解讀獲諾貝爾獎的基因編輯技術,基因定製離我們有多遠?

2020-10-10 格致論道講壇

2020諾貝爾獎化學獎頒給了Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna兩位科學家,以表彰她們「開發出一種基因組編輯方法」。基因編輯再次成為人們討論的熱點。基因編輯技術是什麼?有何潛質?它究竟是「天使」還是「魔鬼」?基因檢測有必要嗎?基因編輯技術是未來可期還是適可而止?以下是一場關於基因編輯的理性科學和倫理問題的有趣討論,你想知道的都在這裡!

出品:"格致論道講壇"公眾號(ID:SELFtalks)

以下內容為北航大數據精準醫療高精尖創新中心特聘研究員葉盛、 中國科學院大學科普作家吳寶俊、中國科學院動物研究所基因工程技術研究組組長王皓毅訪談實錄:

基因編輯:給DNA分子做手術

吳寶俊:去年中國有一個轟動全世界的大新聞,誕生了全世界首例的基因編輯的嬰兒,把基因編輯技術推上了風口浪尖,我們今天就來好好聊一聊基因編輯技術。

王皓毅:說到基因編輯,可能我們最先要說清楚什麼是基因。我們人是由很多個細胞組成的,幾乎所有的細胞都有一個細胞核,細胞核裡面就是四十六條染色體,一半是來自父親,一半來自母親,而染色體上面纏繞的分子就叫做DNA分子。

DNA分子我們可以把它想像成一本書,上面的字母的順序決定了到底我們的細胞會變成什麼樣子,所以可以說DNA的序列和信息是一個生命底層的藍圖和指導書。一旦你能編輯這個東西,你就幾乎擁有了媲美上帝的能力,去改變生命最根本的一些信息和特質。

吳寶俊:那生物學家編輯基因是用什麼東西來編輯呢?

葉盛:我是做蛋白相關研究的,我們真正能夠在細胞裡做各種各樣操作的往往是蛋白質分子。我們現在用得最多的基因編輯技術是一個叫做CRISPR-Cas9的技術。它其實就是利用了這樣一個酶,這個酶叫Cas9。你可以簡單地把它理解成一個小剪刀,分子剪刀能在DNA上「咔嚓咔嚓」地下剪子,就是這麼一個過程。

王皓毅:這個酶就是蛋白。

吳寶俊:就是說我先放進去這個酶,然後去改變了這個基因。變完之後再把它放回去是吧?

王皓毅:你不用放回去。直接在活體裡面,就可直接操作。

吳寶俊:就跟外科做手術似的。

王皓毅:只不過這個手術是在每個細胞的細胞核裡做的。這個蛋白會進到這個細胞核裡去,直接改變你那個四十六條染色體上那一個特定的地方那一個特定的字母。

吳寶俊:咱們已經能精確控制這種蛋白質。

葉盛:可能得把你那個剛才那個精確倆字拿掉。沒那麼精確。

王皓毅:我覺得已經是相當精確了。

王皓毅:比如我們人類的基因組大概是三十億個鹼基對。就是說這本書有三十億個字母。

吳寶俊:哇,這麼多字。

王皓毅:現在基因編輯的技術這些工具,我認為已經在很多情況下可以精確到就到這裡面的具體某一句話上面去修改具體某一個字母,但是你肯定無法保證它的精確度是百分之百,但是它可以在非常高的頻率下去靶定到特定的正確的地方。

吳寶俊:您說到一個詞叫靶定,其實就是一個瞄準的過程。

葉盛:就是你首先有一個鏢靶,你有一個目標,說我要改這句話。我的理解是,一般情況下這句話肯定會被改掉的,但是有時候會出現一個什麼情況?我們有一個詞叫「脫靶」。你不光把這句話改掉了,你可能還在基因組中的那三十億個鹼基對中的某一個,另外一個不知道的地方也下了一剪子。這個事情稍微聽起來有點可怕。總得來說其實已經相當精確了。

私「人」訂製,我們準備好了嗎?

吳寶俊:基因編輯技術其實是已經飛速發展了幾十年的時間,那咱們國家的基因編輯技術已經發展到什麼程度?為什麼賀建奎進行基因編輯嬰兒的實驗會引起這麼大的批評和爭議呢?

王皓毅:基因編輯嬰兒這件事情發生以後,第一時間我們的科學共同體和同行就出來譴責這個事情。

吳寶俊:您譴責的理由是什麼?

王皓毅:根本的判斷就是,第一,這件事情本身違背了整個科學共同體基本的科學判斷和道德判斷。對於人類胚胎(受精卵)的基因編輯,技術和科學都不成熟。我們談一個技術成不成熟一定要就事論事,就具體的應用來討論。比如我用它來做一個動物的改造是可以的,因為幾隻動物裡面有一隻編輯成功就可以進行後續的研究,者個門檻是比較低的。但是對於人的胚胎基因編輯就不行,不能在不成熟的時候應用到人身上。如果一個孩子出現了預想不到的問題,那你怎麼對他負責任?

