从“欢呼”到“恐惧”——基因编辑技术知多少

　　写有温度的周四日记，共同成长Power.Of.Ten- [charles and ray eames - 1977] 中文字幕_腾讯视频

　　上面这部时长八分多钟的短片叫《Powers Of Ten》，中文名《从10亿光年到0.1飞米》。

　　没流量看没关系，因为它和我们今天要讲的内容，其实并没有多少关系。

　　镜头开始是从湖边公园野餐的男女主角，然后，逐渐抬高，以10倍的比例扩大视野，地球 -> 太阳系 -> 银河系，一直到十亿光年的视野。

　　大约5分钟左右，镜头开始拉近，逐渐回到男主的身上，再放大，我们可以依次看到：皮肤组织 -> 细胞 -> 细胞核 -> 染色体 -> DNA -> 碳原子 -> 原子核 -> 夸克粒子。

　　即便再庞然大物，也是由渺小的单位组成。

　　而对于一个原子来说，在细胞里的活动，就是它的星际迷航。

　　

　　在细胞内，位于染色体上的DNA（Deoxyribonucleic acid , 脱氧核糖核酸），由四种携带不同碱基的脱氧核糖核苷组成，分别命名为：A、T、C、G。

　　20世纪50年代，被证明为遗传物质的DNA取得了突破进展。

　　研究人员通过计算发现，A+C的数量恰好和T+G的数量相等（数学功底还得好），提出A-T，C-G的匹配模型，沃森和克里克（考试重点）两个大佬解析出DNA的双螺旋分子结构。

　　

　　这是真正意义上，对DNA分子结构的认识，代表分子生物学研究的全新时代开启。

　　有些谣言说，二战时候就有转基因小龙虾什么的，作为生化武器投放战场，可以直接无视了。那时候还不知道DNA是什么样的。

　　随后中心法则的建立，预测DNA、RNA和蛋白质三者的关系。简单的表达就是：DNA 转录为 RNA 翻译成 蛋白质，而蛋白质控制我们一切生命活动和行为。

　　DNA这种“四进制”的代码，就和计算机程序语言一样，通过不同的排列组合，编写操控生命的程序。

　　

　　真实情况远比这个复杂，RNA逆转录DNA、RNA调控DNA、蛋白质自身相互作用、蛋白质调控DNA/RNA、还有DNA自我复制也经常出点幺蛾子等等，一系列复杂的现象让科研人员开始怀疑人生。

　　就像开尔文那句经典：物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作。现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了。

　　淡素，科学的探索，远远不止这两朵乌云啊（其实詹青云就算说了后半句，也不影响她的论点，陈铭这个老狐狸，肖骁反应也是够快）。

　　

　　随后，携带遗传信息的DNA片段就被称为基因，开启的基因工程技术，就是对DNA序列的研究和改造技术。

　　在很长的一段时间里面，我们只是知道这些DNA的作用，知道DNA突变可能会带来疾病，也可能会带来进化。

　　我们甚至可以通过基因测序来预测生物个体，未来可能出现的表征，但却缺乏可以自由编辑DNA的工具。

　　直到在微生物身上发现一个很有意思的现象：

　　有些细菌喜欢把外界的DNA片段整合到自己身上，大概是为了使自己变得更强大。

　　这被病毒们发现了，一种叫做噬菌体的病毒计划通过感染细菌，来复制自己的DNA。再通过这些DNA表达得到的蛋白质进行组装，实现噬菌体的自我复制。

　　

　　但是，有些细菌进化出了防御机制：它们携带有CRISPR序列，全称叫做：成簇规律间隔的短回文重复序列（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats）。

　　这种序列能够识别噬菌体的DNA，并指挥Cas9蛋白去切断或者替换目标DNA，防止自己被噬菌体感染，这套系统被称为CRISPR-Cas9，也成为了最新的基因编辑工具。

