周琪院士谈我国基因编辑研究的进展与挑战

明亮的画面/视觉中国

最近，一些科学家在《科学》杂志上宣布，他们将在今年内筹集1亿美元启动“人类基因组汇编计划”。目标包括合成完整的人类基因组。公众长期以来一直担心基因编辑技术临床应用中的技术和伦理问题。本期，我们邀请中国科学院院士周琦来谈谈中国基因编辑研究的进展和挑战，并提出政策建议。

1.下一代生物技术的核心

我们现在知道，生物的各种特征，包括生长、发育、繁殖和衰老，大多是由基因组DNA决定的，许多疾病的发生也与基因序列的变化有关。基因编辑技术是为了分析生命的本质、生长和发育的机制、了解疾病的发病机制和治疗疾病而精确地修改基因组的DNA序列。

与转基因技术不同，基因编辑技术不以随机插入等不太可控的方式引入外源基因，而是基于点突变原理原位精确修饰基因组的固有序列，从而避免了一些安全和伦理风险，具有更广阔的应用前景。

自诞生以来，这项技术在短短几年内就在基础生物医学研究、人口健康、农业育种和工业生产中发挥了重要作用。科学和生物产业已经达成共识，基因编辑将为基础研究和转化医学研究带来革命性的变化，是下一代生物技术的核心。

有鉴于此，欧美等发达国家和地区对基因编辑研究进行了大量投资。例如，美国和欧盟联合发起了“小鼠全基因敲除计划”。美国转基因公司和诺华制药公司联合投资30亿美元，开发基于基因编辑技术的免疫细胞产品。

2015年12月，美国国家科学院和医学科学院与中国科学院和英国皇家学会在华盛顿联合举办了“基因编辑峰会”，讨论基因编辑技术的发展、现状、潜在应用和风险，以及涉及的伦理、法律、社会影响和管理规则。会上，科学家们达成共识，鉴于基因技术将给人类带来的诸多好处，应该在严格监管的前提下鼓励和支持基因编辑研究。

中国一贯重视基因编辑，并取得了一系列具有国际影响的成就。例如，中国科学家最先使用名为“基因剪刀”的CRISPR技术建立大鼠、猪等经济动物的重要模型和基因修饰模型。中山大学的黄军和广州医科大学的樊勇两个团队首次将CRISPR技术应用于人类胚胎的基因编辑，探索疾病的基因治疗方法。中国科学家仍在探索基因编辑的新技术。应该说，中国科学家推动了基因修饰技术在人类疾病研究等领域的快速发展。这一点在华盛顿举行的“基因编辑峰会”上得到国际社会的高度认可。

2.迫切需要填补的监管和道德空白

中国的基因编辑研究发展迅速。由于国家政策和项目支持，论文和专利的数量在世界上名列前茅。目前，我国基因编辑研究的管理方法和指导原则主要包括1998年实施的《人类遗传资源管理暂行办法》、科技部起草的《人类遗传资源管理条例(征求意见稿)》和2003年发布的《人类胚胎干细胞研究伦理指导原则》。这些条例明确规定，人类胚胎(转基因)不能在体外发育超过14天，也不能用于体内移植等。这些要求符合国际道德要求。

虽然取得了很大进展，但我们必须清醒地认识到，我国基因编辑技术的研究和应用仍处于相对无序的状态。在系统科学布局和相关伦理道德、监督管理、法律法规等方面相对薄弱，亟待加强。基因编辑技术使人类、动物、植物和微生物基因的快速转化成为可能，一些特定的基因变化可能会给人口安全和生态环境带来危机。同时，基因编辑作为一项关键技术，其下游应用涉及很多领域，在我国的监管方面还有很大差距。

例如，如何监督通过基因编辑直接改良家畜获得的“育种者”的转化和推广？通过基因编辑和回输治疗来纠正患者自体干细胞的基因突变将是未来治疗疾病的一种有效方法，但是谁来批准和如何监督临床实验呢？利用早期胚胎或配子细胞进行基因编辑将极大地促进人类对生命过程的理解，但不恰当的研究将带来巨大的伦理争议。应该遵循什么样的规则？谁来监督这项研究？

为了填补这些空白，*部门和科学家有必要制定基因编辑的发展规划和管理措施，尽快制定我国应用基因编辑等颠覆性技术的伦理指导原则， 明确基因编辑技术在我国的适用范围和禁止对象——在安全和有序的基础上支持临床前研究和临床实验，研究方向(如体细胞和成体干细胞的基因编辑)不存在明显的伦理争议，具有重大的医学应用价值； 对于可能带来巨大伦理和社会问题的基因编辑工作(如改变人类胚胎和生殖细胞的基因组序列等)。)，应设定严格的研究界限，并应暂时禁止临床实验和应用。只有明确哪些可以做，哪些不能做，才能鼓励科学家在相关领域进行创新，避免生物安全风险，避免生物伦理风险，避免引发社会纠纷。

3.鼓励创造具有自主知识产权的基因编辑技术

基础科学的突破和核心专利的获得是该领域发展的关键，基因编辑领域也是如此。虽然近年来中国在基因编辑方面取得了很大的进步，论文和专利数量居世界第二，但与欧美等发达国家和地区相比，中国的基因编辑不仅因缺乏原创性创新而尴尬，而且在“生产、研究和应用”等各个环节缺乏具有自主知识产权的原创性创新成果。

从基因编辑最上游的关键技术来看，中国的原创技术和相关专利远不如美国，现有基因编辑技术的核心专利基本上为外国所有。从下游农业育种、医疗方法和基于基因编辑技术的产品研发来看，中国在核心产品创新方面也落后于美国等发达国家。这种情况非常不利于我国把握这场新技术革命带来的巨大发展机遇。

我们建议国家应高度重视基因编辑技术的原始创新和专利保护。基因编辑技术在目标修饰的精度和效率以及减少误靶效应方面还有很大的改进和完善空间。在将其真正应用于疾病治疗和其他应用之前，仍有许多问题需要解决。我们应该抓住这一机遇，鼓励和支持研究人员从源头上进行技术探索，创造具有自主知识产权的原创基因编辑技术，争取我国在这一领域的主动权和话语权。

同时，建议尽快制定有利于基因编辑研究成果转化的相关政策，加快基因编辑技术在重大疾病治疗中的应用。我认为，中国应该建立基因编辑技术的快速专利审批渠道，借鉴干细胞治疗等临床管理方法。，制定适合中国国情的基因治疗管理方法，从而促进和保证基因编辑技术临床转化的顺利开展。

(周琦，作者:中国科学院动物研究所，中国科学院大学)