CRISPR基因編輯技術獲諾獎，人類的福音還是災難？

剪切、複製、粘貼，生命的真相可能就是這麼的樸實無華。

剛剛過去的2020年的諾貝爾獎化學獎頒給了發現基因編輯技術的兩位女性科學家先驅——加州大學伯克利分校教授詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）和德國馬普感染生物學研究所教授埃馬紐爾·夏彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）。

在她們共同努力下，所發現的基因編輯技術叫作CRISPR/ Cas9，簡單來說，就是我們人類找到了細胞基因當中的一套工具，可以執行剪切、複製和粘貼的任務，去掉不想要的基因片段，換上想要的基因片段，進而可以改造動植物、細菌等生物體的基因構成。

現在，這套基因編輯技術穩定高效，已經被全球各地的研究人員應用在各種生物的基因修復、基因改造等應用當中。要知道，這一技術從發現到今天的廣泛應用還不到10年時間，該項技術一經誕生就被人們視為21世紀最為重要的生物發現之一。

可以說，人類這次幹了比普羅米修斯盜取天火更為了不得的事情，可以像傳說中的上帝一樣，擁有了改造甚至製造新物種的能力。相比較於大自然的緩慢地生存演化，這一次人類可以手握基因剪刀，乾脆利索地改變眾多物種的基因性狀，包括我們人類自身。

作為對科學樂觀一派的人們，很容易看到基因編輯技術在生物學、醫學，以及農業、健康領域的巨大商業前景。但在理性樂觀的背後，我們也不能不警惕基因編輯技術有可能帶給人類的巨大技術風險和倫理困境。

一般來說，我們總是用「凡事都有兩面性」來籠統地解釋一切，但這樣往往難以得到任何有益信息。面對基因編輯技術這一全新事物，我們不妨把問題剖開，看清其可能帶來的問題，才能更好地決定如何發展這一技術。

CRISPR/Cas9：一把「鋒利」基因剪刀手

想要完成一次基因編輯，只需要3步：1、找到要剪掉的DNA；2、剪掉它；3、把想要用的DNA安上去。

整個過程就是這麼簡單。當然科學家不是真的發明一把「剪刀」去修剪DNA分子，而是利用細胞體內特定的蛋白酶和RNA分子去完成這項「編輯」工作。

其中，CRISPR（成簇的、規律間隔的短回文重複序列），就是這段等待編輯的基因序列，Cas9就是科學家選出來負責進行DNA剪切的蛋白酶中的一種。

最初，兩位科學家發現，細菌體內的CRISPR基因序列中分布中入侵到細菌體內的病毒身上獲取的特殊DNA片段，這些DNA片段就是細菌利用DNA剪切酶Cas剪切該病毒的DNA片段再拼接到這段序列中。這一DNA片段起到對入侵病毒進行基因標記識別的作用，一旦該病毒再次入侵，細菌就能通過這段獲取的材料(病毒DNA)製造出與病毒序列互補的導向RNA片段，與DNA剪切酶Cas一起協作識別出病毒，並將其切除，阻止病毒複製。

CRISPR/Cas9的這一波操作堪稱教科書般的指導手冊，受此過程啟發，研究人員通過設計導向RNA，使之與細胞基因組的特定位點相結合，將Cas酶定位到該基因位點進行切開。DNA被切開後將引發DNA的修復，從而研究者可以將自身想要利用的DNA片段「粘貼」到這一點位，從而完成精準的編輯。

雖然我們大多數人無法親見這一實驗，但是可以通過這一描述大概想像出基因剪輯的全過程，實在是令人驚嘆不已。

值得強調的一點是，被編輯過的基因片段是可以通過生物遺傳將這一性狀給延續下去的。小細菌可以通過基因編輯的性狀，讓後代也能識別和打敗它們曾經感染過的病毒，人類也可以通過基因編輯，不僅從胚胎時候就能改良一個生命的基因，還能將這一改良後的基因傳給後代。

想一想這是不是非常令人激動，但這也正是巨大的問題所在。

基因編輯技術：毀譽始終「如影隨形」

CRISPR/Cas9基因編輯技術「有用的令人難以置信」。這是在2012年人們對這項基因編輯技術展開各項試驗後一致的感受。

2005年，西班牙微生物學家Francisco Mojica首次在《分子演化》雜誌中發表了他的新發現，細菌和古細菌當中廣泛存在一種能夠識別此前感染過它們的病毒基因特徵的免疫機制，並首次提出了CRISPR這一術語，成為這一系統的首個發現者。

