基因组编辑革命：你准备好了吗

对詹妮弗·杜德娜来说，CRISPR-Cas9的先驱，2015年就像是骑着旋转木马。

资料来源:大卫·帕金斯

大约20个月前，加州大学伯克利分校的分子和细胞生物学及化学教授詹妮弗·杜德娜开始失眠。自从她和她的同事发表了一篇描述一种叫做CRISPR-Cas9的细菌系统如何被用来转化基因组的文章以来，将近两年过去了。

Doudna对这项技术在全球实验室中应用于生物学的速度感到惊讶。与此同时，她避免过多考虑这些广泛可用的改变基因组的工具可能带来的哲学和伦理影响。

然而，随着使用CRISPR-Cas9操纵细胞和生物的数量不断增加，一些研究人员将不可避免地在人类卵子、精子或胚胎中测试这项技术。到2014年春天，Doudna经常晚上睡不着觉，思考着是否有理由置身于围绕他帮助创造的技术的道德风暴之外。

“海啸”到来

一种新的分子工具通常需要数年才能站稳脚跟。然而，在2012年底之前——就在Doudna和同事发表他们的初步研究的几个月之后，至少有六篇描述CRISPR-Cas9在基因组工程中不同用途的文章被提交并等待发表。

2013年初，一些文章成为即将到来的“海啸”的早期预兆，包括描述该技术如何用于编辑人类干细胞基因组和改变整个生物体的文章。到2014年底，科学家还使用CRISPR-Cas9来增强小麦的抗虫性，复制小鼠肺部特定染色体易位引起的致癌效应，并纠正成年小鼠的一个突变。这种突变会导致人体遗传性高热血症。

2014年2月，CRISPR-Cas9出现了一个在伦理上更加复杂的潜在应用。当时，研究人员描述了如何利用它对食蟹猴胚胎进行更精确的改变。这些食蟹猴是通过将胚胎转移给*“母亲”而繁殖的，它们在大多数细胞中携带遗传变化，包括卵子或精子。这意味着变化可以传递给后代。

猴子的研究和与病人或其亲属的互动使Doudna感到烦恼。每天都有新的文章用CRISPR-Cas9描述研究。她的收件箱充满了研究人员寻求建议或合作的请求。所有这些活动都可能对人类生活产生直接影响，但Doudna工作之外的大多数人——邻居、他儿子的许多亲戚和父母以及同学——大多对此一无所知。杜德觉得他和他们好像生活在两个世界里。

到2014年底，Doudna的不安克服了不愿意参与更公开的讨论。显然，*、监管机构和其他人没有意识到基因组编辑研究的快速发展。在使用这项技术的人中，除了科学家之外，谁能就其影响进行公开对话？

伦理争论

去年一月，在加州纳帕谷举行的为期一天的会议上，杜德纳第一次认真参与了伦理学。这次会议是在Doudna的帮助下组织的，由基因组创新计划赞助。包括Doudna(科学家、生物伦理学家、电影制作人和加州大学伯克利分校的一名经理)在内的八名参与者讨论了基因组工程如何影响医疗保健、农业和环境。特别是，他们谈到了围绕人类生殖系统——卵子、精子和胚胎——改造的问题。

会后不久，他们在《科学》杂志上发表了一篇前瞻性文章，敦促全球科学界避免在临床应用中使用任何基因组编辑工具来修改人类胚胎。他们还建议举行公开会议来教育非科学家，并使讨论如何负责任地继续基因组工程的研究和应用成为可能。

自国家适应行动计划会议以来，Doudna在学校、公司和在美国、欧洲和亚洲举行的数十次会议上就CRISPR-Cas9作了60多份报告。她在美国国会谈论CRISPR-Cas9，与白宫科技政策办公室的工作人员交谈，并回答了加州州长和许多人的问题。这些讨论迫使Doudna脱离了它的科学舒适区。

Doudna是一位从未研究过动物、人类受试者或人类组织的生物化学家，对克隆、干细胞、体外受精等其他研究领域固有的伦理困境知之甚少。她依靠同事们的慷慨来了解不同国家如何规范涉及人类受试者或组织的测试，以及如何解决历史上由体外受精产生的伦理难题。

2015年是紧张的一年，非常有趣。有时候，Doudna希望从一系列繁忙的活动中解脱出来，去处理一切，哪怕只有几分钟。首要任务是确保她的旅行和其他承诺不会影响实验室成员的进展，但与他们合作将越来越多地涉及到在晚上和周末举行会议，或者通过电子邮件或网络电话讨论问题。到目前为止，杜德纳为他心爱的菜园留出的时间和他13岁的儿子去加州徒步旅行的时间已经消失了。

近三年前，一位同事提醒她，CRISPR-Cas9的研究、讨论和辩论热潮即将到来，但Doudna仍不确定这股浪潮何时会停止。

扩大讨论范围

只有18名与会者——全部来自美国，大多数是科学家——纳帕会议只能算作更广泛讨论的开始。然而，这次会议及其产生的评论文章在两个方面产生了重要影响。

在2014年中期，Doudna担心CRISPR-Cas9会在科学家能够与更广阔的世界充分交流之前被用于一种危险或被感知的方式。她不会责怪邻居或朋友说这样的话:“这一切都在发生，而你没有告诉我们。”《科学》杂志上的“观点”文章和《自然》杂志上发表的一篇相关评论有助于传达这样的信息，即领导这项研究的人承认他们有责任表达他们的关切。

去年四月，当一项关于CRSPR-CA S9的研究发表后，由这些文章引发的讨论变得更加紧迫，该研究用于修饰不活跃的人类胚胎。从那以后，他们还帮助在世界各地引发了许多听证会和峰会。最著名的是去年12月初由中国、美国和英国科学院在华盛顿举行的人类基因编辑会议。

今天，科学深受国际合作的影响，以至于科学家可以通过某种程度的自我审视来形成全球科学的方向。对Doudna来说，目前很明显，通过鼓励参与技术起源的人积极参与对其使用的讨论，可以更好地激发对科学的信任。在科学全球化、通过中间供应商提供材料和试剂以及更容易获得公开数据的世界中，这一点尤为重要。

Doudna被基因组计划的潜力所激发，对人类生活和生物系统的基本认知产生积极影响。同事们继续定期给她发电子邮件，告诉她CRISPR-Cas9在不同生物体中取得的成果——无论他们是试图培育抗害虫的莴苣，减少致病真菌菌株，还是有一天消除所有可能导致肌肉萎缩症、囊性纤维化、镰状细胞贫血等疾病的人类细胞变异。

然而，Doudna还认为，今天的科学家可以更好地准备思考和塑造他们研究工作的社会、伦理和生态影响。为生物专业的学生提供一些如何与非科学家讨论科学的培训可以带来巨大的变化。至少，它会让未来的研究人员觉得更适合这项工作。知道如何构思一个有趣的“电梯大厅”来描述某项研究的目标，或者如何判断记者的动机并确保他们在新闻报道中提供准确的信息，可以在每个研究者生命中意想不到的时刻产生巨大的价值。(宗华)

中国科学新闻(2016-005第三版国际版)