葉盛:剛才我們說了,我們人的基因組是三十億個鹼基。實際上我們通過基因組測序計劃知道大概相當於兩萬個基因,還有很多基因之外的東西。

葉盛:對,但問題在於好像很多人對於生物學的印象是說我們現在已經很了解基因,很了解蛋白質了,我啥都知道。其實這兩萬個基因我們知道其中有確切功能的只是其中一部分,而且還不是一大部分,而是一小部分。

更要命的一個問題是我們有所謂的基因多效性。說白了,這一個基因可能有好的影響,也可能有壞的影響。那麼當多種影響同時存在的時候,你說這個基因有壞的影響咱把它「咔」刪掉,不要了,那它好的影響你是不是也失去了? 這個事情如果我們在還沒有了解的情況下,這個孩子將來成長到他生命的某一個階段,當我們需要這個基因去開啟他好的一方面的時候,你就失去了這個機會。那會給這個孩子的未來命運帶來怎樣的影響?我們完全不知道。這樣的實驗顯然不是應該做的。

吳寶俊:所以未知意味著風險。

王皓毅:我再補充一點,除了您說的整體這麼多基因相互作用難以預知以外,還有一個就是跟環境的相互作用。基因改造之後,它在現有的這個環境裡,可能是可接受的,但是也許換了一個特殊的環境,或者它將來接觸一種特定的微生物,那可能它會有未知的風險。

我覺得我們不想說不可知論,而是咱們就把這個基因編輯在人的應用最根本的紅線劃出來,一個就是可遺傳的,一個是不可遺傳的。對於人類胚胎(受精卵)進行基因編輯操作意味著影響改造的是這個孩子的每一個體細胞,因為我們每一個人所有的細胞都來自於父親和母親產生的受精卵這一個細胞。

你如果在這個時候把這個基因改掉了,一個受精卵將來分裂發育成完整的胎兒和健康的孩子,他身上的每一個細胞都被改掉了。更重要的是,還會改造他的孩子,因為他將來的精子或卵子也已經被改過了,所以意味著子子孫孫無窮盡也。你做的這個突變會進入到所有他的後代以及人類的基因池裡面,所以對這個的改造要極端小心和負責任地進行論證才行。 紅線另外一邊就是不可遺傳的,就比如我們把你的皮膚細胞改一改或者把你的血液細胞改一改,這個只會在你這一代起作用。你今天把我皮膚細胞這個基因改了,我如果過一段時間生了一個孩子的話,我的孩子的基因是不會發生任何改變的,所以它就只影響了我這個個體。

吳寶俊:聽起來有點像整容。

葉盛:這個例子很好。賀建奎這個事兒出來之後,網上有一個段子,說你們家的孩子這次數學考的怎麼樣?你們家孩子當初生的時候有沒有買數學的基因編輯包?然後那人說,當時就嫌貴,沒買,你瞧這數學考這麼爛。

其實這裡邊就意味著如果真的說我們能夠開放這個技術,你可以想像資本馬上就會進來。這是一個必然的結果。資本一進來之後,成本就下來了。成本下來之後大家都可以做。然後呢?就會出現整容臉。

你看今天整容,大家全整成一樣的網紅臉如果說基因編輯將來也能夠成為大家都能選擇的,那我們能給孩子好的,為什麼不給他最好的?結果就是,大家都選擇了一樣的東西。這裡邊有一個生物學的名詞叫基因多樣性,就被徹底破壞掉了。而這個基因多樣性是很重要。

吳寶俊:每個人都想要愛因斯坦包,每人來幾個。

葉盛:但是那都是我們現在認為的好,當不同的環境出現的時候,我們一旦喪失了基因多樣性,說的更恐怖一點兒,更科幻一點兒,可能會面臨著滅種滅族的危險。

王皓毅:科學界還是非常前瞻和負責任的,國際的學術界還在做積極審慎的探討,在什麼樣的情況下可以考慮做這件事情,並不是說絕對以後永遠不可以想這件事。但是另外一條線非常清楚,如果這個編輯是不會遺傳的,其實大家是普遍比較積極,認為應該支持,因為這個跟傳統的基因治療沒有本質的區別,而且可能比它更精確、更安全,所以現在也有很多公司和團隊在積極地推動。

小鼠都能無痛變性了,人類還有多遠?

吳寶俊:王老師,我特別好奇,您在動物所實驗室裡頭都編輯點兒什麼動物?

王皓毅:這是我之前在美國做的一個工作,我覺得挺有趣的,就是編輯小鼠。然後我們三位都有一個同樣的染色體,就是Y染色體。有Y染色體就是發育成男性,沒有就是小姐姐。所以Y染色體上你知道是哪個基因決定你是男的嗎? SRY。我覺得所有男性都應該要記住這個基因。你有這個基因你就會發育成雄性。我們做的一個事情很簡單,就是把Y染色體上面這個SRY基因刪掉了幾個字母,這個老鼠就發育成一個完美的雌性。它幾乎是一個帶著完整的Y染色體的小鼠,但是它可以有卵巢,可以懷孕,可以生育。

吳寶俊:您確認它是母的,它不是公公。

王皓毅:不是公公,公公的話是失去性能力的雄性。這個是有生殖能力的雌性。

葉盛:我補充一句,可能有的人不太了解這個背景。因為剛才我們只說了男性的Y,我們還沒說X。王老師的工作是把Y讓它閉嘴,你別說話了,男性體內那個X就該起作用了。其實我們男性都帶著女性所有需要的基因,只是我們沒有讓它們工作出來。

吳寶俊:您那邊通過編輯幾下就讓它從一個公耗子變成母耗子了?

