(9500.163.com) 北京時(shí)間10月7日，2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)揭曉。 達(dá)到當(dāng)天最大量API KEY 超過次數(shù)限制法國(guó)生物化學(xué)家埃馬紐埃爾·沙爾龐捷（Emmanuelle Charpentier）、美國(guó)生物學(xué)家詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）因?qū)π乱淮蚓庉嫾夹g(shù)CRISPR的貢獻(xiàn)，摘得今年的獎(jiǎng)項(xiàng)。

01

精準(zhǔn)改變基因組序列

DNA作為一種最重要的生命基礎(chǔ)分子，可組成遺傳指令，引導(dǎo)生物遺傳、生物發(fā)育與生命機(jī)能運(yùn)作?；蚓庉嫻ぞ呖梢栽贒NA雙鏈結(jié)構(gòu)上的某一個(gè)位點(diǎn)去插入、刪除、修改目標(biāo)基因，有“魔術(shù)剪刀”之稱。

2011年，杜德納開始與沙爾龐捷合作發(fā)展基因編輯技術(shù)。一年后，兩位科學(xué)家在《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文并首次指出，CRISPR-Cas9系統(tǒng)在體外實(shí)驗(yàn)中能“定點(diǎn)”對(duì)DNA進(jìn)行切割。這顯著提升了基因編輯的效率，為該領(lǐng)域的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的發(fā)明，為基因編輯技術(shù)的發(fā)展帶來了革命性的變化。目前，CRISPR-Cas9技術(shù)已經(jīng)被用于操縱培養(yǎng)細(xì)胞和原代細(xì)胞，編輯動(dòng)物和植物的基因組，極大地加快了基礎(chǔ)研究的步伐，也使得農(nóng)業(yè)和合成生物技術(shù)取得突破性進(jìn)展。

“在未來的5年～10年，基因編輯技術(shù)用于許多疾病的臨床治療備受期待。對(duì)許多人來說，這是改變醫(yī)療方案的重大機(jī)遇，是需要科學(xué)家、醫(yī)生、生物倫理學(xué)家以及監(jiān)管機(jī)構(gòu)精誠(chéng)合作，以確?；蚓庉嬙谂R床應(yīng)用中的安全性、有效性的重要時(shí)代。這對(duì)很多病人來說影響巨大，刻不容緩?！倍诺录{今年2月13日發(fā)表在《自然》雜志上的綜述文章如是說。

“CRISPR-Cas9的確為基因編輯提供了一把鋒利的剪刀。從理論上看，基因編輯可以治療一切與基因相關(guān)聯(lián)的疾病，包括人體和胚胎。但是，目前的基因編輯技術(shù)遠(yuǎn)未達(dá)到這樣的程度?！鄙轿麽t(yī)科大學(xué)人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院教授、中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)倫理學(xué)專業(yè)委員會(huì)常務(wù)委員王洪奇介紹，即使是使用CRISPR-Cas9這一最好的基因編輯手段，人類目前能夠治療的疾病仍非常有限，主要為血液病和一些惡性腫瘤。其他可能應(yīng)用基因治療的領(lǐng)域包括先天性失明、艾滋病、亨廷頓病、嬰幼兒發(fā)育遲緩、囊性纖維化、肌營(yíng)養(yǎng)不良等。

北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院教師張迪看好基因編輯技術(shù)對(duì)單基因遺傳疾病的治療前景?！斑@是一種相對(duì)更高效，且成本較低的醫(yī)療手段?！庇袛?shù)據(jù)顯示，目前已知的單基因疾病超過5000種，影響全世界2.5億人口的健康。

“此外，有多家實(shí)驗(yàn)室正從事基因編輯治療艾滋病的研究。當(dāng)然，都是針對(duì)體細(xì)胞進(jìn)行的?！睆埖险f。

02

還不能擴(kuò)展到臨床治療

在基因編輯技術(shù)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，其可控性、準(zhǔn)確性、安全性一直受到學(xué)術(shù)領(lǐng)域的極大關(guān)注。“即使是在最可能實(shí)施治療的領(lǐng)域，也存在著嵌合體、脫靶、誘發(fā)腫瘤及其他疾病的風(fēng)險(xiǎn)。如果針對(duì)生殖細(xì)胞（包括精子、卵子、合子以及胚胎）做基因編輯干預(yù)，還存在改變整個(gè)人類基因庫的風(fēng)險(xiǎn)。因此，目前各個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)開展的臨床基因治療非常有限?！蓖鹾槠嬲f。

如何確保這種新技術(shù)安全應(yīng)用？事實(shí)上，對(duì)于人類生殖細(xì)胞的基因編輯，科學(xué)界已有共識(shí)：應(yīng)允許開展相關(guān)基礎(chǔ)研究，但還不能擴(kuò)展到臨床應(yīng)用。我國(guó)也出臺(tái)了相關(guān)文件，明確禁止將基因編輯的人胚胎用于移植和產(chǎn)生下一代；允許開展研究性質(zhì)的人胚胎基因編輯，但必須符合“14天”準(zhǔn)則（即利用體外受精、體細(xì)胞核移植、單性復(fù)制技術(shù)或遺傳修飾獲得的囊胚，其體外培養(yǎng)期限自受精或核移植開始不得超過14天），另外要進(jìn)行必要的倫理審查并遵守科研誠(chéng)信、知情同意、風(fēng)險(xiǎn)控制、保護(hù)隱私等原則。

