自2016年5月2日韩春雨作为通讯作者的“基因编辑技术NgAgo”论文发表引起关注、5月底质疑的声音开始出现,韩春雨实验的可重复争议,不仅科学界议论纷纷,在社会层面也引发了相关讨论。那么,基因编辑技术到底是一项怎么样的技术呢?为什么它这样备受瞩目?今天我们就一起去扒一扒基因编辑技术的“真面目”!
基因编辑技术到底是个什么鬼?
首先我们先介绍一下基因编辑的概念。实际上,“基因编辑”这四个字是比较简化的,严格来说我们应该称它为“基因组定点编辑技术”。这里我们要注意两个关键词,一个是“基因组”,它要在细胞核的基因组里面。
另一个是“定点编辑”,因为在细胞核的基因组里面,不同的基因都有不同的位点。如果我们不是说在特定的基因组位点进行编辑的话,实际上和我们现在讨论的这个技术就大相径庭了。因为有很多其他技术可以改变细胞内的DNA组成。比如线粒体基因替代技术。还有一个就是用重组过的特异性病毒引入外源基因,但是它不能够定点,它是随机放到基因组里面的,这和我们今天要讨论的基因编辑技术都是不一样的。基因编辑技术,也就是“基因组定点编辑技术”,这个技术指的是对特定DNA片段的敲除、加入以及定点突变。
基因编辑技术的历史
实际上,基因编辑技术不是一个新的概念,早在90年代就开始有了。到目前为止,已经经历了三代。
第一代基因编辑技术就是同源重组建立动物基因敲除(knock-out),基因敲入(knock-in)的基因突变模型。顾名思义,基因敲除(knock-out)指的是把原有的动物基因组的某些基因通过一定的技术把它从动物基因组里敲除出去;基因敲入(knock-in)则是在动物基因组某个位点上把原本不存在的基因通过一定的技术把它整合进去。基因敲除(knock-out)和基因敲入(knock-in)是通过DNA同源重组技术来完成的。这是一个非常复杂的技术。如果要做成一个成功的动物基因敲除(knock-out),基因敲入(knock-in)的基因突变模型,大概需要花费2到3年的时间,投入的资金也比较多。另外,这个技术一般来说是用于建立遗传疾病研究的动物模型,很难用于临床或者说大面积应用在农业畜牧业方面。
第二代基因编辑技术是ZFN,TALEN技术。这两个技术的原理都是通过DNA核酸结合蛋白和核酸内切酶结合在一起建立一个系统。因为这些蛋白可以识别一定的核苷酸序列,通过一定设计形成的系统可以对特定的基因进行基因敲除和基因突变。
第三代基因编辑技术就是最近非常火的CRISPR/Cas9 系统。它的原理就是利用核糖体结构来进行基因编辑。CRISPR/Cas9 系统经过一定的设计可以结合到靶基因上,然后对这个靶基因进行敲除、定点突变或者引入新的外源基因,来进行基因编辑。
为什么第三代基因编辑技术备受瞩目?
确切地说,这三代基因编辑技术到目前为止都存在一定的技术局限性。第一个比较明显的局限性就是脱靶效应。那什么是脱靶效应呢?比如原本设计是对某一个DNA靶点进行基因编辑,但是一直找一直找,却没有找到正确的靶点,实际上却跑到这个点组成相似的位点去了,这就出现了脱靶。
第二个我们关注的问题就是编辑效率。任何技术都有一定的编辑效率。第三代基因编辑技术的效率要比第二代基因编辑技术高,这也是我们为什么对这三代基因编辑技术这么感兴趣的原因。
还有一个问题就是基因编辑技术对同一基因可能会造成不同的基因突变类型。不同的基因突变类型混合在一起,会让检测工作变得复杂很多。在这点上,第三代基因编辑技术同样表现不俗,要比这二代基因编辑技术好很多。
总的来说,为什么第三代基因编辑技术这么受大家的关注?主要得益于它以下几个优点:一是它的设计比较简单;二是它的效率比较高;三是它的价格相对便宜些;四是它的应用范围更广泛些,能针对的靶基因是比较多的。
基因编辑技术有什么用?
