安民

“基因編輯嬰兒”案的宣判一度引起廣泛關(guān)注。對于很多中國人來說，我們已經(jīng)習(xí)慣了享受高科技帶來的紅利，這一次，卻第一次感受到高科技的黑暗面，所以沖擊力才會格外大。

不過，這個案件也以一種戲劇化的方式，把一項可能徹底改變?nèi)祟惿鐣募夹g(shù)，介紹給了普通人，這就是被稱為“CRISPR”的基因編輯技術(shù)。

對于這項技術(shù)，我們往往關(guān)注的，是它能不能、怎么能用來編輯人的基因，來預(yù)防、治療重大疾病。其實，這只是基因編輯技術(shù)很多種應(yīng)用中的一種。

人造器官

CRISPR能施展拳腳的空間太多了。比如說，基因編輯技術(shù)可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，讓農(nóng)作物更高產(chǎn)、更能抗旱，甚至更有營養(yǎng)。基因編輯技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，相當(dāng)于一種升級版的雜交水稻技術(shù)?；蚓庉嫾夹g(shù)的另外一種前沿應(yīng)用，是人造器官。

我們都知道，對于一些重大疾病患者來說，器官移植可能是唯一的，也是最后的治療手段。但找到合適的捐贈器官，真的是難上加難，往往要經(jīng)過漫長的等待。

全世界每年進行的器官移植手術(shù)有10萬次。這些接受了手術(shù)的患者是幸運的少數(shù)人，因為全世界每天還有18個人在等待器官的過程中死亡。

中國的情況怎么樣呢？從器官捐贈數(shù)量上來看，我國現(xiàn)在已經(jīng)是全世界人體器官捐贈和移植的第二大國。今年，可能會一躍成為捐贈數(shù)量最多的國家。

現(xiàn)在進行過登記，要進行志愿捐贈的人數(shù)已經(jīng)達到了100萬人。但我國的患者也多，需求量也大，所以供需之間的缺口仍然不小。中國的供需比例是1：30，也就是說，每30個需要移植的患者當(dāng)中，只有1個人能獲得匹配的器官。

所以，科學(xué)家一直都在研究，有沒有什么辦法，能讓我們在器官移植這件事上，擺脫對捐贈者的依賴呢？比如說，能否在實驗室批量制造適合移植的器官，也就是我們通常說的“人造器官”。

2019年底，有兩項來自于中國的實驗，還真的在這個方向上實現(xiàn)了重要的突破。

第一項研究是由中國杭州的一家生命科學(xué)技術(shù)公司完成的，這家公司叫啟函生物。這家公司的聯(lián)合創(chuàng)始人，是兩位大有來頭的人物。一個是基因編輯技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一喬治·邱奇，他是哈佛醫(yī)學(xué)院的教授。這位教授創(chuàng)辦過將近20家公司，都跟基因和生物學(xué)有關(guān)。另一個人，是他的博士研究生楊璐菡，一個北大畢業(yè)的姑娘。

這家公司做的是什么研究呢？說出來，非常驚人：他們希望改造豬的基因組，讓豬的器官變得適合人類使用。如果這個目標(biāo)可以實現(xiàn)，那么器官移植將會徹底告別來源的約束。

豬和人的器官，怎么能共用呢？

其實，一直以來，豬都被科學(xué)家看作是人器官移植的最佳候選動物。在醫(yī)療領(lǐng)域，有的手術(shù)已經(jīng)把豬的心臟瓣膜用于替換、修補人的心臟瓣膜了。但是，要讓豬的器官適合人類使用，仍是一個非常艱難的任務(wù)。

首先，豬的器官在大小和結(jié)構(gòu)上就跟人的不一樣，光是解決這個問題就已經(jīng)很費勁了。另外，人體器官移植還會有排異反應(yīng)，更別提移植豬器官了。所以降低排異反應(yīng)，也是這類工程里的重大考驗?；蚓庉嫾夹g(shù)，在解決這些問題上就派上了大用場。

2017年，邱奇和楊璐菡已經(jīng)利用基因編輯技術(shù)，一次性地去除了豬基因組上62個豬逆轉(zhuǎn)錄病毒殘留。什么意思呢？這是豬的基因組當(dāng)中一批獨特的DNA序列，可能會對人構(gòu)成威脅。去除這些殘留，是實現(xiàn)把豬器官移植給人，必須要掃除的一個路障。

