可以改变生命及事物的技术——基因编辑技术

●本刊记者/许方霄

2016 年5 月2 日，《自 然·生 物 技术》上出现了一项轰动国内生物学界的研究成果——河北科技大学生物科学与工程学院副教授韩春雨找到基因编辑新工具，他和研究团队利用格氏嗜盐碱杆菌(Natronobacterium gregoryi)的Argonaute 来实现DNA 引导的基因组编辑，真正实现了对基因组的任意位置进行切割，将基因编辑的可能性推入了更广泛的境地。虽然对此技术目前仍存在争议，但不可否认的是，基因编辑技术已经被全世界科学家关注，也是国际上公认的有前景的高精尖技术。

第一例应用于临床的基因编辑技术——ZFNs

世界第一例基因编辑试验发生于美国加利福尼亚州，这项试验采用的则是另一种不同的技术——ZFNs。科学家们发现，HIV 病毒通过CCR5 这种基因进入细胞，而少数北欧人由于CCR5 基因“变异”而具备天然的HIV 抵抗力，因此，他们做出大胆的决定——在体外利用ZFNs 基因编辑技术定点改造免疫细胞的CCR5 基因。

大约80 位HIV 病毒携带者被提取血液中的免疫细胞。52 岁的马特·查普尔是志愿者之一，他也是一名HIV 病毒携带者。自从免疫细胞得到基因编辑后，他已经有两年时间不再需要抗逆转录病毒治疗。尽管还有一些小型试验仍然谨慎地对待可能的治疗效果，但毫无疑问前景仍然是比较乐观的。2014 年3 月12日，宾夕法尼亚大学Pablo Tebas 教授团队在新英格兰医学杂志撰文称，他们利用ZFNs 基因编辑技术，显著提高了艾滋病患者对艾滋病毒的抵抗能力。

无独有偶，2015 年11 月5 日，又有利用ZFNs 基因编辑技术改造的UCART19细胞株，成功缓解了患者的不治之症——急性淋巴细胞性白血病的报道。

CRISPR-Cas9 技术的发现

随着科研人员的研究，新的基因编辑技术CRISPR-Cas9 应运而生。CRISPR 是一组名词的首字母缩写，其全称为“成簇的规律性间隔的短回文重复序列”。这项技术可以对基因组进行编辑，是一种可以改变DNA 的生物学系统，因此，世界许多遗传学家和生化学家普遍认为，这是一项可以改变所有人生命及地球上一切事物的技术，也是一项可以改变未来一切的伟大技术。

2012 年，美国加州大学伯克利分校生物化学家詹尼弗·杜德纳教授在带领科研团队研究细菌是如何对抗病毒感染时，发现当细菌遭受攻击时，它们会产生一些基因物质来匹配入侵病毒的基因序列，而这种基因物质含有一种关键的蛋白质——Cas9，它们可以吸附于病毒的DNA 上，并破坏它，让它失去功能。詹尼弗·杜德纳教授说，自公布这一发现后，世界上许多著名实验室已经采用这项技术并准备应用于动物、植物、真菌以及其他细菌身上，基本涵盖了他们研究领域内任何种类的有机体。

CRISPR-Cas9 或将被应用于临床治疗

如今，科学家已经可以通过同样的程序对DNA 进行插入、删除和修补。CRISPR-Cas9 还可以促进各项相关研究的发展，比如人类疾病在动物身上进行的基因修正，可以导致疾病或获得免疫的DNA 突变的发现等，科学家们还可以利用这项技术对细胞中组成DNA 代码的无数化合物进行深入研究。最重要的是，这项技术不仅仅见效快，而且花费较少。

虽然这项技术出现仅有4 年时间，对病患真正的临床试验尚未开始，但已经有许多人将其列入计划任务中，多家生物科技公司也希望能够采用CRISPR技术进行临床治疗。他们认为，CRISPR技术可以用于提高T 细胞的功能，这样免疫系统可以更好地识别和杀死癌细胞。血液和免疫系统的疾病也有望通过这项技术得到治疗。

如果韩春雨团队发明的新基因编辑技术NgAgo-gDNA 的可行性能得到证实，该技术则可用于微生物、植物和动物的精准基因改造，以及乙肝、艾滋病或者一些遗传性疾病的“基因治疗”，在人类血液、器官的编辑和再造等方面具有重要意义，在医药、农业、畜牧等产业领域具有重要应用价值。