对话“非官方”人类基因组编写计划发起人之一杨璐菡，一大目标是异体移植

“基因革命的浪潮从读取信息，所谓的基因测序，走到了编写基因信息的时代，”2日在接受新华社记者采访时，在美国哈佛大学从事基因组研究的青年科学家杨璐菡评价说。

2日，杨璐菡与她在哈佛的导师乔治·丘奇教授以及其他23名科学家在国际顶级学术期刊、美国《科学》杂志上发文，宣布将筹集1亿美元，启动人类基因组计划的“非官方”后续项目——人类基因组编写计划。

由30亿个碱基对组成的人类基因组被誉为蕴涵人类生命奥秘的“天书”。经过美、英、日、法、德和中国科学家13年的努力，旨在绘制人类基因组序列图的人类基因组计划于2003年正式完成。

“但基因信息的获得，不等于我们解开了生命的密码，”杨璐菡说，“人类基因组有30亿个碱基对，每个人之间有3000万个碱基对的差别。这些差别怎么让我们在外形、性格、体质以及生老病死上有不同，我们了解甚少。”

杨璐菡本科毕业于北京大学，曾于2014年被美国《福布斯》杂志评为30岁以下30个科学及医疗领域领军人物之一。她说，如果把生命比喻成一个黑匣子，人类基因组计划打开了这个黑匣子，发现里面是我们不明白的海量信息和算法。人类基因组编写计划“给了我们另外一个渠道来了解生命，我们可以改变输入，观察输出，来找到生命的规律”。

在美国科学院及工程学院双料院士丘奇教授的指导下，杨璐菡和同事第一个利用基因编辑技术CRISPR技术修改细胞基因组，她还和丘奇创立了一家叫eGenesis的生物技术公司，致力于推动异种器官移植临床应用。

杨璐菡说，CRISPR技术第一次让科研人员有机会相对容易地编辑人类基因组，在过去3年中，这个技术改变了科学家修改基因的方式和速度；与此同时，随着DNA（脱氧核糖核酸）序列合成成本的急剧下降，如今人工合成一个碱基对只需要3美分。

“新技术的产生和原有基因信息的积累，让我们决定开启人类基因组编写计划，致力于更好地了解人类基因组以治疗疾病，并通过这个平台推动基因编辑和合成技术的发展，”她说，“我们的终极目标是合成人类基因组30亿个碱基对，而近期目标是合成1%的人类基因组，相当于3000万个碱基对。”

《科学》杂志文章列出了人类基因组编写计划的6个先导项目，其中杨璐菡和丘奇倡导的异种器官移植是其中之一。2015年，他们曾利用CRISPR技术敲除了猪基因组中62个可能有害的基因，扫清猪器官用于人体移植的一大难关。

杨璐菡指出，由于缺少可供移植的捐赠器官，大多数器官衰竭病人都在漫长的等待中结束了生命，所以他们将“大规模编辑猪的基因组，让它的免疫系统人源化，把猪作为一个载体，给千千万万需要器官移植的病人提供安全的器官供体”。

今年5月，130多名科学家、律师与企业家在哈佛大学召开会议，探讨启动人类基因组编写计划。但由于此次会议闭门举行，不对整个科学界与媒体开放，引发批评。杨璐菡作为最年轻的科学家，在这次“秘密”会议上做了基因编辑工作前沿研究报告，以及eGenesis对于大规模基因组编辑的计划和前景展望。

“我们（在会上）对于生物伦理问题进行了激烈的讨论，”她透露道，“当我们在讨论编辑人类基因组，让细胞对癌症免疫、病毒免疫的时候，我们不可避免地会问，那我们的终极目标是修改人类吗？但在我看来，异种器官移植帮我们开了一道后门，做异种器官研究不需要担心这些伦理问题。”

现在，杨璐菡正利用团队用基因编辑手段重新编写猪的基因组，致力于攻克第二个难关，让猪的器官和人体免疫系统兼容。将来实现这个目标后，下一步他们将用基因编辑工具生产出对癌症免疫、对病毒免疫的猪器官。

“我们希望通过异种器官移植这个平台，一方面大胆推进基因编辑领域的技术进步；另一方面能救死扶伤，做出对人类有意义的事情，”这名30岁的年轻姑娘说道。

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人类基因组编写计划在争议声中“呱呱坠地”

据《纽约时报》报道，今年5月10日，大约150名科学家、律师和企业家参与了一场秘密会议，探讨人工合成人类基因组的可能性——用化学手段重新创造生物代代相传的基因原料。一石激起千层浪，消息传出就引发各界广泛争议，很多科学家对该做法可能会引发的伦理问题表示了担忧。

