书单|中国诞生了克隆猴，人类的“基因编辑”之旅跋涉了多远？

▲克隆猴“中中”和“华华”

这两天，克隆猴“中中”和她的妹妹“华华”刷屏了！《西游记》里一把毫毛变出千百个一模一样猴子的神话正在成为现实。克隆猴在中国诞生近两个月，昨天（25日）它们的“故事”登上国际权威学术期刊《细胞》封面，这也意味着中国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。

自1996年第一只克隆羊“多利”诞生以来，20多年间，各国科学家利用体细胞先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物，但一直没有克服与人类最相近的非人灵长类动物克隆的难题。科学家曾普遍认为现有技术无法克隆灵长类动物。中科院神经科学研究所孙强团队经过5年努力，成功突破了世界生物学前沿的这个难题。利用该技术，科研团队未来可在一年时间内，培育出大批基因编辑和遗传背景相同的模型猴。

在学界看来，有了体细胞克隆猴技术，人们就能使用体细胞在体外有效地做基因编辑，准确地筛选基因型相同的体细胞，产生基因型完全相同的大批胚胎，用母猴载体怀孕出生一批基因编辑和遗传背景相同的猴群。也就是说，中科院神经科学研究所的这项技术，让人们在一年内就能制备大批遗传背景相同的模型猴，大大减少了个体差异对实验的干扰。这样，只要使用很少数量的克隆猴，就能够完成很有效的筛选。

过去的100 多年里，我们对遗传的秘密孜孜以求的追寻过程。在那段漫长的岁月里，人类逐渐理解了某些看不见摸不着的神奇因子决定了每个生物体独一无二的性状，又最终确定这种名为“基因”的神奇因子就隐藏在每一个细胞的深处，镌刻在长长的DNA 分子链条上。拜托这段伟大的时代所赐，我们终于可以轻轻拨开神谕和天命编织的荆棘丛，透过五颜六色的皮毛、紧密交织的血管和肌肉，看清地球生命最深处的真实形象。

我们整理了近期出版的基因主题科普读物，与读者一起打开基因科学深奥的硬壳，重新发现认识生命的过去、现在和未来。

▲“基因”的神奇因子隐藏在每个细胞深处，镌刻在长长的DNA 分子链条上。

1、浙江大学教授、文津奖得主王立铭在新书《上帝的手术刀：基因编辑简史》中，阐述了基因编辑的威力和治疗效应。经出版方湛庐文化授权，摘引如下：

所谓基因编辑技术，指的是能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入和定点转移。在过去几年中, 以ZFN 和TALEN 为代表的序列特异性核酸酶技术以其能够高效率地进行定点基因组编辑, 在基础研究、基因治疗和遗传改良等方面展示出了巨大的潜力。而基因编辑中的明星技术CRISPR/Cas9，有着其它基因编辑技术无可比拟的优势，技术不断改进后，更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。

要知道，把一个特定基因放回人体细胞的难度，要远远大于注射一些蛋白质给人体。注射蛋白质，技术上可以看作是一枚金属针头就可以解决的问题，并不比我们在医院注射室打疫苗或者注射抗生素复杂多少。但是把一段DNA序列重新放回人体细胞，不管是从空间尺度上还是规模上都要艰难许多。我们总不能把患者的细胞全部取出，然后用针头一个个地显微注射吧？要知道人体的细胞数量可是以百万亿计数的！还是以重症联合免疫缺陷病为例，想要有效控制这种疾病，需要在患者体内大量的白细胞中同时引入腺苷脱氨酶基因。如果动手术的细胞数量不够，能够合成的正常腺苷脱氨酶数量也就会很有限，根本达不到治疗疾病的目的。

在实验室研究中，生物学家其实已经发展了不少将外源基因引入细胞的人工方法。比如我们可以通过电击在细胞膜表面产生微小的穿孔，从而允许DNA分子自由进入。我们也可以将DNA放入由脂类分子包裹的微小颗粒内，通过细胞膜融合进入细胞，等等。但是面对大量的人类细胞，类似的操作仍然显得效率过于低下。因此，在临床应用中，安德森医生还是要借助大自然的力量。

……

从“体外处理”到“体内处理”，我们将有能力编辑和修复那些位于身体最深处的器官和组织；从“来自人体”到“去个性化”，我们将有机会实现基因编辑的大规模临床推广，普惠众生。基因编辑的用武之地，仅仅是被动的“体内治疗”吗？我们有没有可能主动出击，实现疾病发生前的“体内预防”呢？