王皓毅:不,你得這麼理解,因為是這樣,性別決定是發生在胚胎期的。你不能說我拿了現在一個活著的公耗子變成一隻母老鼠,這個是魔術師幹的事,我們做不了。但如果你是從胚胎期改變它,它就可以是一隻帶著完整的Y染色體的母老鼠。

葉盛:但是我覺得寶俊提出了特別好的一個問題,就是現在很多人對於基因編輯有一個誤解,好像說我能用什麼辦法把你的整個基因就變掉了。

吳寶俊:剛才還不聊整容的事兒呢嗎?

葉盛:因為你身體裡的細胞太多了, 每個細胞裡都有一樣的基因組。我能改一個,能改十個,我能改一百萬個,你有幾十億個,我怎麼可能同時改掉?這是做不到的一件事情。

科學視角看轉基因安全

吳寶俊:在媒體上有各種各樣的高科技的詞彙,像是基因編輯,轉基因,這都是啥,二位老師能不能給我們做一個簡單的科普?

葉盛:咱們前邊做了一個比喻,說基因就好像是一本書,裡邊有段落有句子有單詞,那轉基因就相當於我這本書裡邊以前沒有的這麼一句話,但是在你那本書裡邊有,然後我把你這本書裡邊這句話拿出來放到我這本書裡邊,這個過程其實就是所謂的把你的基因轉到我這個生物裡來。

吳寶俊:這個轉是指轉移的轉?

葉盛:轉移的轉,它並不是去轉化什麼東西。我們現在轉基因都是從自然界已有的生物身上去拿了一個基因放到另外一個生物身體裡面去。

吳寶俊:我們作為普通公眾對轉基因存在著一個爭議的焦點,就是科學家們經常出來做科普說轉基因技術絕對無害,但是老百姓好像不是那麼相信。

王皓毅:我覺得作為科學工作者來說,確實不能說絕對,唯一能說絕對的就是絕對不能說絕對。有點悖論,有時候在辯論的時候也會被很多人來攻擊,說你看你們科學家說話都不嚴謹,不確定,或是不知道。我認為科學中是不存在絕對完美的理論和科學實驗的。 但是儘管如此,我覺得轉基因我個人的觀點是,首先它是一個大的概念,不能一概而論,轉的基因也不一樣,它的目的也不一樣。比如木瓜,我不知道記得準不準確,但是之前說由於一種病蟲害,如果不轉這個基因它就滅絕了。可能之前爭議比較大的是一類防蟲害的一個毒素基因。

葉盛:來自於蘇雲金芽孢桿菌。

王皓毅:有人會覺得說你把一個毒素放到這個人吃的東西裡,它不就有毒嗎?但實際上對昆蟲有毒跟對人有毒是完全不同的概念。此外,還有一些人顧慮說它有可能會降低生態系統的多樣性。

葉盛:這個倒是有可能。

王皓毅:我另外一個觀點就是,無論你是用什麼技術手段去做的這個操作,去產生的這個品系也好,我認為你應該用一個一致性的功能和安全的評價來評價它。

吳寶俊:得有一個標準在那裡。

王皓毅:因為現在有這個標準,所有的雜交也好,什麼樣也好,都有相應的安全和有效的標準做田間放養和生態的評價。我認為對人的評價也是一樣,我們不應該因為一個人的出身或者畢業的學校去說這個人,就是有不同的評價標準,得看他做了什麼事情。 用一個統一的標準來評判,他做了什麼,他達到什麼水平。這個轉基因的作物也是一樣的,你不要管它是雜交,是誘變,還是基因編輯,還是轉基因,你用一個大家已經嘗試了這麼多年的科學界普遍公認的安全性的有效性的評價來評價它就好了。

葉盛:因為這些轉基因作物從來沒有說是沒有經過任何安全的評估,沒有經過任何實驗驗證,就拿出來商業化,大家就去吃了,沒有這樣的,都是經過嚴格評估的。

吳寶俊:有些公眾就認為有個別生物學家跳出來說轉基因這種技術是絕對無害,他其實背後的目的是為了向公眾兜售他的產品,背後是有他的商業目的,商業利益在裡面的,對此二位老師怎麼看?

葉盛:實際上我知道的例子反而是有些人跳出來說轉基因絕對有害的,目的是為了兜售他的產品。

王皓毅:這種有目的反對轉基因的是有些例子。

吳寶俊:那說不定是兩方都有呢。

葉盛:技術本身是中性的,你用它去做什麼事情這個很重要,目的很重要。轉基因你看他用來去幹什麼,不是說這個東西要一棒子打死,全都不對。特別是像王老師說的,我們經過了很多嚴格的評估之後,還有實驗,我們認為它是安全的,那麼它就是可以被應用的。

吳寶俊:這是純理性的,像我們節目的那句口號,無理性不真相,所以要理性的東西。

王皓毅:這就是我為什麼熱愛科學,因為科學是在這個混亂的、瘋狂的世界裡在我看來唯一比較公平的東西。雖然牽涉到人就有很多很荒謬的東西,但至少我認為科學的底線是非常清楚的。而且它是一個我們所有科學共同體的人,用同樣的語言都可以理解,都可以複製,都可以相信的東西。我覺得這是非常可貴的。

吳寶俊:這就是科學的魅力所在。

編輯嬰兒是技術發展還是道德淪喪

吳寶俊:好多人說賀建奎是一個非常大膽的科學家,也有一種觀點說大概在五十年或者一百年之後,萬一他這種技術將來成熟到大家都了解了,發現他這個嘗試在將來成為一個常規操作,那麼他有沒有可能就成為這個細分領域的所謂奠基人?學術界有沒有可能給他洗白?

