基因編輯技術(shù)的希望與危險(xiǎn)

Michael+specter　李雨蒙

通過(guò)基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)，能夠永久性地改變一個(gè)物種的基因命運(yùn)。但任何有機(jī)生命，不可能永遠(yuǎn)只生活在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中。隨著時(shí)間的流逝，結(jié)果才會(huì)慢慢顯現(xiàn)，到那時(shí)如果想要回頭一切已為時(shí)已晚。

如果擁有一支魔法棒，我們能夠消滅這世上最致命的病毒嗎？相比其他疾病，每年心血管疾病都奪走了更多人的生命，但是這類疾病往往伴隨病人終身：病癥突發(fā)，可是病因卻不是病毒。艾滋病正是另一類值得關(guān)注的疾病。每年它都會(huì)宣告超過(guò)100萬(wàn)人的生命即將走向終結(jié)，而現(xiàn)在每年還有將近4000萬(wàn)的人群感染艾滋病。不過(guò)，我會(huì)投票給瘧疾。雖然經(jīng)過(guò)多年的努力，瘧疾導(dǎo)致的感染和死亡率已經(jīng)有所降低，但是每年仍然有50多萬(wàn)人因瘧疾而喪命，而其中大部分都是5歲以下的兒童，他們是世界上最可憐的一群人。

現(xiàn)在，每年近200萬(wàn)人被感染，其中在地球上有近半數(shù)的生命都生活在瘧蚊（瘧疾病毒的載體）滋生的地方?，F(xiàn)在魔法棒已近在咫尺，它就是“基因驅(qū)動(dòng)”。這項(xiàng)技術(shù)推翻了基因遺傳的傳統(tǒng)法則。通常，任何正常生殖產(chǎn)生的有機(jī)體都會(huì)得到來(lái)自父親母親各一半的基因組。然而，在數(shù)十年間，生物學(xué)家已經(jīng)意識(shí)到有些遺傳因子是非?！白运健钡模哼M(jìn)化使得基因有超過(guò)50%的機(jī)會(huì)被遺傳，但是，現(xiàn)在科學(xué)家們開始研究CRISPR短回文重復(fù)序列（clustered regularlyinterspaced short palindromic repeats），這項(xiàng)技術(shù)能夠以難以預(yù)知的正確度修整人類殘缺的DNA。CRISPR是指原核生物免疫系統(tǒng)中使用的DNA。原核生物免疫系統(tǒng)依賴Cas9酶并引導(dǎo)RNA（RiboseNucleic Acid核糖核酸）找到特定的有問(wèn)題的基因片段，然后將其剪切出去。

CRISPR帶來(lái)新希望

比如，遺傳變異能夠封鎖住傳播瘧疾的寄生蟲，在蚊子基因被改變后，一兩年之內(nèi)原始蚊子的繁衍出的后代已經(jīng)不能再傳播這種疾病。如果基因驅(qū)動(dòng)能夠解決瘧疾的問(wèn)題，那么它同樣能夠運(yùn)用到同類蚊子傳播的疾病中，比如登革熱、黃熱病和齊卡兔等。

莫瑞茲患有B型血友病，他的身體無(wú)法產(chǎn)生一種凝血蛋白：凝血因子IX，以至于任何傷口都會(huì)造成噴涌性的失血，而他淤青的關(guān)節(jié)就像結(jié)瘤的樹枝一樣。自從莫瑞茲10歲以來(lái)，他一直依靠注射異常昂貴的替代性蛋白過(guò)活。而目前全世界的血友病患者就約有40萬(wàn)人。

Spark Therapeutics公司的最新研究結(jié)果似乎給了他們新的希望，Spark公司使用基因療法，顯著提高了4名B型血友病患者的凝血因子水平，一旦這種療法在技術(shù)上成熟，不僅可以應(yīng)用到治療其他類型的血友病，還能推廣到其他遺傳性疾病的治療中。莫瑞茲表示，他從4月起就沒(méi)有再注射過(guò)凝血因子IX的替代蛋白了。他說(shuō)：“基因療法起作用了，這是唯一的解釋。”

進(jìn)化生物學(xué)家Kevin Esvelt在麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室經(jīng)營(yíng)一家Sculpting Evolution Group（雕刻進(jìn)化組織），他認(rèn)為通過(guò)基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)，附上CRISPR短回文重復(fù)序列，能夠達(dá)到理想的DNA結(jié)果，也就是說(shuō)人類能夠永久性地改變一個(gè)物種的基因命運(yùn)。因?yàn)檫\(yùn)用CRISPR，改變后染色體能夠在每一個(gè)后代身上進(jìn)行復(fù)制，至此幾乎所有后代都能夠遺傳這樣的基因改變。

