基因技術：科學的前沿與倫理的邊緣

趙狄娜

近年來，基因編輯領域涌現出單堿基基因編輯技術、引導編輯技術、RNA編輯技術等，基因編輯技術工具箱不斷擴大，已經成為跨學科和轉化研究、精準醫學研究的重要手段和驅動力，為人類未來發展的諸多方面帶來深刻變革。

隨著科學技術的不斷發展，基因技術已成為當今生命科學領域的一顆璀璨明珠。基因檢測、基因改良、基因編碼、基因治療……有關基因的話題散發出無窮的魅力，總是那么吸引眼球。2023年12月21日，商務部、科技部發布的《中國禁止出口限制出口技術目錄》正式實施，該目錄新添了“用于人的細胞克隆和基因編輯技術”，將其列為禁止出口技術的范疇，此舉再次引發人們對基因技術的關注與熱議。

如今，基因編輯技術已成為生命科學領域重要的顛覆性技術之一。近年來，世界各國加大在基因編輯領域的投資力度，積極推動基因編輯技術商業化進程。全球基因編輯市場規模快速增長，根據Allied?Market?Research和Global?Market?Research的統計，2021年至2022年，全球基因編輯行業市場規模由48.11億美元增長至54.12億美元，2022年同比增速為12.49%。總體來看，行業增速較快，市場規模仍有較大的增長空間。

巨大變革不斷深入

作為生命科學發展迅速的重要研究領域，基因編輯技術的開發及應用使得生物體的遺傳改造呈現前所未有的深度與廣度。它是一種能夠對生物體基因組及其轉錄產物進行定點修飾或者修改的技術，可對特定DNA片段進行敲除、加入和替換等，從而在基因組水平上進行精確的基因編輯。基因編輯技術為研究人員提供了一種強大的工具，可以改變基因的遺傳特征和表達。

國務院發展研究中心國際技術經濟研究所研究三室三級分析員張芮晴指出，近年來，基因編輯領域涌現出單堿基基因編輯技術、引導編輯技術、RNA編輯技術等，基因編輯技術工具箱不斷擴大，已經成為跨學科和轉化研究、精準醫學研究的重要手段和驅動力，為人類未來發展的諸多方面帶來深刻變革。

前瞻產業研究院發布的《中國基因修飾行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》（以下簡稱《報告》）提到，從發展歷程來看，基因編輯行業起步于1973年，由于道德倫理以及監管限制等原因，早期基因編輯技術的探索領域、運用領域多集中在農業領域。1996年，孟山都公司推出了第一批基因修飾農作物。2012年起CRISPR技術被發現，到2015年此項技術持續被論證。2023年11月，全球首款CRISPR基因編輯療法在英國獲批上市，成為基因編輯產業應用的一座里程碑。

截至2023年，主要的基因編輯技術可分為三種，分別為ZFN技術、TALEN技術、CRISPR/Cas9技術。其中，CRISPR/Cas9系統是一個天然存在于原核生物的RNA干擾系統，其介導的基因組編輯過程精確度較高，同時細胞毒性也有所降低，但也存在一定不足——只有當目標序列周圍存在特定的標記物時，該技術才能得以實現。

目前，基因編輯技術在癌癥、心腦血管疾病、遺傳性疾病的治療方面引起極大關注，可為慢性疾病患者提供精準藥物。同時，這項技術還可以改善農業食品供應，提高稀缺生物制品的生產效率，解決氣候問題和控制病蟲害種群數量等。

比如在農業領域，放眼世界，此前加拿大的科學家們通過基因編輯技術成功創造了一種名為“環保豬”的新物種，其糞便中的含磷量降低了75%，在保護環境方面起到了巨大作用。在我國，2023年4月28日，農業農村部發布《2023年農業用基因編輯生物安全證書（生產應用）批準清單》，這是全國首個植物基因編輯安全證書，其中包含許多常常出現在餐桌上的農作物，成為標志性事件。

而在醫療領域，也有突出的革命性突破。上海邦耀生物科技有限公司首席執行官鄭彪舉例，在我國，中重度地中海貧血病人達30萬人，基因攜帶者有3000萬人。過去，對于地中海貧血病的傳統治療方法是輸血。一般來說，有輸血依賴的重度地中海貧血病人，大約每4周需要輸一次血。一個體重40公斤的病人，一年需要8000毫升的血，但是即使病人接受規范的輸血，也只有一半的病人能夠活過35歲。“現在可以直接用基因編輯把這個疾病基因給它改過來。”他表示，地中海貧血病是因為基因發生了突變，使得病人的血紅蛋白出現問題，因此產生的紅細胞非常少，修改之后就回歸正常了。

據英國《泰晤士報》報道，剪輯腸道細菌是基因編輯技術的下一個開拓領域。加利福尼亞大學伯克利分校的珍妮弗·杜德納指出，對存活在人體腸道內的細菌的脫氧核糖核酸（DNA）加以輕微調整，便可能幫助人們了解和戰勝多種人類疾病。“越來越多的情況表明，微生物群與人類疾病存在著各種聯系。舉例來說，我們知道人的腸道微生物群在疾病中的重要作用，這些疾病包括感染，甚至是神經退行性變。”她說道，“CRISPR不僅將使一些令人興奮的個體應用成為可能，我真的認為它將創造一個全新的生物學領域，因為它敞開了大門，讓我們理解這些微生物群如何以早先不可能的方式進行活動。”