王皓毅:我來澄清一下這個事情。第一,他做這件事情沒有任何科學上的突破和技術上的提高。在不同動物和人的胚胎裡面的基因編輯人們也已經做過了,只不過被編輯的人類胚胎沒有被移植回孕婦身體,沒有使這個孩子生出來。他做這件事兒從內行來看的話,從科學的設計,到技術的實施,到倫理學的審查,幾乎每一步都做了最壞的選擇,每一步都做得一塌糊塗,所以可以說是一個極端不負責任、極端惡劣的行為。

基因優選,我們應該怎麼選?

吳寶俊:咱們就順著賀建奎這個事件講,可能跟賀建奎事件有關係,涉及到一個名詞叫基因優選。這方面的技術和它的發展程度是怎樣的?

葉盛:我覺得可能更合適的一個說法是胚胎優選。為什麼這麼說?在賀建奎這件事情上,他其實號稱是為了讓這個孩子將來不會再有感染愛滋病的風險,實際上我們更多的面對的一個情況是有一些遺傳病。

那麼這些遺傳病如果說父親和母親恰好都帶有這個疾病的基因,他們就有一定的機率會生下一個孩子,他身上就會體現出這種遺傳病來,這肯定是會對這個孩子本身以及這個家庭都很痛苦的事情。 這個時候怎麼辦呢?是不是我們就非得編輯基因才能夠救他呢?並不是這樣的,我們現在有其他的辦法。我們在做人工的試管嬰兒的時候,其中有一個階段,因為試管嬰兒也叫體外受精的操作,這個時候我們是先讓他長到一定的程度,然後再去選擇胚胎,就可以選擇出他沒有帶有這個疾病的基因,不會發病的這樣的胚胎,再讓他回到媽媽的子宮中進一步去發育長大,這樣就可以解決問題。

吳寶俊:就是說還是有其他的替代辦法。

葉盛:對,你完全可以不必去冒基因編輯的風險。

王皓毅:如果我們明確父母是罕見病的致病基因的攜帶者,就可以通過產前診斷PGD(Preimplantation GeneticDiagnosis)來確定,挑選不攜帶致病基因的健康胚胎移植,這個技術在我們國內一些輔助生殖中心已經在開展。

吳寶俊:我是特別希望能夠優化一下我自己的人種。比方說我現在個子才一米七幾,我覺得我要是能夠長到一米八幾,那感情經歷會少那麼一些波折,我個人是非常樂意的。王皓毅:但是話又說回來了,沒人能確定這件事情到你身上怎麼樣,我們說的那個數據只是一個群體的平均值。

吳寶俊:有可能少了百分之二十也沒長個兒。

葉盛:也可能到你身上就是百分之零和百分之百,你只有兩種可能性。

吳寶俊:我一上去就是壽命削減百分之百。

葉盛:你學物理你知道那是個統計數據,它到個體身上是另外一回事兒。

王皓毅:另外,這是一個很老的思潮了,就是這種基因決定,基因優生學。當年最有名的旗手就是希特勒,他們第三帝國,也就是德國,說我們種族是優秀的,我們不能跟低等的去交配,我們要讓自己的孩子更純血統。

這個推廣來就是這個問題,如果我們承認了基因可以把人分成不同的質量的話,你通過不管是胚胎的篩選,還是基因編輯去改造的話,可能會挑戰人類最根本的一些觀念,一些平等的觀念。尤其是基因又不是決定一切的,它取決於你的環境,取決於你的主觀的精神。 所以大家尤其是對可遺傳的會特別的謹慎,那麼自體的如果你是個成年人,你有一個明顯的疾病,通過修改部分受疾病影響的細胞能夠得到緩解,我覺得大家都是認為這是應該積極推廣的。

但是如果不是治療疾病,而是所謂的增強,就像你剛才說的比如美容或者美白或者增高,首先從科學上就比較困難,因為很多性狀都是多基因決定的,它不是單基因的問題,所以你改一個可能也不行。

第二點我就舉個極端的例子。比如說你想讓你孩子更受歡迎,讓他變得很白,假設我們知道色素是怎麼改的,確定能安全地讓他變得更白,但你怎麼知道他長大的時候,那個時候社會的審美是什麼呢?那個時候可能大家喜歡更黑一點兒的,覺得更美,那你能替他做這個決定嗎?你憑什麼替他做這個決定?

如果可以,你會修改哪個基因?

吳寶俊:人家孩子自己不一定樂意。我們換一種有趣的問法,假如說在技術上我真的能夠實現那種百分之百的性狀提升,品質增強,二位老師從你們個人的角度講,你們自己願不願意去改良一下?你們最希望改良自己的哪一塊呢?

葉盛:我自己還真的什麼都不想改。

吳寶俊:您不想變瘦一點兒?