　　和传统的限切酶只能识别特殊的序列不一样，CRISPR的序列在2012年提交的学术论文中被表明，可以进行人工改变，这也就意味着，修改后的序列，对于整个基因组来说，就是指哪打哪了。

　　因为理论上，每8个碱基（4的8次方，代表65536种情况），就可以准确定位一个基因，这样显著提高了基因编辑效率。

　　CRISPR-Cas9技术被发现以后，引起了轩然大波，很多基因领域的大牛们都跃跃欲试，毕竟，医学上太多的疾病被认为是基因突变引起的遗传病。

　　如果这项编辑技术可以用在遗传病，甚至是癌症、心脏病的改造上，那一定是名垂千古的工作。

　　但是，大家都迟迟不敢动手。

　　其中一个原因是，CRISPR的识别机制还有待研究，很多时候这个序列并不是完全严格遵守A-T，C-G的互补形式工作，这段序列经常喜欢绑定一些和自己不是100%匹配的目标DNA，也就是脱靶的问题。

　　这就很像算命先生告诉你，你和公司A小姐八字匹配，五行相生，金玉良缘，但你偏偏爱上的是B小姐一样。

　　这意味着，一旦打错目标，而又没有及时发现，后果很严重。诞生出来的人要不要销毁？或者本身的基因缺陷就够折腾一辈子。

　　另一个问题就是，新技术都是有钱人垄断的技术，如果他们用在改造自己，提高能力，提高智商，甚至长出翅膀什么的，让自己成为无所不能的“上帝”，其他人还能不能愉快的玩下去了？

　　

　　所以，更多的实验室也就只是小打小闹的在动物模型上，小心翼翼的进行试验。

　　11月26号，微博上一篇名为，世界首例#免疫艾滋病的基因编辑婴儿#诞生的文章炸锅了。

　　它的影响力不亚于一颗原子弹，有人称之为“潘朵拉魔盒的开启”，也有人称之为“阿拉丁的神灯”。

　　兴趣点不在这个领域的网民会觉得这太不可思议了，基因定制人类和天方夜谭没什么区别。

　　也有不少网民觉得这是一件为国争光的好事情，终于有一天，我们的技术也能诞生首例￥@%，嗯，反正不管首例什么，很厉害就对了。

　　也有人怀疑，这是学术造假吧，这么复杂的技术，怎么可能出自一家名不见经传的医院？

　　

　　早在2016年，Nature杂志上，就有不少CRISPR/Cas系统在艾滋病预防上的研究论文。

　　HIV病毒对T细胞的感染机制是研究比较成熟，CCR5蛋白就是病毒的一个目标。

　　而有些人天生就是这个基因突变型，他们的T细胞不受HIV感染，被认为可以天然抵抗HIV病毒。

　　那么剩下要做的，就只是把编辑好的CRISPR序列和Cas9蛋白通过显微注射的方式，导入体外的胚胎细胞，比如试管婴儿，就能完成一系列的工作。

　　当时对Nature文章的点评上，大家都是一片叫好。新技术用于疾病治疗，是好事。毕竟没有真正临床应用之前，我们还能够憧憬一个美好的未来。

　　该来的总会来的，而未来已来。

　　

　　当人类真正实施这个技术，并诞生了一对双胞胎的时候，大家恐慌也伴随而来了。

　　122位专家第一时间联名抵制，国外专家陆续声讨，当网民还在观望，媒体趁机吸粉引流：人类已经开启自我毁灭模式！

　　不过主要论点依然是集中在实验本身的技术风险，以及未来的阶级分化这两个方面。

　　但有些媒体说，要如何证明这项实验是成功的呢，用HIV病毒去感染试试吗？

　　这个观点就很奇怪了，欧洲那么多CCR5突变的人就是现成的样本，为什么还要去验证呢？

　　就像我们明明知道疫苗是有作用的，当然也可能失效。但难道每个小朋友都需要补一针病毒来验证是否接种成功？

　　还有说要销毁这对双胞胎，防止基因污染的，就更不切边际了。

　　70亿分之2的概率，甚至都远远比不上人类自然的突变概率。

　　她们的下一代只是携带50%的编辑基因，再一代是50%的可能性，也就是说这个基因型可能直接消失。

　　当然，如果要是发生脱靶或者染色体联会什么的，情况要复杂得多，但也远远达不到污染其他70亿人口的程度。

　　真正要面对的最大问题，是这类事件不及时制止的话，不成熟的技术一旦滥用普及，才会造成更多未知的危害。

　　

