“設(shè)計(jì)嬰兒”時(shí)代，真的來了？

holiso

許多科幻作品常提到“設(shè)計(jì)嬰兒”概念，比如科學(xué)狂人想要控制世界，他們開始從胎兒抓起，為胎兒提供超能力特征，于是帶著量身定制超能力的嬰兒們就降臨于世。從某種程度上來說，這些曾經(jīng)是天方夜譚的事情，如今已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí)。

2018年11月26日，中國深圳南方科技大學(xué)的賀建奎團(tuán)隊(duì)在第二屆國際人類基因組編輯峰會(huì)召開前一日，突然宣布一對名為露露和娜娜的基因編輯嬰兒已經(jīng)于11月在中國健康誕生。這對雙胞胎的一個(gè)基因經(jīng)過CRISPR/Cas9技術(shù)修改，使她們出生后即能天然抵抗艾滋病。消息不脛而走，世界一片嘩然。

盡管人為修改人類DNA在現(xiàn)實(shí)中也早就不是一件新鮮事，但從沒有一項(xiàng)技術(shù)能夠像CRISPR/Cas9這樣精準(zhǔn)和高效地完成改變?nèi)祟惖腄NA這件事。其實(shí)，CRISPR已有數(shù)億年的歷史了。它起初是細(xì)菌抵御病毒的一種機(jī)制。病毒這種不速之客懶得構(gòu)造自己的復(fù)制系統(tǒng)，喜歡把它們的遺傳基因片段插入細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)細(xì)菌受到病毒的感染時(shí)就會(huì)進(jìn)行反擊，用一段DNA片段包住入侵的病毒DNA片段，然后將這段病毒DNA片段從自己的基因序列上切出去。雖然細(xì)菌進(jìn)化出這種聰明的反擊機(jī)制的歷史如此悠久，但直到最近才被人類知曉。

酸奶中的科學(xué)發(fā)現(xiàn)

2002年，丹麥的一家酸奶公司研究人員發(fā)現(xiàn)，他們的酸奶變得特別酸的原因，是其中的益生菌正在利用CRIS尸R機(jī)制抗擊入侵的病毒。雖然酸奶做砸了，但這個(gè)發(fā)現(xiàn)對科學(xué)家來說卻是異乎尋常的重要。經(jīng)過10年的研究，杜德娜和卡爾龐捷在2012年優(yōu)化了CRISPR系統(tǒng)，使它更標(biāo)準(zhǔn)、更方便，而且證明了不僅僅是細(xì)菌，任何來源的DNA都可以進(jìn)行CRIS尸R操作，這是一項(xiàng)真正的顛覆性技術(shù)，使遺傳學(xué)一夜被改寫。研究人員可以利用這個(gè)新工具對任何基因組進(jìn)行前所未有的操作：刪除、添加，甚至插入幾組全新的DNA片段。自從1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA的結(jié)構(gòu)之后，科學(xué)家一直試圖操縱植物、動(dòng)物甚至人類的DNA。但是改變基因，尤其是用一種精巧且有目的性的方式改變基因，從來都不是一件簡單的事。

美國賓夕法尼亞州立大學(xué)卡爾·朱恩博士正在做一項(xiàng)雄心勃勃的研究項(xiàng)目：用頗具爭議的CRISPR基因編輯工具治療18位晚期癌癥患者。像許多癌癥患者一樣，這些患者嘗試了各種治療方法，已經(jīng)沒有治愈的希望。朱恩說：“早期的基因修補(bǔ)嘗試就像在黑暗中飛翔。有了CRISPR之后，我決定在人體上嘗試一下?！痹谥委熤校麑颊叩募?xì)胞進(jìn)行基因編輯，使它們具備抵御癌癥的能力。朱恩的小組將提取患者的免疫丁細(xì)胞，然后用CRISPR技術(shù)改變這些細(xì)胞的3個(gè)基因，把細(xì)胞們轉(zhuǎn)化成抗擊癌癥的超級(jí)戰(zhàn)士。然后，他們把這些基因編輯過的抗癌丁細(xì)胞重新融合到體內(nèi)，看這些細(xì)胞是否能夠找到并摧毀腫瘤，人們對此寄予了厚望。無論是否成功，這一嘗試都將為如何正確改寫人類基因編碼提供重要信息。朱恩的研究可能會(huì)證實(shí)，CRISPR不僅對癌癥，還可以對諸如鐮刀型細(xì)胞貧血癥、囊性纖維化等基因缺陷型疾病，以及Ⅱ型糖尿病、阿爾茲海默病等慢性疾病提供革命性新療法。聽起來還有點(diǎn)遙遠(yuǎn)，但這樣的研究是邁向這一目標(biāo)了不起的第一步。

