贺建奎基因编辑婴儿事件过去一周年了，目前基因编辑现状如何了？

莺歌燕舞

贺建奎基因编辑婴儿事件过去一周年了，目前基因编辑现状如何了？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/357846022

大力水手

作为日常玩CRISPR/Cas9的人来说下，CRISPR/Cas9文章上虽然都说off target 不是特别明显的，但是我自己感觉脱靶还是常有发生的，不是那么着急用在临床上的，尤其是直接对很多细胞直接做的时候，无疑会增加CRISPR/Cas9脱靶的效率，还是很危险的。

检验医师

以“基因魔剪”著称的CRISPR系统依凭着“快准狠”的特质，让基因编辑技术真正走进了黄金时代。 与CRISPR相关的科研论著已经从2012年的127篇飞速飙升至14000多篇，增幅超过了100倍。
中国的CRISPR技术应用

去年的贺建奎事件，致使许多西方国家偏颇地认为中国在CRISPR技术上所取得的傲人成绩是建立在违反伦理道德观、缺乏相关监管的基础之上的。
今年，在普利策中心（Pulitzer Center）的支持下，《Science》走访了中国五个CRISPR研究大城后发现，在中国，农业与医药是CRISPR应用的主要前沿。中国是世界上发表CRISPR农业应用论文最多的国家，论文数是美国的两倍。



研究者Jon Cohen先生在一篇关于农业应用的专文中指出，中国有约20个课题组正在尝试使用CRISPR技术来编辑农作物的基因，以求带来更好的性状。

同时，中国也正在积极探索CRISPR技术在医学领域的应用，针对癌症研究，已经启动了比任何国家都多的CRISPR临床试验。中国研究者也在大规模应用CRISPR技术构建猴、狗、小鼠、大鼠、兔子、以及猪等动物模型，在自闭症、生物节律紊乱等问题的研究上取得了重大进展。
CRISPR系统今年的进展回顾

CRISPR/Cas系统，全名为常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统，是细菌中的一种后天免疫系统，具有干扰脱氧核糖核苷酸的特性。我们现在常常提及的“魔剪技术”是指II型或V型CRISPR，传统组成包括基础版酿脓链球菌Cas9酶（SpCas9）、引导RNA（gRNA）。

• 1  今年3月，Cell子刊《Molecular Cell》上新发了一篇题为“Introducing a Spectrum of Long-Range Genomic Deletions in Human Embryonic Stem Cells Using Type I CRISPR-Cas”的文章，揭示了一种新版本的CRISPR工具——I型CRISPR-Cas3，证实其可以剪切人类细胞中的长片段DNA。
  

以胚胎干细胞和HAP1细胞为材料，证实I型CRISPR能够依靠多亚基核糖核蛋白（RNP）复合体Cascade，识别目标DNA，随后在Cas3的作用下逐步降解DNA。

结果显示，这一剪切工具的编辑效率达到13-60%，且能够完成从几百到10万碱基的不同剪切。

• 2  10月21日，《Nature》发表的一篇论文描述了一个被称为“先导编辑”的新方法，该法能够更准确地对靶位点进行修饰，减少不必要的位点改变。该工具，称其能够降低“脱靶”发生风险，这意味着基于先导编辑的基因疗法具有更高的安全性。
  但先导编辑可能无法实现CRISPR–Cas9能够做到的大段DNA插入或删除，因此不会完全取代现有的成熟的基因编辑体系。
  CRISPR/Cas9会切断DNA双链，然后依靠细胞自身的修复系统来修补损伤并进行基因编辑;而先导编辑中的Cas9经过了改造，只切断1条DNA链，随后逆转录酶在RNA链的引导下在切断处进行基因编辑。
  

• 3  一周前，CRISPR Therapeutics（由CRISPR三巨头之一Emmanulle Charpentier创建的公司）和Vertex Pharmaceuticals宣布CRISPR/Cas9基因编辑疗法CTX001，在正在进行的1/2期临床试验中取得积极中期数据。
  一名输血依赖性β地中海贫血症（TDT）患者和一名严重镰状细胞贫血症（SCD）患者在接受CTX001治疗后，均达到停止依赖输血的效果。
  该疗法通过CRISPR技术编辑BCL11A基因，增加从患者体内获取的造血干细胞表达胎儿血红蛋白（HbF）的能力，然后将经过改造的造血干细胞注回患者体内。HbF能够弥补患者成人血红蛋白的功能缺陷，从而缓解患者症状。
  