“目前，禁止生殖細(xì)胞基因編輯應(yīng)用于臨床是全球?qū)W界的共識(shí)?！睆埖险f，“因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的安全性、有效性難以達(dá)到較高水平。對(duì)生殖細(xì)胞進(jìn)行基因編輯會(huì)遺傳給未來世代，這種風(fēng)險(xiǎn)是很難評(píng)估的，或者說風(fēng)險(xiǎn)和不確定性是極大的。目前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，當(dāng)未來這個(gè)技術(shù)越來越成熟的時(shí)候，才可以考慮在嚴(yán)格、完善的監(jiān)管體系之下去開展臨床研究，且最初應(yīng)限于防治嚴(yán)重病癥?！?/p>

至于人類體細(xì)胞基因編輯技術(shù)的應(yīng)用，張迪介紹，我國(guó)的管理模式類似于干細(xì)胞治療的“雙軌制”：一種是按照藥物，由國(guó)家藥品監(jiān)督管理局按照新藥審批流程進(jìn)行；另一種是按照臨床技術(shù)，實(shí)行機(jī)構(gòu)主體負(fù)責(zé)制?！叭绻芯坑?jì)劃未來應(yīng)用于臨床，必須通過國(guó)家級(jí)的審批，在科學(xué)、倫理、安全等方面更有保障，這在去年公開征求意見的《生物醫(yī)學(xué)新技術(shù)臨床應(yīng)用管理?xiàng)l例（征求意見稿）》中有所提及。同時(shí)，應(yīng)注意評(píng)估哪些疾病適合使用基因編輯技術(shù)進(jìn)行治療，要評(píng)估成本和收益，尤其是當(dāng)使用國(guó)家資源時(shí)，更需要考慮哪些研究可以優(yōu)先使用這些資源?！睆埖险f。

“即使是基因編輯相關(guān)的基礎(chǔ)研究或臨床前研究，也可能存在比較嚴(yán)重的倫理問題?！蓖鹾槠娼榻B，與生殖細(xì)胞基因編輯研究有關(guān)的倫理問題包括生殖細(xì)胞的來源、“14天準(zhǔn)則”的要求、廢棄后的處置、提供者個(gè)人隱私和家族信息的保密等?！搬槍?duì)體細(xì)胞開展的基因編輯臨床前研究，相對(duì)寬松，但是仍然需要注意倫理問題?！?/p>

“國(guó)內(nèi)外對(duì)于基因編輯臨床前研究都有明確的規(guī)定，研究者一定要遵守規(guī)定，嚴(yán)格區(qū)分基因編輯研究與基因治療，嚴(yán)格管控基因治療的臨床應(yīng)用，不能‘做了再說’，不能違背國(guó)際國(guó)內(nèi)相關(guān)倫理規(guī)范。在這一領(lǐng)域我國(guó)與國(guó)際組織所制訂的相關(guān)規(guī)定本質(zhì)上是一致的，不存在所謂特殊性、彎道超車的問題?！蓖鹾槠鎻?qiáng)調(diào)。

此外，張迪提到另一個(gè)需要關(guān)注的問題：“法學(xué)家稱之為‘規(guī)則洼地’，比如有些國(guó)家監(jiān)管不是很嚴(yán)格，甚至沒有相關(guān)立法，有些研究者可能會(huì)去那些地方開展類似生殖細(xì)胞的基因編輯臨床應(yīng)用。因此，需要加強(qiáng)全球治理，也需要我國(guó)的積極參與?！?/p>

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化學(xué)獎(jiǎng)為什么頒給生物學(xué)家

可能會(huì)有人問，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)為什么垂青生物領(lǐng)域？復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系施郁教授在點(diǎn)評(píng)2015年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)時(shí)已經(jīng)注意到了這個(gè)現(xiàn)象，他說：“這幾年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)似乎表明，作為基礎(chǔ)科學(xué)的化學(xué)已經(jīng)結(jié)束了?！?/p>

回看這幾年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，2015年授予了瑞典科學(xué)家托馬斯·林達(dá)爾、美國(guó)科學(xué)家保羅·莫德里克和擁有美國(guó)、土耳其國(guó)籍的科學(xué)家阿齊茲·桑賈爾，以表彰他們?cè)诨蛐迯?fù)機(jī)理研究方面所作的貢獻(xiàn)；2016年授予讓-皮埃爾·索瓦日、弗雷澤·斯托達(dá)特、伯納德·費(fèi)林加三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)诜肿訖C(jī)器設(shè)計(jì)與合成領(lǐng)域的貢獻(xiàn)；2017年授予瑞士科學(xué)家雅克·杜博歇、美國(guó)科學(xué)家約阿希姆·弗蘭克以及英國(guó)科學(xué)家理查德·亨德森，以表彰他們?cè)诶鋬鲲@微術(shù)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。

施郁說，雖然自從量子力學(xué)誕生，化學(xué)本質(zhì)上就已經(jīng)成為物理學(xué)的一部分。但隨著時(shí)間推移，作為基礎(chǔ)科學(xué)的化學(xué)似乎乏善可陳。獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的成果往往來自生命科學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域，特別是化學(xué)和物理學(xué)在這些領(lǐng)域的新應(yīng)用，以及研究生命科學(xué)的新觀測(cè)方法。

文：健康報(bào)記者 王瀟雨

圖：自諾貝爾獎(jiǎng)官網(wǎng)

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來源： 健康報(bào)