基因编辑：天使还是魔鬼？

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基因编辑：天使还是魔鬼？
% s$ m8 g8 M) b* V) t) ~1 K2 P来源：南方周末 / 作者： / 2015-12-22
# E# d/ u- u% i2 E9 B4 n( X. p这是一项可以与气候变化相提并论的争论。它所涉及的技术可能会治愈包括抑郁症和艾滋病在内的多种重大疾病，但它却也让人担心会给人类带来一场前所未有的灾难。这项技术叫做“基因编辑”。
- ~" _7 S+ i( |3 x基因编辑技术，或者更确切地说，规律成簇的间隔短回文重复（简称“CRISPR”），其基本原理来自细菌对抗病毒的一种机制。它被证明能够用于人类细胞仅仅是三年前的事，但它发展迅猛，就连这个领域中的科学家都感到跟上最新进展是一件吃力的事情。' ]2 y' m' H# |$ h$ {4 w
2015年12月初，世界上基因研究领域的顶尖学者聚集在华盛顿，召开了为期三天的人类基因编辑国际峰会。会议上，学者们探讨了“基因编辑”这项革命性技术带来的科学、伦理和监管问题。这让基因编辑在短短八个月之内第三次成为国际热点话题。% v8 B) E" m5 J: F9 f( T3 N6 k
稍早的时候，2015年4月，中山大学的生物学家宣布首次对人类胚胎进行了基因组修改，这引起科学界的轩然大波。& u0 M3 p: h! v+ }" i+ `! M
10月，联合国教科文组织在巴黎召开了一次专题研讨会，与会者包括科学家、哲学家、律师和政府官员，他们呼吁在安全性和功效被确切证明之前，应禁止对人类胚系基因进行“编辑”。“对人类基因组的干预应仅可用于预防、诊断或治疗目的，不能用于对后代进行改造。”联合国教科文组织国际生物伦理委员会在一份公告中称。他们指出，后者会“把全体人类固有的和平等的尊严置于危险境地，并且将改写优生学”。
0 b# b5 G+ H" D: s4 ]在华盛顿会议结束后发表的声明中，与会者称，“进行任何生殖细胞的基因编辑的临床应用都是不负责任的”，并且“任何临床实验都必须在适当的监管下进行”。
' r) s2 w9 o' |2 C6 X% n- z7 f英国《新科学家》杂志在12月5日发表的一篇社论中指出，华盛顿峰会的参与者中有当年推动过阿西洛玛会议的人士，希望他们能够“吸取历史的经验”。
  ]4 t. m3 O) {* H# v3 A十字路口1 F% p, Q( ?" \2 w4 p( J, n
1975年，超过150名来自世界各地的著名生物学家在美国加州阿西洛玛（Asilomar）召开了一项会议，围绕DNA重组技术的生物安全性展开了激烈的讨论。
; ^" ?& b( i5 T2 x& V当时，DNA重组技术刚刚兴起，科学家们成功地将两个不同物种的DNA连接起来，通过这一手段，可以把哺乳动物中合成胰岛素的基因转入细菌内，利用细菌快速繁殖的特点，生产提取丰富的胰岛素。' K/ \! U# |) H1 l
然而，该技术也可以将其他物种的基因引入哺乳动物甚至是人类细胞中，这一可能性引发了科学界对于人工改造人类遗传基因的担忧。通过阿西洛玛会议，科学家们确立了重组DNA实验研究的指导方针，同时就一些暂缓或严令禁止的实验达成共识。6 R0 e+ p( l7 I- H! H" W
如今，基因工程又走到了一个新的十字路口。
6 W$ C2 E& {( Z) G( T5 i6 v% v简单来说，最新出现的基因编辑技术能够精确地改变人类的DNA。它能够“关闭”某些基因，也能够给人增加特定的基因。这样的技术以往通常是在科幻影视作品中看到。尽管人为修改人类DNA在现实中也早就不是一件新鲜事，但从没有一项技术能够像CRISPR这样精准和高效地完成这件事。
+ x5 Q) K- x/ {9 o9 y: P. p. Y首先，借用一种无害的病毒，向导RNA、剪切蛋白和替代DNA被输入细胞中。然后，向导RNA和剪切蛋白贴上目标DNA。剪切蛋白将DNA的双链剪断，细胞自身的DNA修复机制马上会启动对DNA的修复，此时作为替代的DNA片段被接入原有的DNA。这样，就完成了对基因的修改。4 `- h. @5 m  t2 v
在实验室中，使用传统的DNA同源重组技术构建基因敲除小鼠不仅操作繁琐、花费昂贵，而且需要耗时1-2年的时间。而使用CRISPR技术成本较低，而且只需要掌握最基本的分子生物学手段便可以在短短3个月内实现基因敲除。
" P4 I9 l" g5 u7 y( p9 b. b自2012年CRISPR技术被阐明后，科学家已经陆续运用该技术为人类健康与疾病治疗领域带来了诸多福音。实验证明，使用CRISPR技术敲除感染动物细胞的乙肝病毒内的致病基因，可以有效地杀死乙肝病毒，为彻底治疗乙肝带来了希望。细菌的抗药性是人类对抗细菌过程中难以突破的屏障，然而使用CRISPR技术敲除赋予细菌抗药性的基因，能够大大提高抗生素的效用。" L6 y0 p  [% r# e
因为CRISPR技术的快捷、廉价、适用性广等特点，已经有至少四家基因编辑公司着手于将CRISPR技术转化为临床治疗手段的研究，盖茨基金会和谷歌风投基金这样的重量级投资者也参与其中。