治疗后，患者均显示出高水平的胎儿血红蛋白（HbF）水平，99.8％的β地中海贫血患者的红细胞表达胎儿血红蛋白，镰状细胞患者则为94.7％。

时值贺建奎事件一周年，基因编辑技术仍没有停下它快速发展的脚步，期待未来更多的疾病能因此获益。但同时，及时的制定严格有效的监管措施和伦理规范、保证基因编辑下游应用快速健康有序发展也同样需要发展。
参考文献：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2019.03.014
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1711-4
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卡卡

2018年11月26号，人民网以《世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿在中国诞生》为题正面报道了贺建奎使用CRISPR基因编辑技术移除了胎儿体内的CCR5基因，人类史上第一个对基因编辑婴儿，露露和娜娜在中国出生。举世哗然，科学界对其伪造伦理学批准和不顾基因编辑的潜在风险的冒进进行了口诛笔伐。
整整一年后的今天，人类在基因编辑上又是否走了更远呢？
答案是肯定的。

由于贺建奎事件的爆发，在2019年一整年中，学界的注意力集中在了基因编辑技术在人体应用的规范化和安全性问题。截至到11月，已经有几个研究有了初步的结果，主要集中在血液病和癌症领域。
以CRISPR为关键词在临床试验网站http://clinicaltrials.gov检索。可以发现有十多项在进行的基因编辑研究，很多都是关注技术的安全性。与贺建奎的生殖细胞基因编辑不同，这些临床试验都是通过了医学伦理审核的。



排名第一的，就是由北京大学邓宏魁教授领导的今年九月发表在NEJM的敲除造血干细胞CCR5的研究，可以看到该临床实验所注册的标题是专注于基因编辑造血干细胞的安全性。目前的结果证明了基因编辑过造血干细胞可以有效治疗白血病，但对艾滋病没有足够明显的治疗效果。更重要的是，研究人员证明了基因编辑造血干细胞技术暂时是安全的，也没有观察此前大众所一直担忧脱靶效应，对基因编辑的安全性是一针强心剂。
相关乌龙和解读可以参考我们之前的回答：
如何看待北大教授找到治疗艾滋病和白血病新方法：以基因编辑干细胞治疗？而另一项传来喜讯的研究就是在Vertex公司的CTX001, CTX001是第一个美国的基因编辑技术临床实验。用于治疗地中海贫血和镰刀形红细胞贫血症。





与邓宏魁教授在造血干细胞中使用CRISPR/Cas9 移除基因不同，CTX001是研究人员从患者外周血中分离出造血干细胞，通过CRISPR/Cas9加强这些造血干细胞中一种名为胎儿血红蛋白的表达。这些表达大量胎儿血红蛋白的造血干细胞会被移植回患者体内，达到治疗地中海贫血和镰状细胞贫血症的效果。
2019年初，一名地中海贫血患者接受了CTX001的治疗，在接受治疗之前，该患者每年需要接受16次输血。而根据上周Vertex的公布信息，接受CTX001治疗后，患者没有出现与CTX001有关的严重副作用，移植的造血干细胞成功在患者体内表达了高浓度的胎儿血红蛋白，患者现在已经完全不需进行输血以缓解贫血症状。
而2019年中，一名镰状细胞贫血接受CTX001治疗，接受治疗之前，患者每年会经历7次由镰状细胞贫血导致的急性血管闭塞（镰状细胞贫血的典型症状），接受治疗4个月后，患者再也没有发生急性血管闭塞，且血红蛋白浓度显著提高。
两个患者的数据初步该疗法有效且安全。但Vertex打算募集各超过40名的患者进一步验证CTX001的安全性。
除了血液病的治疗外，研究人员也试图将基因编辑技术用于包括PD-1和CAR-T在内的癌症免疫疗法。通过敲除CAR-T细胞的PD-1和TCR来加强人体免疫系统对癌细胞的清除功能，目前并没有相关结果放出。
可以看到的是，在贺建奎事件后，学界开始了大量的临床研究，但他们和贺建奎的研究有着明显的区别。
1.这些临床研究都有着正规的伦理审批，得以在Clinicaltrials备案。俄罗斯生物学家Denis Rebrikov也在试图编辑人类胚胎以治疗遗传性耳聋，尽管雷声很大，但相关伦理学审批在10月被俄罗斯有关部门驳回。说明在贺建奎事件后，类似研究的伦理学审批更加谨慎。



Denis Rebrikov  图片来源：Bloomberg

2.现在基因编辑发展的核心应用是在血液病治疗和癌症免疫疗法也有着巨大的应用前景。这两种的相同点就是无需编辑生殖细胞，意味着基因的改变不会被遗传。比如说基因编辑造血干细胞或者免疫细胞，这些细胞中基因的增加或者删减的潜在的风险比全身编辑要小很多，此前的邓宏魁教授的NEJM和CTX001，以及正在进行的CAR-T临床试验都在此范围。
与此同时，科学界也在努力丰富基因编辑的手段和提高其精准度。


