CRISPR技術(shù)會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的脫靶效應(yīng)，造成意外的后果，急需解決。此外，想要看到經(jīng)過(guò)基因改造的作物上市，在監(jiān)管上還有著不小的挑戰(zhàn)。
在專文的最后，Jon Cohen先生問道，如果經(jīng)過(guò)CRISPR改造的作物在監(jiān)管上開了綠燈，那么一類新型作物從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化種植，大概需要多久？“6個(gè)月。”高彩霞研究員回答道。
動(dòng)物的世界
在疾病研究中，動(dòng)物模型有著極為重要的作用。其中，非人靈長(zhǎng)類模型又有其特殊的地位。在介紹CRISPR技術(shù)構(gòu)建動(dòng)物模型的一篇專文中，Jon Cohen先生指出，在中國(guó)至少有四組研究團(tuán)隊(duì)正在大規(guī)模地編輯猴子基因，這得益于一個(gè)積極的科研環(huán)境。
“這個(gè)國(guó)家的文化非常重視科技。”CRISPR技術(shù)的先驅(qū)之一Jennifer Doudna教授點(diǎn)評(píng)道。另一位海外的生物學(xué)家笑談?wù)f，他們的團(tuán)隊(duì)大約移植過(guò)10個(gè)猴子的胚胎。而中國(guó)科學(xué)家們常規(guī)能夠移植50-100個(gè)經(jīng)過(guò)同樣基因編輯的胚胎。由于相關(guān)研究的成功率不高，數(shù)量往往是成功的保證。
如今，我們已經(jīng)有了不少經(jīng)過(guò)基因編輯的猴子模型，其中就包括了自閉癥的模型，以及生物節(jié)律紊亂的模型。
在猴子之外，使用CRISPR進(jìn)行基因編輯的清單上還有狗、小鼠、大鼠、兔子、以及豬。研究人員們期望，這些研究能夠帶來(lái)對(duì)疾病有抵抗力的動(dòng)物，或是潛在的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。但目前為止，大部分的動(dòng)物研究都還停留在概念驗(yàn)證的階段，沒有轉(zhuǎn)化成潛在的療法。
在這些研究里，潛在的臨床轉(zhuǎn)化方向之一，便是異種器官移植。Jon Cohen先生的專文指出，中國(guó)面臨著比較嚴(yán)重的移植器官短缺問題——大約30萬(wàn)人等待器官移植，而可用的器官大約只有10000個(gè)。但通過(guò)CRISPR技術(shù)，我們可以讓豬的器官變得安全，造福病患。
但這并非易事。為了解決這一難題，位于杭州的啟函生物與位于美國(guó)大波士頓地區(qū)的eGenesis展開了合作。為了確保安全性，他們首先使用CRISPR技術(shù)敲除了豬器官中的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。這些存在于豬基因組里的病毒會(huì)對(duì)人體帶來(lái)潛在的危害。另一些科學(xué)家指出，如果想要讓人類用上豬的器官，那么在病毒之外，還需要考慮免疫排斥的問題。他們估計(jì)，這最多大約需要敲除掉20個(gè)基因。目前，人們只能同時(shí)敲除4個(gè)。
不過(guò)，研究人員們正在這一方向上取得快速突破。據(jù)估計(jì)，明年科學(xué)家們將在猴子體內(nèi)進(jìn)行豬器官的移植嘗試。這項(xiàng)關(guān)鍵的研究取得成功后，人體試驗(yàn)才會(huì)被提上議程。
我們也需要注意，與經(jīng)過(guò)基因編輯的農(nóng)作物一樣，想要讓基因編輯的動(dòng)物走上市場(chǎng)，也需要解決一系列在監(jiān)管上的問題。
重塑的信任
但在學(xué)術(shù)界，一條負(fù) 面的新聞往往會(huì)蓋過(guò)大量積極的進(jìn)展。經(jīng)過(guò)CRISPR基因編輯的嬰兒誕生后，整個(gè)來(lái)自中國(guó)的學(xué)術(shù)群體都遭受了不同程度的非議。“所有的新聞都在說(shuō)‘中國(guó)科學(xué)家’如何如何，而沒有強(qiáng)調(diào)這是一名個(gè)體。”中科院動(dòng)物研究所的王皓毅研究員說(shuō)道。一次不幸的事件，固化了對(duì)于中國(guó)學(xué)術(shù)研究“無(wú)章法”的刻板印象。
中科院神經(jīng)科學(xué)研究所的楊輝研究員在這條爆炸性新聞發(fā)生的次日，向公眾公布了一篇尚在同行評(píng)議中的未發(fā)表論文（現(xiàn)已發(fā)表，點(diǎn)擊可讀），這在業(yè)內(nèi)實(shí)屬罕見。論文中，楊輝研究員指出一種單堿基編輯器會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的意外脫靶效應(yīng)，因此使用上存在風(fēng)險(xiǎn)。Jon Cohen先生的一篇相關(guān)專文中指出，楊輝研究員想通過(guò)這一舉動(dòng)，讓全世界了解到，中國(guó)科學(xué)家也同樣會(huì)做正面的研究工作。“我們想要為患者帶來(lái)更安全的基因編輯工具。”楊輝研究員說(shuō)道。
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