如果有一天基因编辑脱胎换骨，不管是安全性还是经济性都可以满足要求，到那时是不是就会有很多健康人希望修改自己的CCR5基因，给自己“接种”抵抗这种世纪顽疾的免疫力呢？甚至我们还可以想得更疯狂一点。CRISPR/cas9技术本身就是帮助细菌抵抗病毒入侵的防火墙。CRISPR序列携带着危险病毒的快照，而cas9蛋白会实时对比细胞内的DNA序列和病毒快照的相似性，一旦发现病毒入侵就立刻启动剪切程序予以破坏。那要是给人体移植上这么一套防火墙又将如何？理论上，这套系统应该非常好用，每当有一种新的威胁人类健康的病毒出现——不管它是HIV、埃博拉病毒、H5N1禽流感还是其他——我们只需要截取一小段病毒DNA序列，把它安放进人体细胞内人为设置的CRISPR系统里去就万事大吉了！

▲《上帝的手术刀：基因编辑简史》由湛庐文化出版。

如果我们发现自己携带了容易得癌症的基因突变，比如导致安吉丽娜·朱莉做了乳腺和卵巢切除手术的BRCA1/BRCA2基因突变，容易得糖尿病的基因突变、容易近视的基因突变……我们趁着还没得病把这些基因一改了之，岂不是可以一劳永逸、高枕无忧？

相信你们看到这里，会开始隐隐约约觉得不安了。没错，把基因编辑从“治疗”范畴推广到“预防”领域，看起来有着毋庸置疑的合理性，但操作起来却大大延伸了这项技术的适用范围。一个显而易见的问题就是：基因治疗和基因编辑技术应用的边界在哪里呢？我们什么时候应该提醒自己，不要轻易挥动上帝的手术刀呢？

这是个很难回答的问题。至少对于某些高危人群来说，提前修改CCR5基因保护自己免受艾滋病的威胁难道不是人之常情吗？既然如此，一个普通人也希望保护自己不得艾滋病难道有错吗？同样，如果有一种新病毒即将肆虐全球，大众要求给自己动个安全有效的基因手术，提前获得免疫力听起来合情合理吧？那么仅仅因为自己的一个基因突变有1%患上糖尿病的风险，就要求修复风险基因合理不合理呢？如果合理的话，那有万分之一的风险能不能做基因手术呢？百万分之一呢？反过来，如果你认为这些情况下不应该随便动手术刀的话，那多大的患病风险你才会觉得应该允许做基因手术呢？

更要命的是，一旦“治疗”和“预防”之间的栅栏被打开，“预防”到“改善”的窗户纸更是一捅就破！比如说，高血脂已经成为现代社会的流行病，高血脂引发的动脉粥样硬化和心脑血管疾病已经成为现代人的第一大死因。与此同时，人类遗传学研究也发现，携带某些基因突变的人的血脂水平非常低，患有心脑血管疾病的比例也很低（例如著名的PCSK9基因突变）。那么一个普通人能不能要求提前编辑自己的PCSK9基因，防止自己在数十年后因为脑中风或者心肌梗死而死？这应该算是一种对疾病的预防，还是应该算对自己健康状况的改善呢？

如果修改PCSK9基因能够得到允许，也就意味着一个人可以通过基因手术获得更健康的身体。那要是他/她想利用同样的技术获得更多的肌肉呢（想想我们讲到过的中韩科学家开发瘦肉猪的例子），或想要获得更高的个子呢（这个更简单，只需要编辑下与生长激素相关的基因就行了）？如果他/她想要金发、双眼皮、高鼻梁怎么办呢？更甚者，如果他/她想要的是智商、语言能力、分析能力，或是领导气质呢？

2、肿瘤专家、普利策文学奖得主悉达多·穆克吉《基因传：众生之源》，经出版方中信出版集团授权，摘引书中部分精彩论述如下：

“基因”既是遗传物质的基本单位，也是一切生物信息的基础。本书讲述了基因这个科学史上最具挑战与危险的概念的起源、发展与未来。

我使用“危险”这个形容词来表述并非危言耸听。在整个20 世纪中，“原子”“字节”以及“基因”这三项极具颠覆性的科学概念得到迅猛发展，并且成功引领人类社会进入三个不同的历史阶段。尽管这些概念在19 世纪时就为人们所预见，但是直到20 世纪它们才发出耀眼的光芒。这些概念在问世之初只是为了解决某个具体问题，可是它们后来却渗透到生活的方方面面，最终对文化、社会、政治以及语言产生了巨大影响。截至目前，这三项概念在结构上竟有惊人的相似之处，其框架均由最基本的组织单元构成：例如原子是物质的最小单元，字节（或比特）是数字信息的最小单元，而基因则是遗传与生物信息的最小单元。