上个月基因编辑大神刘大卫发表在Nature的论文就发明一种不会造成DNA双链断裂的基因编辑技术，以降低同源重组造成的脱靶效应。
由此可见，在贺建奎事件之后，学界对基因编辑的热情不减，但变得非常谨慎。无论国内外，完备的伦理学审批已经成为标配。而且比起直接进行胚胎基因编辑，风险更低的应用发展非常迅速，而学界也在力度改进CRISPR技术来降低潜在的脱靶效应。
不得不说，贺建奎事件也算是留下了一些有益的遗产。
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卡卡

趁着回答还不多蹭一下。
贺的问题在于：1，没有合规的伦理审批；2，设计了一个非必要甚至非更优的方案（一年之前很多科普了---以现在的技术不用基因治疗足以保证新生儿不被感染，且贺选择的目标基因型主要是抗欧洲流行的HIV亚型）；3，他的编辑结果并未完美实现原本的设计他却决定让两个胚胎继续发育了。
所以他从伦理到设计再到最后成果都根本代表不了目前人类的基因编辑技术水平，不过舆论压力肯定是更大一些了，就类似九十年代的基因治疗。

对于基因编辑乃至所有人类相关的基因工程遗传学技术而言，网上很多人担心以后会形成优势基因垄断、超级人类群体等，我个人是这么看的：
首先严格来说贺只是第一个公开基因编辑婴儿的人，是不是实际第一个这么做的人还不一定呢，他自己要不主动公布，完全可能就隐瞒下来了。公开这一点，恐怕是贺整个事件中唯一做的还算正确的事情。所以对于我们普通人来说，你不可能真正禁绝这项技术的秘密研究吧？那应该的诉求就是所有研究都要在阳光之下。这样即使有什么“暗黑科学界”私底下进行研究，也不会比公开的科学界先进很多，而只有公开的科学成果，才可能（虽然不是必然）造福普通人。
（非有人觉得应该一刀切，那就提出一个强力且可行的执行方案来。毕竟CRISPR和试管婴儿都不是曼哈顿阿波罗这种级别的项目，不求必须有产出的话投个几十万就能莽一波）
具体到形成优秀基因阶层乃至垄断这个，长远（50-100年以上）来看是有这个可能的，不过我个人更倾向于不会有绝对的垄断。因为这些技术实在不是什么太难的技术，美国还有搞这方面DIY的自称生物黑客的“玩家”呢（当然如果你不是受过专业训练，比如生物方向硕士或同等学力以上，我是不支持去“玩”这个的。大肠杆菌转个GFP倒是无所谓，事后灭菌就好）。试管婴儿更是一个已经临床应用几十年的技术了。
所以如果基因编辑，更具体而言人类的基因编辑一直按照一个公开学术的模式进行研究，会怎样呢？我们回顾一下人类基因组计划（HGP）？大家中学生物书上应该都读过，当年，也就是二十年前，HGP还是一个跨国合作项目，是一个大项目，和阿波罗登月比肩甚至更高的项目，基本参与国都是发达国家里排前头的，我国也就蹭了2%的任务量，这个资金投入人力投入是什么数量级的？再看现在，商业化的全基因组测序我几个月前看说是正在往一万美金的目标努力。顺便一提，人类基因组的很多数据现在都是开源的，知道怎么用数据库的人可以免费获取（是不是全部我不知道，不是专门做基因组和生信的，只知道我们自己课题涉及的基因在NCBI上基本都可以找到）。
而现在做CRISPR比当年的人类基因组计划便宜到不知道哪里去了。再发展个几十年，CRISPR大概率也会和基因组测序一样变成白菜价（和刚出现时比）。如果制造基因优势、制造“超级人类”的收费只相当于试管婴儿的两三倍，那真的会因为基因编辑而造成阶层垄断吗？恐怕即使没有基因编辑，这种阶级割裂的鸿沟也会存在吧？
当然这些的前提都是公开，而要打击私自的研究，至少至少要保证结果公开。只要公开的科技足够高，就不容易形成永久的垄断（技术专利期一般是20年，这个还是要允许的不然谁给你研究），不然私自研究就会变成变相的“祖传秘方”而只服务一个小群体。


（至于有些人说什么污染人类基因库之类的，甚至一年前还有说这俩婴儿不是人类的言论，这就是以一种推崇血统纯粹的角度去看问题了，然而在生物学上从来不会一概的认为什么纯粹的基因才是好的，反而可能更推崇多样性。就好像“杂种”这词日常生活里可能是骂人，但是生物学里杂种优势却不是坏事，甚至很多时候是好事、褒义词。而且也不认为基因是什么特别特别稳定的东西，突变不要太常见了，追求纯粹就没法活了。）