CRISPR研究的進(jìn)展幾乎每月都在更新。最近，生物科學(xué)家Church在一個(gè)豬細(xì)胞中同時(shí)完成了62個(gè)基因的編輯工作。如果這個(gè)技術(shù)精確且可輕松復(fù)制，那么將大大緩解美國(guó)器官捐贈(zèng)的短缺情況。近幾年來(lái)，科學(xué)家們都在試圖找到用豬器官進(jìn)行移植的方式，但是實(shí)驗(yàn)室的研究表明豬的DNA里含有可傳染給人類細(xì)胞的逆轉(zhuǎn)錄病毒。Church和他的同事們發(fā)現(xiàn)，這些病毒擁有一個(gè)共同的基因序列。他部署CRISPR到達(dá)精確位置，并將其從基因上剪切出來(lái)。在這個(gè)值得慶祝的實(shí)驗(yàn)中，CRISPR系統(tǒng)刪掉了豬DNA中的全部62組逆轉(zhuǎn)錄病毒，隨后，Church又將這些編輯過(guò)的細(xì)胞混入到人類細(xì)胞中，并沒(méi)有出現(xiàn)感染跡象。

今年1月，科學(xué)家宣布他們已經(jīng)不僅能用CRISPR編輯基因，而且還能用這種技術(shù)控制基因。在這種情況下，Cas9酶基本上是沒(méi)有活性的，這使得它不能對(duì)基因進(jìn)行剪切，而是充當(dāng)其他能操控問(wèn)題基因分子的傳輸中介?，F(xiàn)在，它已經(jīng)不是一套可以精確剪切任何你想要的基因的多功能剪刀，而是一個(gè)多功能傳輸系統(tǒng)，可以精確控制任何你想要的基因。你不僅有了編輯器，你還有刺激物、噴嘴、強(qiáng)度開關(guān)、跟蹤器。這能帶來(lái)無(wú)盡的好處，從提高免疫力到心臟病發(fā)作后的心臟肌肉改善?；蛟S我們最后還能治愈癌癥。

對(duì)未知的恐懼

盡管人類還攜帶著一些基因，能抵抗某種疾病，但卻讓我們對(duì)另一些疾病更易感，所以我們不能預(yù)測(cè)出改變帶來(lái)的部分或全部影響。艾滋病毒常通過(guò)一種叫做CCR5的蛋白質(zhì)來(lái)進(jìn)入人體血液。這個(gè)蛋白質(zhì)的某種叫做Delta32的變異基因能防止艾滋病鎖定細(xì)胞。如果每個(gè)人都攜帶有這種突變基因，那么就沒(méi)有人會(huì)感染艾滋病?？墒?，為什么不把這種變異引入到人類基因組呢？某些研究團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)這樣的藥物，想要把這種方法用在已經(jīng)感染艾滋病的病人身上。

然而，有一件很重要的事情是，你必須注意到，這種過(guò)程會(huì)預(yù)防艾滋病感染，但它同時(shí)提高了我們對(duì)西尼羅病毒的易感性。權(quán)衡一下目前的得失，這個(gè)方法似乎很值得一試。然而，我們無(wú)法知曉7代或10代之后，它是否依然有效。比如，能引起貧血的鐮形紅細(xì)胞可以預(yù)防瘧疾，因?yàn)榧?xì)胞的形狀阻止了寄生蟲的傳播。如果20萬(wàn)年前就已經(jīng)有CRISPR技術(shù)了，用它來(lái)編輯全人類的鐮形紅細(xì)胞似乎是一件明智的事。但結(jié)局可能是毀滅性的。而對(duì)于經(jīng)過(guò)CRISPR基因技術(shù)“定制出的嬰兒”，科學(xué)家們又有多少控制力呢？這并不是無(wú)足輕重的小事，我還沒(méi)有遇到哪位科學(xué)家不清楚這其中的風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于任何有機(jī)生命，不可能永遠(yuǎn)只生活在實(shí)驗(yàn)室中完美控制的環(huán)境中。隨著時(shí)間的流逝，結(jié)果才會(huì)慢慢顯現(xiàn)，到那時(shí)如果想要回頭一切已為時(shí)已晚。然而，人們對(duì)新科技的恐懼也是正常的，比如人們不敢乘坐無(wú)人駕駛汽車?；蚓庉嬕嗳?，大多數(shù)人正毫無(wú)理由的擔(dān)憂著。

編譯自《紐約客》

（責(zé)任編輯 江懿翀）