▲《基因传：众生之源》由中信出版集团引进推出。

为什么这些最小可分单元聚沙成塔的属性充满了独特的魅力？其实答案非常简单——由于物质、信息与生物均具有固定的内在结构，因此只要理解最小单元组成就可以把握整体情况。诗人华莱士·史蒂文斯曾经写道：“化零为整，化整为零。”他指的是语言表达中的整体与局部的关系：尽管句子本身的含义要比每个单词更为丰富多彩，但是你只有在理解每个单词的基础上才能读懂整句话的意思。而基因作为遗传物质的基本单元也会遵循这个道理。任何一个有机体的结构都要比组成它的基因复杂，但是你只有先了解这些基因才能领悟其玄妙之处。19 世纪90 年代，当荷兰生物学家雨果·德·弗里斯偶然接触到基因概念时，他敏锐地意识到人们对于自然界的认知将发生翻天覆地的变化。“数量相对较少的某些因子经过不计其数的排列组合后形成了整个有机世界……就像研究物理与化学需要回归到分子与原子层面一样，我们需要通过生物科学手段来了解基因在大千世界中发挥的作用。”

原子、字节以及基因概念问世后，人们对于它们各自相关的领域从科学性与技术性上都有了新的认识。如果不从原子层面探寻物质的类型，那么人们将无从解释物质的这些现象。例如为什么金子会发光？为什么氢气遇到氧气会燃烧？如果不了解数字信息的组成结构，那么人们亦无法理解计算机运算的复杂性。例如算法的本质是什么？数据保存与破坏的机理是什么？某位19 世纪的科学家曾经这样写道：“直到人们发现物质构成的基本元素后，炼金术才能被称为化学。”基于同样的原因，我在本书中的观点也非常明确，人们只有在充分理解基因概念的基础上，才可能领悟有机体与细胞的生物学特性或演化规律，并且对人类病理、行为、性格、疾病、种族、身份或者命运做出判别。但是新概念的应用也会带来潜在的风险。例如掌握原子科学是控制核反应的先决条件（人类却通过操控核反应制造出了原子弹）。随着我们对基因概念的了解不断加深，人类在尝试操纵有机体的技术和能力方面都有了长足进展。我们发现遗传密码的本来面貌竟然如此简单：人类的遗传信息仅通过一种分子并按照单一编码规律即可世代相传。著名遗传学家托马斯·摩尔根曾经这样写道：“遗传学的基本原理是如此简明扼要，我们相信可以实现改变自然的梦想。而人们以往对于遗传规律的神秘感不过是一种错觉罢了。”

3、《给孩子的自然简史》从儿童视角揭秘地球上的生命奇迹与进化之旅。

▲《给孩子的自然简史》由未读引进出版。

这本书全面展现地球与生命的演变历程，是一部为孩子而写的自然简史。地球上生活着200多万种不同的生物——而这仅仅是科学家们已知并命名的数量！它们让地球充满生机，无论在森林里、池塘边，还是在公园里、甚至在你家的窗台上，都能发现它们的踪迹——一片落在地上的黄叶，一根颜色斑斓的羽毛，或是一串小猫的脚印……本书文字作者是希瑟·亚历山大，毕业于康奈尔大学，曾为青少年撰写逾40部书籍；插图师梅雷迪斯·汉密尔顿，是纽约视觉艺术学院艺术硕士。

这些书中讲述的故事与我们息息相关。为什么人人相似却又千差万别？生命的演化过程里，是什么在背后决定着这一切？这个问题困扰人类几千年，从亚里士多德到达尔文，人类始终探索。直到20世纪50年代，科学家找到了基因，终于找到了破解生命奥秘的钥匙。人类从来没有像今天这样无限接近生命的真相，当我们能够掌控和改造人类基因时，“人类”的概念也许将从根本上发生改变，后人类时代正在来临。

编辑制作：许旸

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