在2020年1月，邱奇團隊又發(fā)表了更進一步的研究成果——利用基因編輯技術(shù)，不光掃除了病毒殘留，移除了豬細(xì)胞里可能會引起排異反應(yīng)的幾個蛋白質(zhì)分子，他們還把幾個幫助降低排異反應(yīng)的人類基因放進了豬的身體里。

這些操作，降低了器官移植中可能出現(xiàn)的排異反應(yīng)，距離讓豬的器官進入人體又大大前進了一步。

當(dāng)然，經(jīng)過遺傳改造的豬器官是不是真的具備了臨床應(yīng)用價值，還是個未知數(shù)。

這家公司目前正在測試，將這些豬器官移植到猴子的身體里，繼而觀察后續(xù)反應(yīng)?？紤]到豬和人類之間相當(dāng)巨大的遺傳差別，我們想要獲得更像人的豬器官，更多的基因編輯改造仍然是必須的。

是豬是猴

除此之外，還有另外一項進展，同樣值得我們關(guān)注。

把豬的器官改造得更像人，這是人造器官一個很好的思路。與此同時，有一個相反的思路也很有希望，那就是干脆在豬的體內(nèi)生長出一個完整的人類器官來。這就是所謂的“人獸嵌合體”的研究。

簡單說來，科學(xué)家可以把人的干細(xì)胞，像種子一樣放進動物的胚胎里，讓它伴隨著動物的生長發(fā)育同步長大，最終形成一個徹頭徹尾的人類器官。

2019年11月28日，一群來自中國科學(xué)院的科學(xué)家發(fā)表了一項研究：他們創(chuàng)造了兩只豬—猴的嵌合體，讓兩只小豬體內(nèi)，攜帶了一部分猴子細(xì)胞。我們可以設(shè)想，如果豬—猴嵌合體能夠逐漸完善，那么可能豬—人嵌合體也就不遠了。到那個時候，器官移植將會變得更加安全和方便。畢竟這些嵌合體動物身體里的器官，可是100%由人類細(xì)胞構(gòu)成的。

這里提到的兩個方向的研究，在未來還有融合在一起的機會：一方面，我們可以通過基因編輯，讓豬的身體結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)更適合人類器官的生長;另一方面，我們可以通過豬—人嵌合體的工作，讓人類的完整器官在豬的體內(nèi)順利發(fā)育。雙管齊下，也許最終會幫助我們徹底解決器官移植的難題。

當(dāng)然，這項研究也有它的問題。

首先是技術(shù)上的挑戰(zhàn)。在目前的技術(shù)水平下，科學(xué)家雖然能把猴子細(xì)胞放進豬的胚胎里，但是還沒有能力精確地控制這些猴子細(xì)胞的數(shù)量和位置，更不要說指導(dǎo)它們在豬的身體里長出一個完整的猴子器官來。實際上，在這兩只小豬體內(nèi)，只有差不多1/1000的細(xì)胞來自猴子，而且這些細(xì)胞是分散在身體各個部位。這個比例，顯然太低了。還有，這兩只小豬雖然順利誕生，但是它們在一周后就死亡了。是不是因為猴子細(xì)胞死亡的，仍然不得而知。

更重要的是倫理上的挑戰(zhàn)：行業(yè)規(guī)范和倫理約束，也不允許我們隨隨便便在動物體內(nèi)培養(yǎng)一個人的器官。我們最終不得不面對的一個倫理問題是，如果通過這兩個辦法，讓動物體內(nèi)有一顆人的大腦該怎么辦？我們是不是需要現(xiàn)在就未雨綢繆禁止這種操作？我們會不會用這樣的方式創(chuàng)造出一種有智慧的新生物？這些都是值得我們嚴(yán)肅考慮的問題。

對于中國的科研領(lǐng)域來說，現(xiàn)在有兩個機遇擺在我們眼前：一個是實現(xiàn)重大科研突破的機遇，另一個是牽頭全世界的頂級學(xué)者，一起制定倫理標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的機遇。

因為，世界級的技術(shù)突破，只有搭配上世界級的人文關(guān)懷，才能最終讓科技造福人類社會。