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基因编辑技术CRISPR发明者张峰:定制婴儿还很远
来源:cnBeta   发布者:张小圈   日期:2018-06-11   今日/总浏览:1/5276

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日前《大西洋月刊》访问了基因编辑技术CRISPR的发现者张峰,探讨了这项技术的挑战、未来应用和发展方向等问题。张峰表示,在这项技术可以用于治疗人类疾病之前,还有很多问题需要解决。很多人第一次看到张峰时,都会惊讶于这个基因编辑技术领域的先驱者是如此年轻。

这位生物学家只有36岁,戴着眼镜的圆脸让他看起来更年轻。要知道,张峰已经已经取得了两项有望获得诺贝尔奖的发现。

其中最重要的是CRISPR,这是一种基因编辑工具,可以精确改变人类的DNA。 在媒体的宣传中,CRISPR已经认为是治疗遗传疾病,治愈癌症以及创造定制婴儿的潜在工具。

CRISPR也是张峰所在Broad研究所与詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)所在的加州大学伯克利分校之间一场激烈的专利纠纷的主题。杜德纳也宣布自己获得了CRISPR的重要发现。这场专利之争引发了一场争论,其焦点在于这项科学突破应当归功于谁。

最近在crisprcon大会上,张峰做了主题演讲,主要谈了这项技术的未来。在此次会议上,《大西洋月刊》媒体人Sarah Zhang采访了张峰,探讨了这项技术的未来应用。

Sarah Zhang:这么说我们是同一个姓!不过,我们并不是亲戚。

张峰:是的,这个姓很常见,对匿名很有好处。

Sarah Zhang:你什么时候开始对研究生物学感兴趣?

张峰:我其实并不喜欢生物学。这就像是辨别不同种类的叶子,对事物进行分类。我对数学,化学和计算机更感兴趣,这些是把东西拆开,再重新整合起来。

Sarah Zhang:这听起来很像你用CRISPR所做的事情。 CRISPR最初来自细菌,主要利用它来切割细菌的DNA,最初是科学家在研究某种鲜为人知的细菌时发现的。你把这种技术应用到人体细胞,它也可以切割人体细胞的DNA。你是否花了很多时间去阅读晦涩难懂的微生物学文献?

张峰:谷歌很不错,PubMed也不错,所以你可以搜索不同的东西。我寻找事物的方式是首先有一些假设或想法,然后去搜索与该假设有关的东西。然后在这个区域广泛地进行阅读,看看是否有涉及到这个问题的有价值信息。

Sarah Zhang:你曾在学校的基因治疗实验室工作过,基因疗法的发展也比较曲折。(基因疗法是将正常基因植入基因缺失或有缺陷的人体内;理论上,用CRISPR进行基因编辑可以用于插入,删除或修正现有基因。)基因疗法在90年代早期被大肆宣传,然后经历了一个黑暗的低潮期,现在我们终于看到基因疗法获得了美国食品药监局的批准。你沿着这条曲线走了吗?关于CRISPR的未来它带给你什么看法?

张峰:当然。我第一次听说基因疗法是在星期六的分子生物学课上。那是在1994年,或者是1995年,基因疗法的潜力非常明显。如果我们能够在遗传层面上治愈疾病,那么我们可以解决很多疾病问题。

所以当我上学的时候,恰巧在得梅因有一个基因治疗实验室,他们正在招募志愿者,所以我在二年级时就开始在那里工作。我接触过各种基因治疗方法。

基因治疗面临的一个主要挑战是输送。我们该如何将治疗用基因导入不同的组织?在当时的实验室中,有人从事各种病毒载体的研究:莫洛尼鼠白血病病毒、单纯疱疹病毒、腺伴随病毒、腺病毒。这些都是人们探索将基因输入患者体内的不同方式。令人激动的是,研究人员正在使之成为可能方面取得进展。

然后就是1999年,宾夕法尼亚大学传出了坏消息。

Sarah Zhang:你是说杰西·格尔辛格(Jesse Gelsinger)在临床试验中死亡。基因疗法所用的输送病毒导致身体出现大规模免疫反应,结果导致他死亡。

张峰:对于这个领域的每个人来说,这是一个非常发人深省的时刻。所以说,在过去我们并没有完全理解输送系统。我们不了解这些病毒的生物学特征。这也适用于基因编辑技术。

Sarah Zhang:你认为使用CRISPR治疗人类疾病有哪些挑战?