葉盛:你說的很好,我現在胖,胖可能會帶來很多胖的疾病,像高血壓,我現在就是高血壓。然後包括其他的,未來有可能糖尿病等等。我不是說我很完美了,我只是說其實這裡邊還涉及到生物學的一個新興的學科,表觀遺傳學。 並不是說我們的基因就決定了我們的一切,其實我們今天知道基因還受到很多層面的調控,這些調控它是會和環境互相作用的。你對環境的改變以及你的生活方式這些都會影響到你自己表觀遺傳的情況。當然,這個具體的作用機制我們現在還遠遠沒有搞清楚,因為這個學科非常的新,我們還在研究之中。

吳寶俊:這個表觀和咱們說的顏值是不是一回事兒?

葉盛:你可以簡單的這麼理解。

吳寶俊:顏值遺傳學,這個我覺得通俗易懂。

葉盛:因為它影響到我們很多的性狀體現出來的樣子。

吳寶俊:是的,顏值決定了很多事情。

王皓毅:我覺得顏值可能遺傳的比重還是比較大的。

吳寶俊:您是想說您這顏值全家都挺帥的是嗎?

王皓毅:表觀也會有很大的區別。

葉盛:表觀也會遺傳,但是表觀它也跟環境的相互作用有關係。總而言之,我就覺得說如果你對你自己的哪兒不滿意,更多的還是得想辦法。反正我這個胖和瘦的事情是可以通過個人努力去解決的,但是你這個身高問題可能無法通過個人努力進一步解決。

吳寶俊:有人說身高是小時候營養不良造成的。

葉盛:不一定是營養不良,比如說你小時候喜歡運動嗎?

吳寶俊:不喜歡。

葉盛:運動能夠刺激你的身高的發育,所以說還有很多其他的途徑可以解決這個問題。

吳寶俊:小時候不應該踢足球,打籃球就對了。

葉盛:包括很多人說,我這長相怎麼辦,我們很多面相的問題其實是因為牙齒牙床的問題,你不需要去做基因編輯,你去好好整整牙就能解決掉。

吳寶俊:我確實應該整整牙了。王老師,如果真正能實現這個技術,您最願意自己改良哪方面呢?

王皓毅:我也不想改,我希望大家都能有這個答案,我覺得喜歡自己是很重要的。為什麼要屈從於一些大眾的審美觀呢?當然,如果你不服從,可能會受到一些情感上的波折。

吳寶俊:您看我這理解對不對,我不要你覺得我美不美,我要我覺得。

王皓毅:我只是覺得,尤其是從科學的角度理解,我們已經是一個成年人之後,你要去系統的改變一些外形的話,其實是很困難的,尤其是用所謂基因編輯,還真的不如鍛鍊也好,還有你的精神狀態也好,還有你的自身修養也好,我覺得這些要比所謂的基因編輯要有效的多得多。

葉盛:這些說白了是一個自信教育的問題。

我們要這基因測序結果有何用?

吳寶俊:我們已經從生物學的領域跑到了禮儀修養的領域了。基因優化我們假設在技術上是一個真的可以大家努力投入,然後實現蓬勃發展的行業的話,這裡面也涉及到一個問題,什麼叫優化? 你得知道哪些基因是好的,哪些基因是壞的,這裡可能就有一個問題叫基因檢測。現在市面上也盛行這種產品,比如說四百九十九塊錢基因檢測,這個檢測老百姓想知道它靠譜不靠譜?它能給出來哪些信息?像不像它商業上宣傳的那麼完美?二位老師怎麼看?

葉盛:我知道更便宜的,還有免費的,這不是我隨便編的。其實前些日子我去拜訪我的一位中學老師。因為他知道我現在在搞生物學研究,他就說,葉盛,最近有人給我推薦基因組測序,然後我就去做了一下,這好不好?

我說您這是具體什麼情況?他說,有人跟我說可以免費做,我就去做了。我說,什麼公司這麼有錢給你們隨便免費做?是一家保險公司。

吳寶俊:那它做這個是為什麼呢?

葉盛:因為他知道了你有得某種病的這個基因,致病基因的可能性是多大,然後他以後就再也不賣給你這種疾病的保險了。

吳寶俊:那他其實就是搜集了你的隱私的數據。

葉盛:你說對了,這裡面其實涉及到一個很大的問題,就是你的個人基因組數據的隱私問題。很多人說我們去做測序很開心,因為得到了我們基因組的數據,但問題是這個數據也存在他的伺服器上,他有沒有把這個信息又賣給過別的公司,賣給別人,我們都無法去保證這件事情。所以這裡面其實缺的是一個儘快的立法,就是我們能不能夠通過立法的手段把這種個人的基因組數據也像我們其他的隱私一樣保護起來。

王皓毅:我有另外一個角度,我看過一些類似的報告,我的朋友他們做了,問我是什麼意見。

吳寶俊:他們是相當於患者,不是患者,就是被收集人去做了,還是他們去收集別人的?