分子層面上修改生命

在基因編輯這個(gè)江湖上，有誰曾獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，誰又曇花一現(xiàn)？而誰，會(huì)是終極霸王呢戶沒人反對將CRISPR用于治療晚期癌癥病患，但是在人體中應(yīng)用CRISPR仍有巨大爭議，部分原因在于這一技術(shù)非常簡單?？茖W(xué)家既然可以高效編輯癌細(xì)胞的基因，就可以改變發(fā)色基因、肥胖基因、數(shù)學(xué)能力基因等。倫理學(xué)家擔(dān)心，如果這一技術(shù)被別有用心的人利用，后果將不堪設(shè)想。最受爭議的，或許就是人類可以利用基因編輯技術(shù)進(jìn)行非治療性的人體強(qiáng)化，比如通過改造基因來增加肌肉質(zhì)量、身高或智力，創(chuàng)造出小說中才有的“設(shè)計(jì)嬰兒”。

隨著技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，深層次的倫理道德問題也隨之出現(xiàn)。誰來決定CRISPR的使用界限？美國國家衛(wèi)生研究院作為世界上最大的研究基金提供者，尚未聲明支持人類胚胎的CRISPR研究。美國國家衛(wèi)生研究院同時(shí)也反對在所有種細(xì)胞（如卵細(xì)胞、精子或胚胎細(xì)胞）中使用該技術(shù)，因?yàn)檫@樣的基因改變是永久的和可遺傳的。但沒人反對將CRISPR用于治療晚期癌癥病患，所以朱恩的實(shí)驗(yàn)得到了美國國家衛(wèi)生研究院開出的綠燈。

2016年，杜德娜邀請了一些遺傳學(xué)的領(lǐng)軍人物參加一個(gè)峰會(huì)，討論了應(yīng)用CRISPR編輯人類基因所引發(fā)的憂慮和恐慌。大家達(dá)成共識(shí)，自愿暫時(shí)中止利用CRISPR編輯人類胚胎基因的研究，因?yàn)檫@樣的胚胎可以被植入母體并孕育出來，而其后果還未可知。

未來，CRISPR還能做什么？

現(xiàn)在，CRISPR技術(shù)為科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用帶來了更多便利。CRISPR已經(jīng)制造出了第一種無法變褐的蘑菇，第一批由DNA增強(qiáng)型細(xì)胞產(chǎn)生的有漫畫里一樣強(qiáng)壯肌肉的狗，還有一系列正待走向市場的優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物。有人甚至利用CRISPR技術(shù)培育了可以抵抗瘧疾和寨卡病毒的蛟子。

搬好小板凳，一起來看看吧！科學(xué)家利用CRISPR使蘑菇變成褐色的基因失效。由于只有雌蚊叮人，一些科學(xué)家改寫了蚊子的基因組，讓它們更多地產(chǎn)生雄蚊。還有科學(xué)家編輯了蚊子的DNA，使它們可以抵御瘧疾;高溫加熱時(shí)，馬鈴薯會(huì)釋放出一種致癌物質(zhì)，科學(xué)家重新編輯了相關(guān)基因，使馬鈴薯在烹飪時(shí)不會(huì)危及人體健康;大豆是易于種植的作物，但是它會(huì)產(chǎn)生大量不健康的反式脂肪，科學(xué)家編輯了大豆的基因組，使它可以產(chǎn)生像橄欖油一樣營養(yǎng)豐富的油脂。用最低的成本生產(chǎn)出最多的肉，這個(gè)畜牧業(yè)與生俱來的目標(biāo)，現(xiàn)在已經(jīng)可以通過精確編輯哺乳動(dòng)物肌肉細(xì)胞生長的基因變異，讓它們長出大量瘦肉來實(shí)現(xiàn)?？茖W(xué)家通過CRISPR技術(shù)創(chuàng)造出了超級(jí)肌肉狗、肌肉牛和肌肉豬。這種肌肉強(qiáng)壯的大塊頭家畜會(huì)是CRISPR創(chuàng)造體壇明星的前奏嗎，任何基因工程技術(shù)都有令人擔(dān)憂的風(fēng)險(xiǎn)，比如創(chuàng)造了健康嬰孩、有強(qiáng)健肌肉的警犬、農(nóng)場里的無角牛，就會(huì)涉及到倫理和動(dòng)物福利問題;而在提高植物的抗旱性、耐鹽性或生長速度的同時(shí)，植物將開始蔓延，成為入侵雜草，帶來各種各樣的生態(tài)問題。