张峰:我们所拥有的输送系统的种类仍然非常有限。对于许多这样的疾病,我们并没有合适的输送系统。现在,我们可以接触到血细胞,眼睛,或许还有耳朵。但是如果我们想要做一些全身范围的事情,现在还没有很好的方法。

病毒是大自然将物质输送到细胞的方式。这是一种方法,所以我们努力研究,并探索各种还没有被利用过的各种病毒。我们还研究了诸如外泌体等东西,它们是细胞释放用于在细胞之间传递信息的囊泡。

Sarah Zhang:也是一种自然的方式。

张峰:的确是自然的方式。我们还合作研究脂质纳米粒子,脂质体。我认为我们必须采取广泛的方法来全面地解决这个问题。很可能不同的组织需要不同的方法。

Sarah Zhang:哪些器官最难应用CRISPR?

张峰:我真的很想能够把东西送入大脑。但一个吃不饱的人现在还不能挑三拣四。你可以探索基本的生物学,去找出大自然希望我们去的地方。

Sarah Zhang:谈到大脑,你的实验室已经引起了很多人的关注。但你另一半的研究是关于大脑的,特别是精神类疾病。

张峰:自从我上大学以来,我一直对大脑感兴趣。这就是让我们成为现在这个样子的原因。不幸的是,我们对此知之甚少。我在大学里有一位真正的好朋友,他患有精神疾病。从那次经历中,我意识到精神疾病是非常真实的疾病。这不仅仅是因为这个人一天过的非常糟糕,而是说这些都是我们无法真正理解的东西。如果我能更多地理解它,也许能够找到解决的办法。

Sarah Zhang:精神疾病可能是我们理解和影响生物机制方面最大的鸿沟。

张峰:是的,没错。部分原因是大脑的复杂性。这么多不同的细胞。这么多不同的细胞类型。另一部分原因是大脑很难研究。它被包裹在我们的头骨中,是一大块致密的组织。我们很难观察到这个组织是如何工作的。此外,分子和信号是如此微观,这些因素使得研究大脑更富挑战性。所以这让我明白我们需要新的技术和工具来帮助分解不同的细胞和不同的分子,从而弄清楚它们是如何在大脑系统中协同工作的。

Sarah Zhang:你怎么用CRISPR来研究大脑?

张峰:通过DNA测序,科学家发现了许多遗传变异,其中一些变异与脑疾病风险增加有关。因此,我们使用CRISPR对小鼠进行实验,试图了解它们是如何工作的。它们影响大脑功能的机制是什么?

Sarah Zhang:有很多病人都想要了解CRISPR能够怎样帮助他们,你有没有收到他们的电子邮件??

张峰:是的,我每天都收到他们发来的电子邮件。患者和他们的亲友真的在试图理解这项技术是什么。他们想知道是否有方法来推动这项技术的发展,以便于相应的治疗手段可以奇效。这是一个非常鼓舞人心的信息。我每天都在提醒自己,有可能开发出一些能够真正帮助人的东西。只要加快工作进度,我们就能更快地实现目标。

Sarah Zhang:这也不难吗?因为正如你所说的那样,仍然存在很多挑战,你可能不得不告诉一些人,短期内无法做到这一点。

张峰:我认为应该提醒大家,我们有幸能够做出积极的改变,我们不应该把它搞砸。

Sarah Zhang:谁信赖CRISPR?

张峰:我认为很多人都相信。 CRISPR是已经被研究了几十年的东西,所以有很多人参与了不同阶段的工作。有些人在早期发现中很重要。然后其他人拿起接力棒,继续研究基础生物学。这是科学发现的美妙之处。我们的成果建立在前人研究的基础之上。这就是历史或文明是如何建造起来的,一砖一瓦的岁月积累。

Sarah Zhang:你们当中的一些科学家已经开始讨论在人类身上使用CRISPR技术的潜在风险。你是否觉得自己处于一个道德权威的位置,因为正是你帮助把这项技术带入了这个世界?

张峰:那么我认为我们都有责任:科学家,媒体,决策者,生物伦理学家有义务参与这种讨论。我认为,作为一名科学家,我们可以帮助传达技术是什么,帮助解释它是什么,并了解技术的潜力是什么。

有件事让我感到很兴奋,那就是我们如何把CRISPR变成真正的治疗工具,去治愈那些疑难杂症。我们我非常兴奋的一件事就是关注如何将CRISPR变成真正的治疗工具,以便我们可以治疗疾病。我们离定制婴儿等目标还有很远的距离。我们还不够了解生物学,甚至没有想过这些东西到底会是什么。我们现在甚至还无法应对导致镰状细胞病的单一突变。

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