逆天改命，是否可行——CRISPR编辑技术与基因自由

（IC Photo）

苏婉/文

在中国，基因检测技术的商品化已经极大地拉近了人们对基因科学的认知。这种认知不再只是停留在《生物》课本中的克隆羊多莉和杂交水稻，如今，普通人只需要向基因技术公司寄去一份口水样本，就能够解锁一项新的自体认知权限，在极微观的基因层面上重新认识自己。

想象一下，如果检测报告显示，某个位点的基因与长期折磨你的慢性失眠极度相关，此时你可以获得一个替换掉这个基因的机会，无需开刀手术，可能只需一剂注射，你会选择从根本上成为一个“更好的自己”吗？

基因自由的开端

从基因科学的角度上说，生命是一套信息。在现代人类出现的10多万年来，这套信息的组成和表达一直被两种不可左右的强大力量所塑造：随机突变和自然选择。自从2001年人类基因组计划完成以来，科学家已经精确鉴定出4000多个会导致遗传病的突变位点。今天，科学家已经完全有能力与这两种自然之力对抗，通过强大的生物技术工具来修饰活细胞里的DNA，不仅能够改造地球上所有物种的遗传密码，还能改造人类自己及其后代的基因，从而实现某种意义上的逆“天”改“命”。

《破天机:基因编辑的惊人力量》（A Crack in Creation :Gene Editing and the Unthinkable Power to Control Evolution）介绍的正是这些工具中最尖端的成果，CRISPR技术（clustered regularly interspaced shortpalindromicrepeats，“规律间隔成簇短回文重复序列”，简称为“CRISPR”）。2020年，两名杰出的生物化学家，珍妮佛·杜德娜与埃玛纽埃勒·沙尔庞捷，凭借CRISPR-Cas9基因剪刀为基因组编辑领域做出的变革性贡献，共获诺贝尔化学奖。 她们也是首次同时获得诺奖的女性科学家。《破天机》正是由珍妮佛·杜德娜和她的学生塞缪尔·斯滕伯格在2016年共同完成的科普读物，他们面向大众，将CRISPR复杂的技术原理、发展历程、伦理难题，以故事的方式展现给读者，他们的初衷是为了促进科学界与公众领域的沟通。《众病之王》的作者、普利策奖得住悉达多·穆克吉曾评价，“如果你想理解生命的未来，请阅读本书。”

CRISPR-Cas9改编自细菌中天然存在的基因组编辑系统。细菌能够从入侵的病毒中捕获DNA片段，并利用它们来创建被称为CRISPR阵列的DNA片段，使细菌能够“记住”这些病毒的特征。如果病毒再次发动攻击，CRISPR阵列就会产生RNA片段，同时，Cas9或类似的酶能切割病毒DNA，使其“毒性”失效。这项发现启发了生物化学家利用类似的原理，从细菌中分离出的Cas9蛋白质，并构建出特定RNA帮助Cas9精确锁定DNA序列，切开双链。其中，RNA的功能就像GPS，精确制导，Cas9是火力系统，实施最后打击，从而实现对基因的增加、替换或敲除。

CRISPR之所以意义非凡，是因为它能够更快、更经济、更有效地实现基因组编辑，这种堪称飞跃性的进步，不仅能够普惠科学界的各项相关研究，同时更为基因遗传病、癌症、艾滋病等重大疾病的治愈带来希望。CRISPR技术可以用于治疗的疾病清淡越来越长：软骨发育不全症、阿兹海默症、肌萎缩侧索硬化、糖尿病等，理论上所有跟突变或者DNA缺陷有关的病理现象，CRISPR技术都可以对任何相关的DNA序列进行精确定位并修复，把缺陷基因替换成健康版本。

不过，CRISPR也并不是万能且完美的。对心脏病等受到环境因素等外部作用较大的疾病，基因编辑的作用可能不大。并且，如同所有药物一样，CRISPR也会有脱靶效应，就像化疗在杀死癌细胞时也会杀死健康细胞。脱靶效应如果未能及时发现将会非常危险，因为细胞会不断增殖复制，不可逆转地导致整个生物体的灾难。

CRISPR技术的诺贝尔奖虽然只颁发给了两名主要的科学家，但这项成就的取得则是通过跨学科间切实的交流和合作完成的。就像众人一起拼拼图，每个人的工作都要依赖前人的工作，并贡献自己找到的那块拼图。CRISPR技术的关键进展得益于不同学科间的知识流动与成果共享。杜德娜并不是CRISPR的首位发现者，事实上，她第一次听说CRISPR是在2006年，一位地质微生物学家跟她共享了这个信息。