清风寡欲

2018 年 11 月 26 日。

时任南方科技大学的副教授贺建奎宣布，一对基因编辑双胞胎于11月在中国出生，这对双胞胎的一个基因经过修改，意在使她们出生后即能天然抵抗艾滋病毒感染，如果成功，她们将成为世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿。

此项研究因技术、伦理、透明度等问题引全球舆论一片哗然。试验公开后，多家机构撇清关联。

一年过去了，你还记得贺建奎，以及他带来的两个婴儿吗？


一出闹剧，一场惊愕

回顾贺建奎事件，更像是一场闹剧。


2018 年 11 月 26 日，国内某媒体《世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿在中国诞生》为标题披露，贺建奎宣布他的团队将基因编辑技术用于人类受精卵并植入母亲子宫。

「一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于 11 月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改，使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。」

标题内容均十分劲爆，媒体群情激奋，甚至声称这是「诺贝尔」级别的研究。然而随后，丁香园发现，该实验所存在严重问题。



立刻引发国内外科学界的质疑和谴责，112 位中国科学家针对此实验的联合声明中，称实验存在严重的生命伦理问题：「这项所谓研究的生物医学伦理审查形同虚设。直接进行人体实验，只能用疯狂来形容。」

CRISPR 技术，对于专业人士来说并不难，难的是不做相关研究。贺建奎以一种「救世主」的心态，私自进行了试验，给整个世界带来了巨大冲击影响。

他在随后举办的香港国际人类基因组编辑峰会上发言，骄傲于自己的成果。坦言已经有一对双胞胎「娜娜」和「露露」诞生，甚至「如果我有孩子，我也会让他参与试验」。

一片哗然。

哈佛医学院干细胞生物学家 George Daley  说：这世界上有人点燃整片森林只为给自己照路，也有在黑夜里努力护着火种、为众人寻找、开辟道路的人。

贺建奎就是那个放火烧山，给自己照路的人。


一年过去，一地狼藉

虽然没能像媒体所称那样，拿到诺贝尔奖。但贺建奎确实改变了这个世界，特别是生物医学领域。
在香港国际人类基因组编辑峰会之后，他据说被带回深圳，再没有在公开场合发声。科技部及卫健委迅速发出声明反对类似的基因编辑行为。广东省也对这一事件进行了严肃处理。
2019 年 7 月，世卫组织发表声明，要求全球所有国家的监管机构禁止在临床进行任何人类生殖细胞编辑实验。
2019 年 8 月 22 日，中国《基本医疗卫生与健康促进法（草案）》提请十三届全国人大常委会第十二次会议第三次审议，其中新增规定明确，在开展医学研究或者提供医疗卫生服务过程中，违反医学伦理规范应负法律责任。
甚至有的学校的研究生，多了一门叫做《生物工程伦理课程》的课。


但恶劣影响已经造成，除了「娜娜」「露露」外，其他编辑婴儿可能已经诞生。


2019 年 11 月 15 日，顶级科学期刊 Science 发布 Jennifer Doudna 教授的一篇文章《基因编辑，我们并不想要的一周年》




在文章中， Jennifer Doudna 教授仍旧对目前这一事件不能忘怀：

His risky and medically unnecessary work stunned the world and defied prior calls by my colleagues and me, and by the U.S. National Academies of Sciences and of Medicine, for an effective moratorium on human germline editing.

他的冒险和医学上不必要的研究震惊了世界，并且无视了我和我的同事以及美国美国国家学院科学和医学协会先前关于有效禁止人类生殖细胞编辑的呼吁。

it became clear that although human embryo editing is relatively easy to achieve, it is difficult to do well and with responsibility for lifelong health outcomes.

尽管人类胚胎的编辑相对容易实现，但要做好并为受试者终身健康负责是很困难的。


Ensuring responsible use of genome editing will enable CRISPR technology to improve the well-being of millions of people and fulfill its revolutionary potential.

应对确保负责任地使用基因组编，这样才能使 CRISPR 技术能够改善千百万人的福祉，并实现其革命性的潜力。

这也许，是对于贺建奎事件发生一周年最合适的总结。



他在哪里？他会后悔吗？

我们再也没有见过贺建奎，现实或网络中。


他最后一次露面，是一张照片。他双手叉腰，仰望格子公寓外的天空。若有所思，若有所感。




不知道到了今天，他是否还坚持自己所做「突破」「进展」？不知道那「娜娜」「露露」和可能的其他婴儿，现在怎么样？