王皓毅:被收集人。

吳寶俊:他是被收集的。

王皓毅:對,我翻了下那個報告,很厚。我個人覺得沒有什麼太多乾貨,因為絕大多數都是說,比如你有這個基因,你比正常人平均得某種病的機率高百分之多少。這是一個純粹相關性的描述。而且我不確定一定是準確的。它對你生活有什麼指導嗎?我不覺得有什麼指導作用。

吳寶俊:就是嚇唬你。

王皓毅:最後反正你拿一本厚厚的書,你也不知道是幹嘛用的,我覺得真正有用的是幾個場景。一類就是做靶向治療。比如你是一個腫瘤患者,你需要去確定你能不能用針對特定腫瘤突變的靶向藥物,來測一下有沒有這個突變,或者腫瘤是哪種類型,這個可以指導你用藥的。另外一類就是輔助生殖。我們剛才提過了,如果是試管嬰兒,想從裡面挑選一個健康胚胎的時候,可能要檢測它的基因序列。還有一類是如果有一些難以確診的疾病,特別是遺傳疾病,也許可以通過基因組或者外顯子組測序找到導致疾病的原因。

其他作為健康人來說,一個比較極端的例子就是安吉麗娜·朱莉。她檢測她有BRCA2的一個乳腺癌相關的突變,她就去把乳房給切掉了。這個東西到底是不是應該鼓勵大家做?我是持保留態度的。

葉盛:我不是保留態度,我是反對。她不只是切除了乳房,她還把她自己的子宮也切除掉了,因為BRCA2這個基因的突變很有可能會提高宮頸癌的機率。

吳寶俊:下手太狠了。

葉盛:可是你們知道嗎?其實美國食品藥品管理局是禁止將基因測序結果用於對疾病的預測的,就像剛才王老師說的,它更多的用法應該是你已經得了疾病,我們通過這樣的方法去確定你到底出問題的基因是哪個基因,然後再去採取有針對性的治療。 這裡邊有一個詞就叫精準醫療。我們這個單位叫北航大數據精準醫療高精尖創新中心。很多人會覺得奇怪,說你們北航不是做衛星做飛機的嗎,怎麼現在又開始做生物學了?就是我們要根據每個病人自己的基因的狀況、蛋白組的狀況,去為他提供一個量體裁衣的治療方案,這才是基因組測序更正確的一個打開方式。

吳寶俊:我提供的不是一個簡簡單單統計學上的所謂預言或可能性。我是精確地分析你的各種各樣的性狀,得出一個精確的結論。

葉盛:前提條件是他已經是病人了。在你沒有生病的時候,或者說你的病沒有到我們今天的醫療解決不了的時候,你是沒有必要去做這樣的事情的。

王皓毅:另外,我覺得精準醫療是一個大的方向,但是在目前我們對於生物遺傳學,尤其是遺傳學的基因組學的理解還非常的初級,所以我們能夠通過基因組數據去精確預測或指導的臨床實踐其實還是比較有限的。 但是它是開放式的,與日俱增的知識會讓我們越來越能夠去通過基因組的信息去幫助你有更好的治療方法。但是我個人覺得,在目前來說,基因組的測序能夠真正指導到你用藥的可能還是比較少。

葉盛:更多人可能更關心包括那些網絡上的廣告經常作為噱頭的就是你是哪兒的人,你從哪兒來之類的這種問題。如果你很感興趣,你可以做做,去玩一玩。但是它能指導你未來的生活的方式嗎?其實我們很難做到。

有生之年,基因編輯治療的可能性

吳寶俊:我們回到人類健康的領域在基因編輯技術對於治療人類的疾病方面我們這輩子能見到的有沒有什麼比較重要的例子可以舉給大家?

王皓毅:我個人認為可以分兩類。一類就是針對罕見病。比如說地中海貧血。從邏輯上說,你可以說這個疾病的機制我們很清楚,就是因為基因A發生了突變,喪失了功能,我如果用基因編輯能夠把它完美的修復回去,不就可以治了嗎? 其實大家要認識到這個複雜度。就是說有大批的罕見病是發育型疾病,基因的作用是在胚胎過程中,發育過程中起作用。這個孩子生下來就已經有基因缺陷了,而且是一個全身性的基因缺陷,在這個時候用基因編輯去治療這個病其實是非常困難的。 因為意味著你要把他身體上的每一個細胞都改正過來,這個難度其實是非常非常大的,所以我覺得這個在近期可能比較困難。 但是有一些病是在成年或者幼年發病,而不是一個嚴重的發育型的疾病,而且它影響的可能是一種或者少數幾種細胞類型,這種疾病通過基因編輯治療或者基因治療都是很好的選擇。

吳寶俊:就是量少還行。

王皓毅:對,比如說地中海貧血。β-地中海貧血在中國兩廣地區是一個高發的疾病,這些孩子很多就是在HBB這個基因,就是一個紅血球來攜帶氧氣的一個重要蛋白這個基因上有突變,它影響的就是紅細胞。

你可以想像,如果理論上來說,把這些孩子的造血的幹細胞,把這個基因突變修復了再移植回去應該是一個不錯的治療策略,所以現在也有很多國內外的公司和團隊在積極的做這些事情。這是我剛才說的一大類,就是針對罕見病哪個基因出問題,我去修復哪個基因。 另外一大類就是增強型。在我看來就是用基因編輯去增強一些已經有的治療方法,比如說幹細胞的治療,比如說免疫細胞治療,那麼比如我們自己實驗室做的工作就是剛才說的CAR-T技術。

CAR-T技術在治療實體腫瘤效果其實很差,一個挑戰就是我們要怎麼樣改造這些CAR-T細胞,讓它能夠更好地治療實體腫瘤,然後就可以通過基因編輯可能去改變CAR-T的基因,讓它有更強的增殖能力,讓它有更強的識別腫瘤的殺傷能力,從而達到更好的治療效果。當然,這些還大部分都在臨床前實驗階段。