十多年间，CRISPR研究报告之所以能从寥寥无几的几篇迅速进入井喷期，也是得益于成果的共享。全世界的研究者都可以通过非营利组织爱得基因（Addgene）获取含有CRISPR的质粒，而每个科学家也都贡献出自己构建出的CRISPR质粒，每份质粒不到100美元，2015年时就有80多个国家的科研人员从那里获得了60000份质粒。这不仅对于科学界来说是一个普惠规则，甚至也将CRISPR带向民间对此感兴趣的独立研究人士，“CRISPR把基因编辑带进千家万户，这注定会使这项曾经鲜为人知的技术变成很多人的嗜好或者技艺，就像自家酿制啤酒。”

从某种意义上，人类将凭借CRISPR技术开启基因自由之门。

《破天机:基因编辑的惊人力量》

作者: (美) 詹尼佛·A.杜德娜 /

(美) 塞缪尔·H·斯坦伯格

出版社: 湖南科学技术出版社

译者: 傅贺 / 袁端端（校）

出版年: 2020-12

成为造物主

数千年来，人类一直不断地改造自然，但从未达到今天如此剧烈的程度，地质学家将这个时代命名为“人类世”。杜德娜在书中畅想，地球史的新纪元将被CRISPR开启，更高产的粮食、更健康的牲畜、更有营养的食物，“更重要的是，我们可能会实现人类自史前时代就有的梦想：让大自然屈服于人类的意志。”

有了CRISPR技术，人类可以强烈地干预自然秩序。

杜德娜本人完全没有料到在，从2012年她发表论文之后的短短几年内，这种畅想就几乎接近了科幻小说中的图景。基因工程师已经通过改变参与控制肌肉形成的基因，制造出了施瓦辛格版小猎犬，通过抑制猪身体内对生长激素起反应的基因制造出迷你猪，或者更好吃的山羊和更像猛犸的亚洲象。我们可以复苏灭绝动物，也可以灭绝现有的物种，比如在非洲传染疟疾的蚊子。

某位昆虫学家曾说，“如果我们明天就彻底清除了蚊子，生态系统不过会打个嗝儿，然后生活还会继续。”然而即使生态系统有着自动适应的能力。我们就能对自然生命体基因进行任意改造吗？出于何种原因进行改造？谁拥有改造的权利？在美国，这是一个包括科学家、立法者、医药企业、政府监管机构、NGO组织、基因致病患者及其家属进行多方博弈的过程。

对于科学技术的应用，最棘手的冲突总是发生在价值观层面。在这个博弈过程中，支持者认为人类因为惧怕风险，已经太久没有实现真正意义上的进步。美国民间的“生物黑客”（biohacker）认为科技应该是能由普通人共享的，他们甚至认为改造自己的基因应该如换发型、下载app一样便利和自由。反对者则担心基因工程应用结果的不确定性将导致不可预测的食品安全、环境保护、社会治理等层面的问题。更有人担心这将是生物武器的开端。

纪录片《物竞人择》（Unnatural Selection）中记录了一个价值观碰撞的典型案例。一名美国科学家计划协助新西兰政府，用以CRISPR为中心的基因驱动（gene drive），在新西兰的某个毛利人社区消灭导致多种鸟类濒临灭绝的老鼠等入侵性捕食者。鸟类的灭绝将对社区的生态产生毁灭性影响，但这是一种更加激进的基因工程，因为能够以前所未有的速度驱动新基因在大自然中散播并引起环环相扣的链式反应，它的实施必须征得社区居民的同意。

执行这项任务的生态学家认为，人类早就为生态环境带来了不可逆的负面影响，以人为的方式对人为的影响进行消除，不仅是合理的，而且是必要的。同时，我们作为一个物种，同样要与其他物种进行竞争。但是在一神教教义中，生命存在皆有神意。上帝不会凭空创造两个物种，人也没有权利带走一个。在毛利人的万物有灵信仰中也有相似的逻辑，每个物种都有灵魂，灵魂与其他居民平等，沿袭祖先与自然相处的智慧，自然之力神圣不可侵犯。以自然的勉干扰性为终极目的，还是以人类的健康福祉为目的，在有神论的国度并不会是一个简单的问题。最终，这项计划没有被执行。

食品方面，CRISPR也不得不面对类似于转基因作物所遇到的争议。与传统的育种方法（自然突变、诱发突变和杂交）相比，CRISPR技术使得科学家可以更加精确、快捷地操作基因组，培育出抗细菌感染的大米，天然抗虫的玉米、大豆、土豆，不会褐变或过早腐败的蘑菇。杜德娜本人担心这些作物会遭遇转基因食物一样的抵制。美国农业部对转基因技术的定义是，“为了特殊用途而对动植物进行可遗传的改良，无论是通过基因工程还是其他传统方法。”杜德娜认为，按照这个定义，不仅CRISPR技术编辑过的农产品在其范围，而且我们吃的几乎所有食物，除了野生动植物，都属于转基因生物。