我们研究基因编辑技术,那基因编辑技术到底可以应用在哪些方面呢?主要有以下这几个方面:第一个就是可以形成不同基因型的动物模型,这从第一代基因编辑技术就开始做了。建立不同基因型的动物模型的意义在于,对遗传性疾病,这些基因和疾病之间的关系,这些模型可以给出一个比较确切的答案。这对研究遗传性疾病具有重大意义,这也是为什么大家从第一代开始就密切关注基因编辑技术的发展了。
第二个主要是应用在动植物育种。不同的物种的同一个基因上,可能会存在不同的SNP。不同的SNP对正常的生理功能影响是不大的,但是却会影响一定的表型。比如水稻是不是就会更高产一些,动物的瘦肉是不是更多一些等等表型。有了基因编辑技术,在育种的过程中,我们就可以对我们最想要的某一个基因进行单点突出,以实现效益的最大化。目前为止,第三代基因编辑技术效率相比于前两代技术来说是最高的。
还有一个就是对遗传疾病的治疗比较有用。目前来说,基因编辑技术主要是用在人源性的细胞上面,临床还没有用到。我们知道,很多遗传疾病都和细胞的突变有关。如果说利用基因编辑技术,我们能够把致病的基因转换成正常的基因的话,那么对家族有遗传病史的人来说,这将是一个福音。
但是现在的基因编辑技术离临床治疗还远。要应用到临床上需要考虑很多问题,比如这个系统的毒性怎么样?它进去以后会不会引起什么免疫反应?因为现在基因编辑技术还存在脱靶效应,如何对我们要编辑的基因进行准确地定位是个大问题。这些都是需要研究清楚才能上临床的。
作者简介:胡昕华,中国科学院神经科学研究所博士
来源:知识就是力量官方微信(微信ID :knowledge-power) 作者:胡昕华
为你推荐
资讯 正式发布的“十五五”规划纲要中的“医药健康”
3月13日,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》发布,明确了2026-2030年我国经济社会发展的战略方向,医谷网现将“医药健康”相关辑录如下。
2026-03-14 21:37
资讯 成人阻塞性睡眠呼吸暂停诊治指南(2025)发布会暨OSA个体化治疗研讨会在京圆满召开
2026年3月13—14日,由《中华医学杂志》社有限责任公司、《中华结核和呼吸杂志》编委会主办的“成人阻塞性睡眠呼吸暂停诊治指南(2025)发布会暨OSA个体化治疗研讨会”在北京圆满召开。
2026-03-14 18:21
资讯 全球首个侵入式脑机接口医疗器械获批上市
今日,国家药监局发布消息,国家药监局批准了博睿康医疗科技(上海)有限公司植入式脑机接口手部运动功能代偿系统创新产品注册申请,实现脑机接口医疗器械全球首发上市,标志着...
2026-03-13 17:39
资讯 康龙化成与礼来达成口服GLP-1小分子药Orforglipron生产合作协议
3月11日晚间,康龙化成官方微信发布消息,康龙化成与礼来公司共同宣布,达成关于首个申报注册的口服小分子GLP-1受体激动剂Orforglipron的生产合作协议。
2026-03-12 21:56
资讯 美国 FDA 批准颂狄多(氘可来昔替尼)用于治疗活动性银屑病关节炎成人患者
颂狄多是一种口服选择性酪氨酸激酶 2(TYK2)抑制剂,也是首个获批用于 PsA治疗 的 TYK2 抑制剂
2026-03-12 16:53
资讯 百时美施贵宝宣布口服药物mezigdomide治疗复发或难治性多发性骨髓瘤Ⅲ期研究SUCCESSOR-2的积极结果
这是mezigdomide首项获得积极结果的Ⅲ期研究,也是百时美施贵宝CELMoD项目第二项获得积极成果的Ⅲ期研究
2026-03-11 21:15
资讯 备思复联合帕博利珠单抗使顺铂耐受的肌层浸润性膀胱癌患者的复发或死亡风险降低近 50%
在 III 期临床研究 EV-304 中,该联合疗法显著改善患者总生存期与病理完全缓解率,超半数患者在手术时未检测到病灶
2026-03-11 13:17
资讯 降 HbA1c 超 2.5%且多重获益,华东医药国产降糖新药HDM1005降糖2期数据揭晓
本次研究为一项在饮食和运动或二甲双胍治疗后血糖控制不佳的2型糖尿病受试者中评价HDM1005注射液有效性和安全性的多中心、随机、盲法、平行、安慰剂和阳性对照的Ⅱ期临床研究
2026-03-10 19:38
资讯 艾凯生物完成A3轮超亿元融资,加速AI驱动iPSC细胞治疗与类器官平台升级
本轮融资由知壹投资与沃杰资本联合领投,联新资本持续追加投资,资金将重点用于推进AI驱动的iPSC细胞治疗产品临床转化,加速完善iPSC细胞治疗与类器官两大核心技术平台布局。
2026-03-10 18:22
资讯 中科搏锐斩获数千万B轮融资,推动脑机接口全产业链产业化落地
本轮融资由国内知名投资机构三泽创投独家投资,凯乘资本担任长期独家财务顾问,所筹资金将全力支撑公司深化脑机接口全产业链布局,加速尖端技术的临床转化与产业化落地。
2026-03-10 18:03
资讯 入选不足4月,和黄医药申请将达唯珂移出首版商保创新药目录
国家医疗保障局办公室今日发布通知,自2026年3月9日起,撤销氢溴酸他泽司他片(商品名:达唯珂)在全国各省级医药采购平台挂网资格,并根据企业申请,将该药品移出《商业健康保...
2026-03-09 22:09
资讯 CDE:抗肿瘤药物生物等效性及药代动力学比对研究受试者人群选择考虑
本指导原则主要基于小分子化学药物及单抗类药物的研究经验,为抗肿瘤药物 BE PK 比对研究中受试者人群的选择考虑提供建议。
2026-03-07 10:59