但这些争论和担忧并没有阻挡科学家的决心，他们在2日出版的美国《科学》杂志上正式公布了“人类基因组编写计划(HGP-write)”：十年之内耗资数十亿美元从头开始合成出人类基因组。

英国《自然》杂志官网在6月3日的报道中表示，尽管这一项目的初衷是降低合成DNA成本，但科学界支持与反对者仍各执一端。

支持者拍手叫好

该项目被描述为人类基因组计划的“非官方”延续。人类基因组计划囊括全球数千名科学家，历时13年，最终于2003年4月13日首次公布了人类的完整基因组信息。研究人员表示，人类基因组计划“读”出了人类的遗传物质，现在他们要进一步把它们“写”出来：从头开始合成人类基因组的全部约30亿个碱基对。

对一些人来说，这是一项大胆而雄心勃勃的计划，值得赞扬。目前，仅有小细菌基因组和面包酵母部分基因组被从头合成。2014年，由纽约大学合成生物学家杰夫·博伊科领导的团队报告称，他们历时7年，成功合成了第一条拥有约27万个碱基对并能正常工作的酵母染色体，这一成果被誉为合成生物学的新高峰。

据英国《独立报》3日报道，参与这一项目的科学家在《科学》杂志上写到：人类基因组计划起初也是“有争议的项目”，但现在它被认为是“人类探索史上最伟大的成果之一”，彻底改变了科学和医学的面貌。

2日发表的3页纸论文给出了一些有关该项目的细节。论文强调，合成大约拥有30亿个碱基对的人类基因组，现有技术太昂贵、太原始。为此，他们将通过一系列探索性项目，如合成较短的基因组片段和“经过瘦身”的染色体等，来执行特定的任务，使最终目标得以实现。预计整个项目耗资应不超过人类基因组计划30亿美元的成本。

支持者表示：“该项目旨在解决人类健康问题，包括培育出可移植的人类器官、对免疫系统进行重新编程以对抗病毒、将癌症抵抗力编程为有疗效的细胞系、加速疫苗和药品研发进程等。”

帝国理工学院合成生物学家保罗·弗里蒙特认为：“这是一个极好的项目”。加州大学伯克利分校的生物医学工程师丹尼尔·特尔曼-埃瑞克说：“能以更低成本大规模地编写DNA，有望更高效、更广泛地开展相关研究，并推出更多产品。”

反对声不绝于耳

但也有研究人员接受《自然》杂志采访时表示反对。瑞士联邦理工学院合成生物学家马丁·弗森格就说：“我的第一想法是：那又如何。我个人认为，这些事自然而然会发生，最后只是价格问题。”

也有科学家指出，在获得公众支持之前应暂停这一计划。斯坦福大学合成生物学家德鲁·恩迪和西北大学生命伦理学家劳里·佐洛思在给记者的一封邮件中表示，基因编写团队没有正当理由进行这一研究，这一项目应该禁止。他们写到：“我们在等待一场严肃的公众讨论。”

帝国理工学院合成生物学家汤姆·艾利斯担心，这一项目太专注于合成人类基因组。对此，博伊科表示，除了合成出人类基因组外，HGP-write项目最终也可能会合成出老鼠、微生物和其他有机体的基因组。

应考虑多种因素

更廉价的DNA合成方法并非挡在人类基因组合成路上的唯一“拦路虎”。艾利斯表示，目前还没有方法能将DNA大片插入哺乳动物细胞内并使它们正常工作。另外，对如何设计出一个更复杂的基因组，科学家也束手无策。

弗里蒙特则担心，商业利益会影响这项研究的公益价值。比如，DNA合成公司可能坚持对这一项目拥有所有权。“如果能做到开放并得到公众支持的话，我认为它是个好项目。”

博伊科表示，他更倾向于HGP-write产品不受知识产权限制，就像合成酵母基因组那样，参与HGP-write项目的公司将被授权。为了使公众也能从中受益，他们将建立专利池，以方便用户使用这一项目的研究成果。

博伊科指出，他们将通过编程让合成细胞无法繁殖。他说：“我们并不打算制造克隆军队或开启优生学新时代，这并非我们的计划。”

《科学》杂志的文章也强调：“这一项目需要公众的广泛参与，并且认真考虑可能面临的伦理、法律及社会影响。在研究进行期间，应执行严格的生物安全标准，保障实验室工作人员和研究参与者的安全。”

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来源：新华社   作者：林小春