吳寶俊:有待於有志之士加入到生物學家這個群體當中去解決這樣的疾病。

王皓毅:我們對這個生命奧秘的理解太膚淺了。你要是這東西有一百米,我們可能挖了也就是一米吧。

葉盛:可能還要少。能在一釐米這個水平上吧。

吳寶俊:我以為你們挖反方向了。二位老師能不能就今天我們討論的所有話題,每人各說一句話,就是你最想告訴公眾的關於基因編輯的這麼一句話。

葉盛:基因編輯技術其實是一個中性的技術,它不是一個從誕生就帶著邪惡的技術,它在今天無論是從科研角度還是從醫療健康的角度已經給了我們人類很多幫助,唯一的問題是我們怎麼去利用它。如果你利用它利用錯了,去做了些錯誤的事情,這個鍋不應該由這個技術本身來背,技術是無罪的。

王皓毅:我完全同意。技術進步絕對是好的事情,它已經在極大地推動我們在基礎研究、醫療、醫藥研發上的速度了。我想說的是,基因編輯也好,轉基因也好,還是所有的科學也好,我們今天聊了這麼多,大家可能聽的也是一頭霧水,雲裡霧裡。

但是最重要的一點,我的想法就是希望大家在現在這麼一個信息豐富的社會能夠多一點自己的獨立思考和多一點學習的興趣,因為這事情確實很有趣。你花一點時間在網上去了解這些知識,讀一些書,你就會在將來理解可能跟你生命健康息息相關的話題的時候,能夠辨別哪些是真,哪些是偽,不那麼容易被人忽悠,也讓我們這個社會有更多理性的聲音。

吳寶俊:好的,感謝二位老師參與我們今天節目的錄製。最後我本人也有一句話想說,我特別想長到一米八以上。

王皓毅:我覺得還是主要看氣質。

無理性,不真相!《理性派對 新科技發布廳》是一檔打破你刻板印象的科學文化聊天節目,聚焦前沿科學科技,針對社會熱點話題,邀請權威專家360度解讀,你不知道、想知道、必須得知道的內容都在這裡。本節目由2019年度中國科協學術資源科普化項目支持,中國科協科普部出品,中國科普博覽、SELF格致論道講壇製作,中國科學院計算機網絡信息中心監製。

「格致論道」,原稱「SELF格致論道」,是中國科學院全力推出的科學文化講壇,由中國科學院計算機網絡信息中心和中國科學院科學傳播局聯合主辦,中國科普博覽承辦。致力於非凡思想的跨界傳播,旨在以「格物致知」的精神探討科技、教育、生活、未來的發展。獲取更多信息。本文出品自「格致論道講壇」公眾號(SELFtalks),轉載請註明公眾號出處,未經授權不得轉載。

