可以改變生命及事物的技術
——基因編輯技術

●本刊記者/許方霄

2016 年5 月2 日，《自 然·生 物 技術》上出現了一項轟動國內生物學界的研究成果——河北科技大學生物科學與工程學院副教授韓春雨找到基因編輯新工具，他和研究團隊利用格氏嗜鹽堿桿菌(Natronobacterium gregoryi)的Argonaute 來實現DNA 引導的基因組編輯，真正實現了對基因組的任意位置進行切割，將基因編輯的可能性推入了更廣泛的境地。雖然對此技術目前仍存在爭議，但不可否認的是，基因編輯技術已經被全世界科學家關注，也是國際上公認的有前景的高精尖技術。

第一例應用于臨床的基因編輯技術——ZFNs

世界第一例基因編輯試驗發生于美國加利福尼亞州，這項試驗采用的則是另一種不同的技術——ZFNs。科學家們發現，HIV 病毒通過CCR5 這種基因進入細胞，而少數北歐人由于CCR5 基因“變異”而具備天然的HIV 抵抗力，因此，他們做出大膽的決定——在體外利用ZFNs 基因編輯技術定點改造免疫細胞的CCR5 基因。

大約80 位HIV 病毒攜帶者被提取血液中的免疫細胞。52 歲的馬特·查普爾是志愿者之一，他也是一名HIV 病毒攜帶者。自從免疫細胞得到基因編輯后，他已經有兩年時間不再需要抗逆轉錄病毒治療。盡管還有一些小型試驗仍然謹慎地對待可能的治療效果，但毫無疑問前景仍然是比較樂觀的。2014 年3 月12日，賓夕法尼亞大學Pablo Tebas 教授團隊在新英格蘭醫學雜志撰文稱，他們利用ZFNs 基因編輯技術，顯著提高了艾滋病患者對艾滋病毒的抵抗能力。

無獨有偶，2015 年11 月5 日，又有利用ZFNs 基因編輯技術改造的UCART19細胞株，成功緩解了患者的不治之癥——急性淋巴細胞性白血病的報道。

CRISPR-Cas9 技術的發現

隨著科研人員的研究，新的基因編輯技術CRISPR-Cas9 應運而生。CRISPR 是一組名詞的首字母縮寫，其全稱為“成簇的規律性間隔的短回文重復序列”。這項技術可以對基因組進行編輯，是一種可以改變DNA 的生物學系統，因此，世界許多遺傳學家和生化學家普遍認為，這是一項可以改變所有人生命及地球上一切事物的技術，也是一項可以改變未來一切的偉大技術。

2012 年，美國加州大學伯克利分校生物化學家詹尼弗·杜德納教授在帶領科研團隊研究細菌是如何對抗病毒感染時，發現當細菌遭受攻擊時，它們會產生一些基因物質來匹配入侵病毒的基因序列，而這種基因物質含有一種關鍵的蛋白質——Cas9，它們可以吸附于病毒的DNA 上，并破壞它，讓它失去功能。詹尼弗·杜德納教授說，自公布這一發現后，世界上許多著名實驗室已經采用這項技術并準備應用于動物、植物、真菌以及其他細菌身上，基本涵蓋了他們研究領域內任何種類的有機體。

CRISPR-Cas9 或將被應用于臨床治療

如今，科學家已經可以通過同樣的程序對DNA 進行插入、刪除和修補。CRISPR-Cas9 還可以促進各項相關研究的發展，比如人類疾病在動物身上進行的基因修正，可以導致疾病或獲得免疫的DNA 突變的發現等，科學家們還可以利用這項技術對細胞中組成DNA 代碼的無數化合物進行深入研究。最重要的是，這項技術不僅僅見效快，而且花費較少。

雖然這項技術出現僅有4 年時間，對病患真正的臨床試驗尚未開始，但已經有許多人將其列入計劃任務中，多家生物科技公司也希望能夠采用CRISPR技術進行臨床治療。他們認為，CRISPR技術可以用于提高T 細胞的功能，這樣免疫系統可以更好地識別和殺死癌細胞。血液和免疫系統的疾病也有望通過這項技術得到治療。

如果韓春雨團隊發明的新基因編輯技術NgAgo-gDNA 的可行性能得到證實，該技術則可用于微生物、植物和動物的精準基因改造，以及乙肝、艾滋病或者一些遺傳性疾病的“基因治療”，在人類血液、器官的編輯和再造等方面具有重要意義，在醫藥、農業、畜牧等產業領域具有重要應用價值。