《報告》指出，從產業鏈整體環節來看，在我國，基因編輯行業上游通常不是企業，而是科研機構、高等院校等研究團隊，這些研究團隊將專利授權給中游的生物科技公司，同時，生物科技公司通過對科研團隊投資以共享專利。中游的生物科技公司可分為兩大類，一類是基因編輯產品供應商，一類是基因編輯技術服務商。產品供應商指試劑盒、病毒載體及核酸序列合成等供應商，技術服務商通常提供相關的技術平臺。下游終端客戶主要包括CRO公司、制藥公司、生物技術公司、科研機構四大類。通常，生物科技公司為這些下游公司提供產品和技術，相應地，下游公司會對生物科技公司進行投資或與其合作以共享產品。

在挑戰中改變人類生活

張芮晴在論述基因編輯產業發展與技術趨勢時提到，2021年7月，世衛組織發布《人類基因組編輯治理框架》，為人類基因組編輯提供建議，旨在使其更好地成為造福公眾健康的工具。人類基因組編輯技術具有提高治療和治愈疾病的極高潛力，但也伴隨著相應的風險。世衛組織的報告為人類基因組編輯的注冊、國際研究、醫療旅行以及對相關技術的教育等九種不同情況提出建議，并為在實施、監管和監督人類基因組相關研究明確不同工具方面提供全新的管理框架，有望為該技術帶來系統性的改善，有助于在所有國家確保安全、有效、符合倫理的人類基因組編輯，為人類帶來更好的健康。

對于基因編輯技術的優勢和短板，業內專家們進行過不少交流和討論。

鄭彪表示：“基因編輯本身沒有善與惡。但是從醫藥行業來講，如果是用于治病，那就是善。但是你如果用在編輯生殖細胞，制造‘超人類’，那可能就要打一個大大的問號。”他還提到，基因編輯很大的問題就是脫靶。“任何事情都不可能完美。我們現在要窮盡所有的手段，不能讓完美來扼殺技術的優越。”

北京大學基因組編輯研究中心主任、昌平實驗室領銜科學家魏文勝指出：“任何一個技術都有風險，基因編輯也會面臨各種各樣的風險。而研究者的上限其實是基礎研究，基礎研究是‘天花板’，決定了我們對疾病機理的了解有多深入、有多到位。”

中國科學院遺傳與發育生物學研究所基因組編輯中心主任高彩霞認為，基因編輯技術是一項充滿魅力的技術。她舉例稱，白粉病是農作物的一種常見病害，受害物種包括小麥、大麥、西紅柿、草莓、黃瓜等。60年前，大麥育種家通過傳統育種方法，成功培育出抗白粉病的品種。經過分析，大麥抗白粉病的原因是該突變體中有一個基因被剔除，基于這一發現，可以通過基因編輯技術來敲除小麥的同一個基因，且這個工作只能通過基因編輯技術。還有羽扇豆，蛋白質和膳食纖維含量極高，但含有有害的生物堿。通過基因編輯技術，對生物堿合成途徑的相關基因進行改造，可以去除有害生物堿成分。這樣，羽扇豆便能變廢為寶，成為一種優質蛋白質的補充來源。“農業農村部對基因編輯產品的監管制度十分規范，生長條件、田間釋放、營養成分等各個環節都經過了嚴格的監控。只有經過國家或農業農村部確認無問題后，才會頒發安全證書。”高彩霞說。

早在20世紀末，我國就意識到遺傳資源的重要性以及探索遺傳學密碼對于生物科學的重要意義，出臺了《人類遺傳資源管理暫行辦法》《人類遺傳資源管理條例（送審稿）》《報告》指出，2000年以來至今，我國政策端發布了較多規范性政策，總體立場為，支持行業發展，認同并支持基因編輯在醫療、農業領域的作用，但對于試驗中可能產生的風險采取相對保守的態度，同時，對于涉及人類胚胎、人類本身的試驗，立場和態度則更加保守。到了“十四五”時期，國家明確要推動基因編輯、拼裝、重組等合成生物相關技術發展，構建合成生物創新技術平臺，推動技術應用等。前不久，國家知識產權局召開了全國知識產權局局長會議，明確了新一年的工作思路和工作重點。其中提出，深入推進數據知識產權保護規則構建。持續提升知識產權審查質量和審查效率，完善大數據、人工智能、基因技術等新領域新業態專利審查標準，擴大加快審查規模，支持戰略性新興產業發展。

在農業領域，一系列標志性制度也在陸續完善。2022年1月，《農業用基因編輯植物安全評價指南（試行）》對基因編輯植物的安全評價管理進行了規范。該政策的出臺被業內視為打破了之前中國基因編輯技術“研究領先、管理滯后、應用空白”的局面。2022年6月，《國家級轉基因玉米、大豆品種審定標準（試行）》發布了轉基因玉米、大豆的品種審定標準，即轉化體真實性要求，轉基因目標性狀有效性要求，對回交轉育的轉基因品種的要求等。《2023年農業用基因編輯生物安全證書批準清單》批準了113個項目生產應用的安全證書，涉及機構包括創世紀種業有限公司、德州市農業科學研究院、中國農業科學院棉花研究所等。

總體來看，我國基因編輯行業的發展目標主要聚焦于探索、應用新技術，提升技術發展水平，同時，與其他相關產業協同發展。2024年的一則喜訊證實了這一點——1月8日，醫藥科技企業正序生物（上海）宣布，該企業與廣西醫科大學第一附屬醫院合作開展的針對重型β-地中海貧血癥的堿基編輯藥物CS-101，其研究者發起的臨床試驗（IIT）研究成功治愈了首位患者，并達到持續擺脫輸血依賴超過兩個月。這名β-地中海貧血癥患者成為全世界第一個通過堿基編輯臨床治療痊愈的患者。

可以預見的是，未來，基因編輯技術將為基礎研究、疾病治療、農業改良和生物能源等領域提供豐富的應用潛力，繼續推動醫學、農業和生態學的發展。它將不斷改變人類的生活，以更多的創新和突破帶來更多的機會和挑戰。