专业人士眼中基因编辑的奥秘

陈一苇

最近，一对基因编辑婴儿的诞生引发了社会热议。基因编辑的问题看上去极重要又复杂，离我们普通人的认知有些远，但是事实上基因技术离我们非常之近，已经进入到普通人的生活中。

近日，在杭州未来科技城风尚智慧谷，由浙江省海创科技交流研究院和杭州浙江大学校友会主办、浙大校友求是驿站承办的海创科学沙龙关注了这一话题。活动现场，笔者聆听了中国科学院分子生物学博士、杭州观梓健康科技有限公司创始人李程的讲座，了解专业人士眼中基因编辑的奥秘。

一分钟了解基因编辑技术

基因编辑技术的核心是使用核酸酶来切割细胞中特定的DNA序列，就好像一把修改生命源代码的手术刀，将DNA双链“切开”缺口，实现基因的精准敲除、碱基点突变及基因敲入。

基因编辑技术工具包括归巢内切核酸酶（homing endonucleases，或大范围核酸酶meganucleases），锌指核酸酶（ZNF），转录激活物样效应核酸酶（transcription activator-like effector nucleases，TALEN）和常间回文重复序列丛集（cluster regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）。CRISPR系统由于其简便与高效的特性，现在使用最为广泛。

基因编辑技术到底有多厉害？

基因编辑技术之所以可以成为生物界的“屠龙刀”，是因为它的应用场景广泛。在医学上，具有应用于基因治疗的潜力——可以治病救人;在农业上，可用于作物基因编辑及家畜基因改良——比如种植出抵抗病虫害的作物，养殖出瘦肉更多的猪牛羊;在制药工业上，则可以运用基因编辑技术研究基因功能、筛选药物靶点，有望打破现在药研领域新药及靶点发现困难、研发周期长、研发费用高及失败风险大的困局。

当问到这项技术的意义时，李程博士说到：“基因测序让我们进入到‘读取（read）’生命源代碼的时代，基因编辑则可以让我们进步到‘编写（write）’生命源代码的层面。我们可以实现在任何DNA序列位置，添加基因、删除基因（或降低基因表达）以及精准编辑单个碱基。基因编辑作为人类历史上的重大范式转变，无疑是一项可能改变人类未来，在生命科技领域具有极大前景的新技术。现在上帝的手术刀掌握在我们人类的自己的手中。”

例如，好莱坞影星安吉丽娜·朱莉（Angelina Jolie）通过基因测序发现了自己的基因存在缺陷，患乳腺癌和卵巢癌风险极高。她选择将自己的双侧乳房及卵巢做预防性切除，以降低患癌风险。如果在基因编辑技术较为成熟的时候，则无须进行切除手术，只要通过基因编辑精准地将她有缺陷的基因修复即可，从方式上来说，可能就是通过注射了一针或吞了一颗药丸来实现。

基因编辑与转基因有区别吗？

当我们听到基因编辑可以应用于农业时，不由地发出了这样的疑问：“应用于农业的基因编辑，是不是意味着我们以后会吃到更多的转基因食品？”

“对于这一点，2018年4月美国农业部明确表示对基因编辑作物不按转基因作物进行监管。其实判别是否是转基因，从本质上来说就是看是否存在把一个物种的基因片段引入到另一个物种中的现象。”李程博士说道。

举例来讲，袁隆平教授进行水稻杂交的工作内容是把同一类作物的不同品种结合起来，使新品种具有人们所期待的一些特征和性状，杂交过程仅限于水稻，那它就不属于转基因作物。

而电影《狂暴巨兽》中，装有鲨鱼的无限生长基因、猎豹的速度基因、犀牛的力量基因和白鼠的自愈基因的容器坠落到地球，造就了博采众长的无敌大怪兽联盟。这当中涉及到了不同物种基因的引入，那大怪兽就是转基因大怪兽。

有了上帝的手术刀，我们要用它来做什么？

基因编辑技术所引发的伦理学及社会学层面上的讨论，其中一个就是大家担心这项技术会带来新的社会不平等的问题。比如，通过修改和智力相关的特定遗传基因，富人是不是可以定制更加聪明的超人宝宝？社会是不是会进入“富人靠科技，穷人靠变异”的不平等境地？

对于这一普遍关心的话题，李程博士的回答相对乐观。她认为，“对于这一点我想要说的是：刀不会杀人，杀人的还是人。我们还是要利用上帝的手术刀去做对的事情。”

那什么是对的事情呢？专业人士给出的答案是“优化”。比如，将基因编辑技术用于目前无法治愈的罕见病和遗传疾病的治疗，就有望从基因层面对患者的遗传信息进行修正，使患者达到完全治愈，且杜绝了将致病基因遗传下去的可能性。目前对于大疱性表皮松懈症患者，国外已经有文献报道，可以从患者的皮肤上取邮票大小的一块皮肤，将其诱导成为多能干细胞后，通过基因编辑的技术敲入正常的基因，体外扩大培养及分化成正常皮肤细胞后覆盖在患者的破损皮肤表面，既可以抵御感染也不会有免疫排斥，移植的皮肤是具有正常基因表达的正常皮肤。