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，不到十年的時間，與其相關(guān)的論文從最初的127篇，已飛速增長到了14000多篇，增幅超過100倍！其中熱度，可見一斑。
順應(yīng)時代的浪潮，中國在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。談到中國的CRISPR應(yīng)用，許多人的注意力集中在了一些具有倫理爭議性的負(fù) 面新聞上，而沒有意識到，這些個例并非真正的代表。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
說到CRISPR在中國的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)毫無疑問是其中的重中之重。據(jù)統(tǒng)計，中國是世界上發(fā)表CRISPR農(nóng)業(yè)應(yīng)用論文最多的國家，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，中國有約20個課題組正在嘗試使用CRISPR技術(shù)來編輯農(nóng)作物的基因，以求帶來更好的性狀。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院前任院長李家洋研究員指出，這很大程度上是考慮到中國的龐大人口：“我們的自然資源有限，但需要喂飽14億人口。”他在接受采訪時說道。在他看來，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)）來改造植物基因。“我們當(dāng)時已經(jīng)用TALEN技術(shù)敲除了100多個基因，且對此感到自豪，”她說道：“（看到CRISPR技術(shù)后）你會想，這是個新的技術(shù)，我們要不要試試看？”
很快，她的團隊取得了概念驗證性的成功。在水稻中，研究人員們成功改造了基因。接下來，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，帶來了重要突破！這是因為小麥的基因組幾乎是人類的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)”，也會是育種學(xué)家的一場噩夢。
成功的案例下，我們也需要清醒地看到，通往終點的道路還很漫長。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)會帶來嚴(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驗室走向商業(yè)化種植，大概需要多久？“6個月。”高彩霞研究員回答道。
動物的世界
在疾病研究中，動物模型有著極為重要的作用。其中，非人靈長類模型又有其特殊的地位。在介紹CRISPR技術(shù)構(gòu)建動物模型的一篇專文中，Jon Cohen先生指出，在中國至少有四組研究團隊正在大規(guī)模地編輯猴子基因，這得益于一個積極的科研環(huán)境。
“這個國家的文化非常重視科技。”CRISPR技術(shù)的先驅(qū)之一Jennifer Doudna教授點評道。另一位海外的生物學(xué)家笑談?wù)f，他們的團隊大約移植過10個猴子的胚胎。而中國科學(xué)家們常規(guī)能夠移植50-100個經(jīng)過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，這些研究能夠帶來對疾病有抵抗力的動物，或是潛在的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。但目前為止，大部分的動物研究都還停留在概念驗證的階段，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，中國面臨著比較嚴(yán)重的移植器官短缺問題——大約30萬人等待器官移植，而可用的器官大約只有10000個。但通過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對人體帶來潛在的危害。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，這最多大約需要敲除掉20個基因。目前，人們只能同時敲除4個。
不過，研究人員們正在這一方向上取得快速突破。據(jù)估計，明年科學(xué)家們將在猴子體內(nèi)進行豬器官的移植嘗試。這項關(guān)鍵的研究取得成功后，人體試驗才會被提上議程。
我們也需要注意，與經(jīng)過基因編輯的農(nóng)作物一樣，想要讓基因編輯的動物走上市場，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) 面的新聞往往會蓋過大量積極的進展。經(jīng)過CRISPR基因編輯的嬰兒誕生后，整個來自中國的學(xué)術(shù)群體都遭受了不同程度的非議。“所有的新聞都在說‘中國科學(xué)家’如何如何，而沒有強調(diào)這是一名個體。”中科院動物研究所的王皓毅研究員說道。一次不幸的事件，固化了對于中國學(xué)術(shù)研究“無章法”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議中的未發(fā)表論文（現(xiàn)已發(fā)表，點擊可讀），這在業(yè)內(nèi)實屬罕見。論文中，楊輝研究員指出一種單堿基編輯器會帶來嚴(yán)重的意外脫靶效應(yīng)，因此使用上存在風(fēng)險。Jon Cohen先生的一篇相關(guān)專文中指出，楊輝研究員想通過這一舉動，讓全世界了解到，中國科學(xué)家也同樣會做正面的研究工作。“我們想要為患者帶來更安全的基因編輯工具。”楊輝研究員說道。
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