7 A0 ?. {) l4 d( F1 S随着CRISPR技术的发展，越来越多的人意识到它不仅可以用于改造病毒、细菌和普通哺乳动物的细胞，人类基因组也可以成为CRISPR的编辑对象。《麻省理工技术评论》于2015年3月5日发表评论文章《定制完美婴儿》，其中就提到科学家已经发明出可以编辑人类胚胎基因的技术，我们是否该阻止它的发展的问题。* A& t# s  A0 ]/ K
人们担心这项技术可能带来“定制化的婴儿”。婴儿在出生前，其基因就可以根据需要进行修改。一些来自父母的遗传疾病可以被消除，但另一方面，父母缺乏的基因也是可以被添加上去的。理论上说，这可能改变孩子的发色、肤色，乃至智商。而且，这些基因上的修改有可能会被遗传下去，最终的效应难以预料。5 q$ p: z5 l% k4 u( X
就在《麻省理工技术评论》的那篇文章在社会上引起巨大反响、各方还在因为伦理问题展开激烈辩论的时候，2015年4月18日，来自中山大学的生物学副教授黄军就的研究组在《蛋白与细胞》（Protein & Cell）上发表论文，首次报道了使用CRISPR技术对人类胚胎细胞进行基因编辑的研究，修复了乙型地中海贫血病的缺陷基因，探索了今后治疗某些遗传疾病的可能。至此，基因编辑人类胚胎的猜想变成了事实。
; O3 X) h, p3 Y5 V6 K) h& zCRISPR技术的发现者之一、法国微生物学家埃马纽埃尔•卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）认为“发现来得有点突然”。同时，她也没有预料到这项技术会引起巨大的争议。% E9 t9 ]4 k6 E& _; N
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基因编辑技术甚至会导致新的物种诞生。
# q* j; b8 E  S/ }% w$ ^# o% s7 _并未完全关上的大门) j) ^: n7 W' j# \: n- q
“我希望人们不会去追求利用这项技术改变人类特征的想法。”卡彭蒂耶最近表示，“当把它用于治疗和预防目的——而不是用于制造可以在人种中遗传的特征，那么讨论的重点就会是，对于某些特定的疾病，也许进行胚系基因编辑是可以考虑的方式。”
; l5 Y( u4 `# u  U( g“届时，问题就变成，社会是否想迈出这一步。”她继续说，“从哲学上和社会学上来说，我对此存有诸多疑虑。”( `' B6 {2 _- W; ?( i
参与华盛顿会议的学者们也达成共识，他们在公告中称“胚系基因编辑带来诸多重大问题”。! X+ y5 }  z0 h, ?+ H4 b
他们的担心，包括了基因编辑过程中的“脱靶效应”，即实际发生改变的基因并非实验者的预设。学者们同时指出，“考虑到与其他遗传变异和与环境的相互作用，想要预测基因改变在人群中所带来的有害效应是困难的。”
# S5 }' d. n4 G1 _0 v2 d) u  C“一旦将（基因）修改引入了人类种群，遗传的变化将很难被消除，也不会仅仅局限在任何单一的社群或国家。”参与会议的12人在声明中说，“对特定人群进行永久性的基因‘强化’，可能会导致社会不公，也有可能被强制使用。”; o7 |/ T4 q6 {2 r' D; S
在会议过程中，科学家们的确探讨了基因编辑技术用于“强化人类”的可能性。它是否能够把人类改造得对疾病更具抵御能力，或者提高人类大脑的认知能力？与会科学家认为，人们对基因在人类认知水平和其他许多特征中的作用仍然知之甚少，此时不能乱来。  x1 A: h& N9 v8 p* m
“结论是，怀有敬畏之心。在我们对人类基因池做出任何永久性改变之前，我们应该极为谨慎地行事。”麻省理工博德研究所的艾瑞克•兰德（Eric Lander）这样说。: Z' _7 |7 {2 B( S5 m+ v
在这次最新的大讨论中，科学家并没有呼吁完全禁止基础研究层面上对人类胚胎和生殖细胞进行基因编辑。他们认为基础研究的意义是极其深远的。0 V8 B6 _% {! v  P
在声明中，参与者指出，强化基因编辑技术的基础和临床前期研究不应被暂停或终止，而是应在适当的法律和道德监管监督下继续开展。一些正在对疾病进行研究的科学家，担心对基因编辑技术的过多限制会影响到治愈疾病的进展。
5 b5 Y! v+ S, R7 W8 c# W! C简单来说，科学家对于人类遗传基因研究有两个禁区，一是不允许非治疗性的生育筛选，二是不允许对基因做可遗传的人工编辑。华盛顿会议的参与者特别提到，经过基因编辑的早期人类胚胎或生殖细胞不得用于怀孕目的。不过，声明也指出：“随着科学知识的进步和社会认识的发展，对生殖细胞编辑的临床使用应定期重新评估。”
1 E& [$ O3 ^$ _6 e: o“我们不想把这扇大门一下子关上。”美国加州大学伯克利分校的生物化学家詹妮弗•端娜（Jennifer Doudna）说。
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