後來，馬紐爾·夏彭蒂耶在一種叫化膿性鏈球菌的細菌中，發現了一種前所未知的分子tracrRNA，正好處在其免疫系統CRISPR / Cas當中，並發現其可以通過切割病毒的DNA分子使其失效。

2011年，夏彭蒂耶開始和擁有豐富的RNA知識的生物化學家杜德娜合作，兩人成功地實現了通過人工設計的嚮導RNA可以讓Cas9蛋白酶切割任意指定的片段DNA序列，開啟了人類基因編輯的新階段。

2012年，兩人的研究成果在Science雜誌上發表，很快就受到了學術界的關注。最值得矚目的是在幾個月後，MIT的生物學教授張鋒也在Science雜誌刊文，成為首次將CRISPR基因編輯技術應用於哺乳動物細胞基因組的科學家，為CRISPR技術的應用帶來了「暴風驟雨」般的改變。

此後，CRISPR/Cas9基因編輯技術應用的研究和案例越來越多，有科學家利用CRISPR/Cas9提高水稻的抗蟲害能力,有人利用基因編輯修復成年小鼠的特定基因突變。

而在2014年，有研究者在利用CRISPR/Cas9來改變食蟹猴胚胎基因組，並且驗證了經過遺傳改造的胚胎在植入母體後長成的後代食蟹猴，其體內細胞，包括卵細胞和精子都會攜帶這一遺傳改變性狀。

此時，杜德娜注意到這一研究正在帶來倫理上的複雜問題，食蟹猴與人類在遺傳學上非常接近，可以說基本驗證了基因編輯可以在人類身上實現遺傳改變。而且也有越來越多的人開始向她諮詢能否通過基因編輯技術來改變他們身上的致病性遺傳缺陷。

關起門來做科研是一回事，而把這項技術應用到臨床就是另一回事了。當杜德娜面對越來越多的實驗成果和外界對基因編輯技術的關注後，她認為自己不能不站出來開始對這項技術所引發後果進行公開的討論，諸如基因編輯工程會對人類的健康、農業和自然環境造成怎樣的影響，也必須要面對能否對人類的卵細胞、精子和胚胎等生殖細胞進行基因編輯的討論。

而這些問題不止是杜德娜在關心，這也成為整個學術界都要回答的問題。就在他們提出並敦促「全球科學界現階段避免使用任何基因編輯工具來改造人類胚胎用於臨床研究」之後，人類首例基因編輯嬰兒還是在2018年底誕生了。

這一故事我們並不陌生。首例基因編輯嬰兒誕生在中國深圳，由南方科技大學副教授賀建奎和他的研究團隊利用CRISPR技術對攜帶HIV病毒的男方的一對雙胞胎女嬰的胚胎基因進行編輯，敲除人體的一段可以和HIV發生輔助反應的CCR5基因，使其天生自帶HIV免疫體質。

當然，這一成果發布之後，立刻引起學術界的軒然大波，相關醫療監管、司法部門也馬上啟動了調查。後面的結果大家也知道了，賀建奎以「非法行醫罪」被判刑3年。首先這一行為從法律上就無法獲得支持，其背後更深層次的問題就在於對於人類生育倫理的挑戰。

如果回到當時情景，這一研究一開始是被當做重大科研突破而被報導的，可見媒體和普通大眾並未意識到這一臨床應用所蘊含的巨大風險，而現在CRISPR/Cas9技術的發現者隨著榮獲諾獎，將被更快加速普及應用，而其背後的倫理困境也便更加凸顯。

「基因改造人」：重寫生命密碼的技術倫理困境

基因編輯技術，正在給予人類以重新改寫生命密碼的「神力」。

正如在諾貝爾獎委員會的官方頒獎詞中提到：「藉助（基因編輯）這些技術，研究人員可以非常精準地改變動物、植物、和微生物的DNA。CRISPR/cas9基因剪刀徹底改變了分子生命科學，為植物育種帶來了新機遇，有望催生創新性癌症療法，並可能使治癒遺傳性疾病這一人類夢想美夢成真。」