对此，她提出辩护，“人们好像总觉得转基因生物不自然，甚至邪恶。事实上，我们吃的每一种食物几乎都被人为改造过，比如选育种子时用过随机诱变。因此‘自然’与‘不自然’并没有截然清楚的区分。中子辐射创造出红葡萄柚，秋水仙素诱发了无籽西瓜，苹果园里长满了基因型完全一致的苹果——现代农业的这些现象都不是自然出现的，但我们大多数人都在毫无怨言地摄入这些食物。”

胚胎编辑中的难题

能力越大，责任越大。科学家提醒我们，对于一项即将应用在人身上的技术，需要担忧的永远是最坏情况，而不是最好的情况。截止到2021年，在镰状细胞病、先天性黑蒙及癌症等涉及体细胞的临床实验中，CRISPR技术都表现出巨大潜力，人们会自然联想到，治疗绝症可以，优化基因可以吗？让基因缺陷者成为健康的普通人可以，让普通人成为拥有完美外表、最强大脑的超人，可以吗？

这个界限划在了编辑生殖细胞系，也就是能够成长为人的胚胎的伦理争议上。首先，最低限度也是最紧迫的，对于不幸携带特定遗传突变的人来说，不能生育下一代，或检测出后代具有患病的极大可能，那么可以通过体外编辑受精卵中的基因，从而让这些人实现生育健康后代的权利吗？但是，如果将胚胎视为初始形态的人，他们是否被剥夺了知情权和选择权？

对此，杜德娜本人的想法也经历了一个转变。她在2015年第一次听说已经有科学家把CRISPR技术用于编辑人类胚胎（虽然是不能成活的“三体胚胎”）时感到“反胃”，后续短短一年中，经过与法学、哲学、公共政策制定者等不同领域、不同国家的专家进行交流后，她的看法改变了。

杜德娜说，“从伦理学的角度看，我认为并不存在禁止生殖细胞系编辑的理由；我还认为，父母有权利使用CRISPR来生出更健康的孩子，只要这个过程是安全的，而且不偏袒少数群体。”同时从安全性的角度讲，如果在胚胎植入前剔除脱靶突变是完全可以实现的，那么就没有理由对CRISPR技术提出明显高于其他医学或生物手段更苛刻的要求。

大自然不是一个工程师，而更像一个水平不稳定的修补匠，它的粗心大意对于那些因为基因突变而患病的人来说显得无比残忍。大自然没有能够跟上环境变化来优化我们的基因组成，相反，处处都有不适应演化的突变，无数的生物体因此受损。人类违背自然的意愿左右演化进程，似乎有些大逆不道，但是“天地不仁以万物为刍狗”，对于一个真正患有遗传病的人来说，剥夺他争取不再痛苦的权利才是有违伦理的。

杜德娜呼吁社会尊重每个人决定自己基因的命运的权利。基因编辑胚胎本质上是一种优生学的实践。不必惶恐，产前进行超声检查，孕中进补充维生素、戒烟戒酒，一切旨在生出健康宝宝的措施其实都符合这个定义。

但是，人们也担心这将为基因优化开了口子。赫胥黎在《美丽新世界》中的政治想象就是一个基因不平等的反乌托邦社会。如果走向一种商业化的基因自由，那么越富有和掌握越多权力的人是否会拥有特权，将后代改造为明显比普通人具有基因优势的人？这种自由是否会巩固不平等，或者制造出新的不平等？

书中说道，中国会是基因编辑研究的沃土。我们已经率先开展诸多国外无法开展的实验。的确，我们几乎没有太多宗教上的门槛。然而，道德和法律起到了相似的作用。人们或许已经淡忘了2019年初贺建奎事件。南方科技大学贺建奎团队正是使用CRISPR技术修改了双胞胎的胚胎基因来获得对HIV病毒的免疫力。他们最终被判处非法行医罪。杜德娜曾在纪录片中毫不掩饰地表达了对贺建奎团队的斥责，她认为这种改造没有进行过临床试验，甚至都没有在动物身上实验过，不应该如此草率地应用在人体，而且还是胚胎。

所有革命性的科学技术都同时具有两个方向上的巨大潜能。伦理规范与进步主义之间存在着永恒的张力。进入现代以来，人们对科技进步的神话开始充满怀疑。

基因编辑技术似乎预示着另一种赛博格的未来形态。相较于人工智能技术，它可能会更加激进地改造人类的自然属性。人工智能改造的是外部世界的形态，但这种改造要依托于肉身之外的VR眼镜，它仍旧是一个可以取戴的工具。但基因技术不仅将深嵌于人类的细胞中不可逆转，而且将世代相传。

然而就像杜德娜所呼吁的，科学界与公共舆论界应该建立更有建设性的、更加开放的对话，让人们真正关心这些重大的科学进展，并在理性理解的基础上，参与到讨论中来。

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