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  • 基因編輯的技術審思,我們離基因編輯實用化還有多遠?
    但同時有跡象表明,轉換軌道可能會雙向擴展,遠遠超出目標區域,導致廣泛的雜合性損失(LOH),帶來嚴重的安全問題。這些實驗結果無一不指向基因編輯從技術上可能帶來的風險之大,而人類是否又做好了萬全的準備?事實上,由於基因編輯技術尚不成熟,進行技術應用可能會面臨「脫靶效應」、「鑲嵌現象」、「多代效應」等潛在的技術風險,可能引發技術異化等倫理問題。
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  • 陳根:基因編輯的技術審思,我們離基因編輯實用化還有多遠?
    就純粹的技術角度來看,基因編輯依舊面臨諸多問題。今年6月,nature在預印本伺服器bioRxiv上先後發表了多篇有關於CRISPR-Cas9修改人類胚胎的實驗,其結果更是指向了CRISPR-Cas9編輯被低估的風險。
  • 基因編輯獲2020年諾貝爾獎,「編輯」壽命離普通人還有多遠?
    在未來的10到20年通過改變基因來「編輯」壽命的技術一定會出現美國漫威影業的《復仇者聯盟》系列電影在最近幾年火爆全球。電影中,蜘蛛俠在被蜘蛛咬傷後得到了蜘蛛的能力,美國隊長注射血清變身超人,鋼鐵俠則靠著「鈔能力」打造了一身無敵的盔甲。
  • 解讀2020年諾貝爾化學獎「基因剪刀」離臨床治療有多遠
    原標題:解讀2020年諾貝爾化學獎「基因剪刀」離臨床治療有多遠10月7日,在瑞典斯德哥爾摩,瑞典皇家科學院公布2020年諾貝爾化學獎獲得者。基因編輯工具就像一把剪刀,可以在DNA雙鏈結構上的某一個位點去插入、刪除、修改目標基因,有「魔術剪刀」之稱。2011年,杜德納開始與沙爾龐捷合作發展基因編輯技術。一年後,兩位科學家在《科學》雜誌上發表論文並首次指出,CRISPR-Cas9系統在體外實驗中能「定點」對DNA進行切割。這顯著提升了基因編輯的效率,為該領域的發展奠定了基礎。
  • 基因編輯普通人壽命還有多遠?未來10到20年……
    Doudna博士因發現了基因編輯中最犀利的工具——「魔剪」CRISPR/Cas9技術而獲得今年的諾貝爾化學獎。「魔剪」技術可以在生物體基因組中插入、刪除、修改或替換特定基因片段,從而治療疾病、延長壽命、甚至獲得超能力……
  • ...諾貝爾獎 | 化學獎授予 CRISPR 基因編輯,這項技術對我們有哪些...
    2020 年諾貝爾化學獎已授予開發 CRISPR 基因編輯技術的 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer A. Doudna。  CRISPR 到底是一種怎樣的技術?  答主:wai wai(300+ 贊同,知乎編輯推薦)  CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)就是細菌體內的一串 DNA 序列,CRISPR 系統還包括了一系列與之功能相關的蛋白。
  • 賀建奎手稿曝光:從「基因編輯嬰兒」到「完美人類」還有多遠?
    從那時起,人類便開始了一場對基因的不斷探索之旅,只為解開生命的密碼。 那麼,什麼是基因編輯? 基因編輯能給人類帶來什麼? 用基因編輯來定製一個嬰兒,這件事離我們有多遠? 如果有一天這項技術真的可以應用到人類身上,你願意冒著巨大的風險修改自己的基因嗎?
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  • 基因編輯是什麼意思?基因編輯技術應用在哪裡
    11月26日,來自深圳的科學家賀建奎宣布,一對名為露露和娜娜的基因編輯嬰兒於11月在中國健康誕生。由於這對雙胞胎的一個基因被編輯,她們出生後即能抵抗愛滋病。不過,「基因編輯嬰兒」一事宣布後引來多方質疑,質疑的內容集中於該項研究涉及的倫理問題、必要性和安全性。
  • 基因編輯為何能獲化學獎
    澎湃新聞記者 張唯10月7日,2020年諾貝爾化學獎花落兩位基因編輯技術CRISPR/Cas9的發明者:埃曼紐爾·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和詹妮弗·杜德納(Jennifer Doudna),獲獎理由是「開發了一種基因編輯技術」。兩人將獲得1000萬瑞典克朗獎金(約合760萬人民幣)。
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  • 基因編輯技術獲諾獎,「長生不老」有望?李嘉誠竟是金主!
    如果盤點一下生命科學最近五年的大新聞,有一個詞是無論如何也繞不過去的,那就是基因編輯!近期2020年諾貝爾獎已經全部揭露。而備受關注的化學獎,就頒給開發了一種新基因編輯方法的法國科學家埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶和美國科學詹妮弗·杜德納。
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  • 打造基因編輯技術高地,濟南基因編輯產業基地項目開工奠基
    5年內吸引、孵化不少於50家龍頭種企、生物技術企業落地濟南,打造中國「基因谷」、「種子谷」,未來可輻射帶動整個山東省乃至全國萬億級別的生物經濟發展,佔據世界基因編輯領域前沿高地。「我們有信心,也有決心做國內第一、國際領先的基因編輯技術產業化開拓者和引領者,為保障國家糧食安全和山東省新舊動能轉換貢獻應有力量。」
  • 上海科學家解讀:基因編輯為何能拿諾獎?
    2020年諾貝爾化學獎北京時間今天傍晚公布,兩位女性科學家--德國馬普病原學研究所教授埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶和美國加州大學伯克利分校教授詹妮弗·杜德納獲得了這一獎項,以表彰她們「研發出了一種基因組編輯方法
  • 人類基因編輯技術基本原則確立 基因編輯概念龍頭一覽
    同日,美國國家科學院出臺報告,表示在嚴格的監管和風險評估下,基因編輯技術應可用於對人類卵子、精子或胚胎的編輯。受此消息刺激,當日美國首家上市基因編輯公司Editas股價大漲29%。  解讀: 基因編輯技術在人類基因治療的應用及普及已是大勢所趨、隨著更深入的研究和發展,其商業價值不容小覷。
  • 重寫生命的「剪刀」——CRISPR/Cas9基因編輯技術
    這兩名科學家在基因組編輯方法研究領域做出了突破性貢獻,她們的獲獎研究成果是「基因剪刀——重要生命秘密的工具」,之所以說是「重寫生命」是因為兩位獲獎人發現了基因技術裡面最犀利的工具之一——「CRISPR/Cas9基因編輯技術」。但這個獎拿的可是有些坎坷,不僅面臨著大眾對基因編輯技術的質疑,還與我國的張峰就專利歸屬和誰該拿這個諾貝爾獎起了爭議。
  • 基因編輯技術在基因治療中的應用研究及2020年度化學諾獎解讀
    2020年國家傑出青年基金獲得者2007年獲湖南師範大學遺傳學博士學位,畢業後在華東師範大學工作至今。現為華東師範大學閔行實驗動物中心主任,上海市調控生物學重點實驗室副主任。多年來以基因編輯技術優化改造為基礎,圍繞罕見病的模型構建和基因治療,開展了深入研究,在Nature Biotechnology,Nature Cell Biology和Cell Research等高水平期刊發表論文90多篇,作為課題組長主持科技部重點研發課題,上海市教委重大項目,獲2016年教育部青年長江學者稱號,2018年獲教育部自然科學一等獎等榮譽。
  • 陳根:「定製嬰兒」以後,基因編輯怎麼樣了?
    生命科學發展的內在需求推動著技術的進步與發展,為了真正解決致病原因,我們也迎來了基因編輯的登場。這4篇論文中開發的雙鹼基基因編輯工具具有相似的結構,能對臨近的CA鹼基同時進行CA→TG的鹼基替換,實現雙鹼基基因編輯,且該工具有較好的安全性,對人類遺傳疾病的治療及動植物基因編輯