正如我們所看到的，從CRISPR/cas9技術一出現，就成為眾多實驗室爭相研究和應用的方向，因為其應用前景實在是太過誘人，研發新的癌症治療方法、攻克一種遺傳性疾病，培育出新性狀的動植物，都可能變成一項具有巨大商業價值的產業。

現在，基因治療相關的產業，早已成為一個規模龐大的新型產業，無數熱錢也正在湧向這些基因公司。而這些研究和商業機構已經不得不面對基因編輯技術的應用邊界問題了。

那麼，基因編輯技術可能會帶來哪些危害呢？

從技術層面，基因編輯技術本身尚未真正成熟，人類對基因編輯的後果並不能做好準備。生命的基因序列存在一個巨大複雜的因果鏈條中，人類難以預計經過人為修飾過的基因在後續的遺傳中會造成怎樣的風險。正如一項研究表明，經過賀建奎團隊編輯基因的那對雙胞胎嬰兒，其壽命有可能會被縮短。

從倫理層面，基因編輯技術天然會涉足到從人類胚胎開始的「優勢人種」的選擇問題，也就是人類有可能通過基因編輯的「手術」，從胚胎開始就改變嬰兒的基因片段，人為地剪除或增加某些性狀的特質，可能出現所謂的「超級改造人」的情況。

這就像打開潘多拉魔盒一樣，將人類置於一個非常危險的分裂境地和巨大的倫理困境當中。

首先，人類是否有權力決定後代的基因性狀，替自己的後代選擇去除某些基因缺陷，或增加某些優勢基因性狀，儘管我們通常出於是善意和好心，但很可能會讓後代陷入兩難境地。

其次，人類該如何對待這些完成「基因改造」的新人類。假如這些改造人在智力、體力和壽命等一切方面都優越於普通人，由此而形成一個強大、特殊的壟斷技術和財富的階層，那麼世界可能就此走向分裂。假如這些人在後期會出現各種因為基因編輯而導致的疾病和痛苦，我們又該如何保障他們的結婚生育的權利。就如那對被剪除CCR5基因的雙胞胎嬰兒，是否在長大後可以正常的結婚生子，這意味著她們修改過的基因將混入人類的基因圖譜中進行傳播，而後續一旦出現更為嚴重的家族遺傳病或免疫性缺陷，那該如何解決？

因為CRISPR/cas9技術並無多麼高的研究門檻，一些有生物醫學背景的人已經可以在家中進行基因編輯了，比如一位叫喬賽亞·扎耶那的「生物黑客」就在家裡用CRISPR技術敲除肌肉生成抑制素基因，希望藉此增強自己的肌肉，成為對自己進行基因改造的第一人。

可以想見，在如此巨大的利益和誘人的基因改造前景面前，一些利益至上的醫療機構和一些不計後果的家庭很可能會悄悄展開更多的基因改造的實驗，將自己的後代變成基因編輯的試驗品，但未來可能造成的人類基因風險和倫理災難卻可能要全人類來負責。

而這正是生物科研領域以及全球醫療衛生機構和國家相關部門都必須密切和防範的問題。一旦基因編輯技術突破這一邊界，無序無邊界的基因編輯技術將最先直接摧毀的是生物技術本身所可能帶來的正面影響，使得這一技術在公共學術層面被封禁，而在黑產中被大肆推廣，再然後就是將為人類帶來巨大的分裂和紛爭，人類將在民族、宗教、人種等問題之上，再新添一個「改造人」的巨大麻煩。

當然，也有一種可能，人類真的破解了基因的全部真相，可以毫無顧忌地進行基因改造實驗，屆時人類全體都成為被基因改造或者是有基因改造者所生出的後代，呈現出類似漫威宇宙中那些各種各樣的變異人的狀況。但這一結果，僅僅想像一下就有些讓人不寒而慄。

回到現實，正如我們對複製人保持了極高的警惕和嚴格的禁止外，各個國家、國際組織和學術機構也應該對基因編輯技術的應用邊界儘快制定相應的措施和立法，在可預見的時間裡，守住生命科學探索的一些禁區，為人類的尊嚴和自由保留緩衝時間。