诺贝尔化学奖：你想改变子女的基因吗？

作者 | 南风窗主笔 荣智慧

10月7日，诺贝尔化学奖授予了研发出CRSIPR编辑技术的两位女性科学家，法国马克斯·普朗克生物感染研究所的微生物学家埃马纽埃尔·沙尔庞捷（Emmanuelle Charpentier）和美国加利福尼亚大学伯克利分校的化学家詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）。

中国人对“CRSIPR”并不陌生。

2018年，生物学家贺建奎在一场大型学术会议上公布，他和研究团队利用CRISPR技术编辑了携带HIV病毒者的一对双胞胎女婴的基因。中国医疗和科研监管部门随后对其立案调查。

2019年，贺建奎被广东省深圳市南山区法院以非法行医罪判处三年有期徒刑，罚款300万元人民币，贺建奎“当庭表示认罪悔罪”。

2019年12月30日，贺建奎等人因共同非法实施以生殖为目的的人类胚胎基因编辑和生殖医疗活动，构成非法行医罪。贺建奎等人的行为最终致使2人怀孕，先后生下3名基因编辑婴儿

今年的诺贝尔化学奖开创了两个历史性瞬间。

一个是首次有且仅有两名女性科学家获得该奖。一个是获奖的技术没有“循例”经过漫长的时间等待，而是“新鲜热辣”，只有不到10年的历史。

生物化学家Pernilla Wittung-Stafshede在评论CRSIPR的发现时说：“选择一个位置，切割DNA，这种能力彻底改变了生命科学。”

实至名归

沙尔庞捷在2011年发表了第一篇重要的CRISPR论文，这一年3月，她与杜德纳在波多黎各的学术会议上碰面，并在散步时进行了“激烈”的讨论。

2012年，二人在《科学》上共同发表了具有开创意义的论文。论文中显示，一种名为Cas9的酶可以切割纯化的DNA。最重要的是，CRISPR/Cas9可以利用相关RNA与“目标”进行配对，从而“定点”切割DNA。

法国微生物学家埃马纽埃尔·沙尔庞捷（左）和美国加利福化学家詹妮弗·杜德纳生活照

这项发现立刻掀起了基因编辑的“狂潮”。世界各地不少科学家随之放弃了他们过去的研究工作，转而做起了基因编辑。当然，主要也是由于CRISPR/Cas9技术方便，易上手——“编辑”DNA里的特定“组件”，像在Word文档里删除、更改字母那么“简单”。

有一说一，CRISPR的精确度，还是比不上文字处理程序Word的，但它依然彻底改变了遗传学：它允许科学家编辑基因，以深入探究基因在健康和疾病中的作用，并由此开发出基因疗法。支持者（特别是投资者）都抱有热切的希望，新的基因疗法将比以往的办法更安全，更有效。

这之后的几年时间里，从事相关研究的科学家，已经可以使用CRISPR编辑培养皿中人类细胞中的DNA，像贺建奎已经在人体内进行了实验。CRISPR Therapeutics和Vertex公司启动了使用CRISPR治疗镰状细胞病和β地中海贫血的临床试验，而Editas Medicine和Allergan也联手进行了一项使用CRISPR治愈某种先天性失明的临床试验。

除此之外，还有很多其他的人体研究正处于计划阶段，目标是治愈诸如杜氏肌营养不良、囊性纤维化、Ⅰ型糖尿病、血友病等遗传性疾病。

不用等到今年的诺贝尔奖，CRISPR/Cas9基因编辑系统已经被广泛视为21世纪最重要的生物发现之一。2015年，《自然》将其评为“年度突破”。对该项技术做出有关贡献的科学家，也先后获得了“科学界奥斯卡”的“突破奖”、“格鲁伯遗传学奖”和“沃伦·阿尔珀特奖”等世界级重磅奖项。

“上帝的剪刀”

粗略地说，CRISPR技术人称“上帝的剪刀”，相当于剪裁基因的剪刀。

它有两种实现的方式。

第一种方案，是这把“剪子”由“向导”（RNA）和可切割DNA的酶组成，“向导”将酶引至DNA中发生病变的位置，酶就可以切掉有问题的片段。假如切掉“病灶”就没事了，“剪子”的动作也马上停止。

第二种方案是，“剪子”还能携带一个额外的修复性分子，当“病灶”片段被切掉之后，这个“修复者”可以溜进DNA之中，顶替那个“病灶”。

 CRSIPR编辑技术简介，视频来源：果壳

这个听起来像魔术的技术，不仅有望治愈成人和儿童，还有望治愈胎儿和胚胎。

像没有治愈可能的遗传病瑞特综合征（Rett syndrome），一旦胎儿出生就无法进行任何治疗或修复。如果CRISPR可以深入胚胎，剪除有问题的基因片段，那么这个胚胎将发育成一个正常可爱的孩子，这种令人生畏的疾病完全可以从一个世代相传的家庭谱系中消失。

值得注意的是，和疾病无关的“基因编辑”，一直令科学家万分警惕。杜德纳公开表示，她非常担心使用CRISPR来创造“设计师婴儿”。

美国国家科学院2017年的一份报告指出，基因编辑方案用于治疗目的，符合伦理和科学原则，但是假如出于“增强”人类目的而实施，则将被明令禁止。

引发争议

化学奖颁布后，争议也随之而来——第一个将CRISPR应用在真核细胞上的华人科学家张锋并未获奖，不少中国网友颇有被“歧视”之感，这一类的感想也被戏称为“理综卷子上写政治答案”。

确实，过去几年里，CRISPR受到舆论关注的另一个原因就在于专利之争：张锋所在的麻省理工学院和布罗德研究所与杜德纳所在的加州大学伯克利分校就CRISPR相关专利的归属问题曾展开激烈的争执。

而且，就在2012年杜德纳和沙尔庞捷发表论文后的几个月之内，张锋便发表了该项新技术应用于人类基因编辑的可能和所需的方法。张锋团队和哈佛大学的乔治·彻奇团队，分别领导了CRISPR技术在实验室培养皿中编辑活人细胞的基因组的工作。

张锋是CRIPSR-Cas9技术专利的拥有者。

 张锋率先创建了将CRISPR技术商业化的Editas Medicine公司

据《纽约时报》报道，2012年杜德纳和沙尔庞捷的论文，并没有说明这项技术在包括人类细胞在内的有核细胞中如何改变DNA， 而张锋的工作则阐明了这一点。

早在2015年，就有消息预测张锋将获得诺贝尔化学奖。当时饶毅便指出，两位女科学家以研究探索了生物学现象，提出理论解释，在这样的基础上发明技术。

这无疑是原创性科学的突破和新技术的提出。在她们的基础上，张锋进行了非常好的发挥和推广，但不能说等同于她们的原创性和开拓性。

杜德纳和沙尔庞捷的共同获奖，积极意义也相当明显。

她们不仅是女性科研人员的榜样，更是所有有志探寻科学真理者的榜样。截至2020年，化学奖的获得者一共只有7位女性：除了今年的两位得主之外，Frances Arnold于2018年获奖；Ada Yonath于2009年获奖；Dorothy Crowfoot Hodgkin于1964年获奖；Irene Joliot-Curie于1935年获奖；居里夫人（Marie Curie）于1911年获奖。而男性获奖者的人数为185人。

    编辑 | 何子维

排版 | 一点点

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