　　对于科研来说，我们希望答案只有Yes or No，简简单单。

　　但是，当我们从多个角度去思考，科学的驱动力的时候，又不得不关注这个问题了。

　　为什么科学能够快速发展，带来今天的便利？

　　经济回报。

　　回到一百多年前，我们都知道是诺贝尔发明了炸药，准确的说，应该是发明了安全生产炸药的方法。

　　炸药不仅让他获得了巨大的成就，也取得了巨额的财富，因为需要使用炸药的领域实在太多了，而这些领域都需要向他缴纳专利费。

　　如果当时有伦理学告诉他：Hey，你的炸药将来会成为一战、二战的武器，并使得无数人类为此丧命。或许他的实验就提前终止了。

　　

　　诺贝尔痛恨战争，为了弥补过失，他尔在晚年设立了诺贝尔奖，用于表彰各领域做出重要贡献的人员。这个奖项被认为是最重要的奖项，也是无数实验室奋斗的目标。

　　诺贝尔生理学奖/医学奖，就是基础医学研究最大的奖项。当然，现在的诺贝尔奖已经不再是纯粹的奖金利益，而是荣誉。

　　因此，在呼吁和平的时候，我们也要考虑一下，除了战场之外，炸药带来的科学成就和经济回报。

　　也有读者好奇，为什么一百多年了，诺贝尔的奖金还没有用完？这就是经济学的另外一个领域了。

　　在随后的工业时代末期和原子时代，除了炸药，核武器的出现成为了更加具有毁灭性的标志，很多人的心情都是恐慌的。

　　

　　玩过《文明》（Sid Meiers Civilization）的玩家都知道，当你取得各种优势，准备赢得胜利的时候。

　　但你不知道神级的AI会不会很疯狗的时不时给你丢个原子弹什么的。

　　对，就很像我们隔壁现在的情况，日韩强烈抗议朝鲜有核武器。

　　所以我们需要赶紧签署一个《核不扩散条约》。

　　而核动力能源是非常重要的，人类发展速度实在是太快了，地球储备的能源完全跟不上。

　　有统计说，假设保持现在的耗能水平，那么全球煤的开采只能维持200年，而石油和天然气则更短，为50年左右。

　　有报告称，核能源提供了法国80%的电力需求。

　　科学技术是第一生产力，而科技之所以能发展，就是因为它能够带来经济上的回报。也可能是危害。

　　很多人小时候都幻想过，有一天，我们可以像爱因斯坦一样的思考；

　　有一天，我们可以有猎豹一样的奔跑速度；

　　有一天，我们可以在天空自由翱翔；

　　有一天，我们可以在海里自由呼吸。

　　基因编辑技术就是这个魔盒。

　　除了在疾病的治疗领域，绝对有很多人希望看到这项技术用于人类改造上。富人阶级会更迫切的赞助这个试验，因为技术一旦成熟，能够带来的经济回报也是不可计算的。

　　这或许是无法阻挡的事情。

　　但，一定要慎之又慎，因为只要一个不小心，人类就可能上演《生化危机》里面的悲剧。

　　人类是一根绳索，连接着动物和超人，而绳索悬于深渊上方。走过去危险，停在中途也危险，颤抖也危险，停住也危险。 —— 弗里德里希·威廉·尼采

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　　作者简介

　　Dr. Ain Zou，CTO，IFA，搬运一些有用的健康 + 保障知识。