□ 张田勘
美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的瓦伦蒂诺·甘兹（Valentino Gantz）和伊桑·比尔（Ethan Bier）等人，利用目前十分红火的新型基因编辑技术CRISPR-Cas9对果蝇进行实验，发现子代果蝇出现了大量突变，后代果蝇几乎都是突变的浅黄色体色表型。突变果蝇的比例高达97%，这一数字远远高于孟德尔定律中经典的1/4概率。
这是CRISPR-CAS9技术的又一个新成果。CRISPR即规律间隔成簇短回文重复序列；Cas是Caspase的简称，即含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶。研究人员早就发现，CRISPR与很多能够侵入细菌的噬菌体DNA序列相同，噬菌体DNA的这些序列在被转录成为RNA后，就成为靶向RNA（gRNA），能够和细菌产生的Cas蛋白形成复合体，并引导Cas蛋白。当复合体检测到入侵的DNA和靶向RNA序列一致时，Cas蛋白就能够切割入侵的DNA，细菌据此来保护自己，防御噬菌体的入侵。
所以，当CRISPR与Cas9结合成为CRISPR-Cas9系统时，就成为一种有目标和能精确控制的基因“剪刀”，较为准确地切割某种基因。不过，更令人振奋的是，当生物的某种基因被改造后，其性状也能迅速地遗传下去，甘兹等人的研究就证明了这一点。于是，人们把治疗遗传病的希望寄托于CRISPR-Cas9系统。谈到底，这是一种不用药物的基因疗法或技术。
显然，这还不是该技术带来的惟一好消息。此前，研究人员已经发现，CRISPR-Cas9技术不仅能清除隐藏在人体T细胞中的艾滋病病毒，还可切除引起癌症的病毒基因，如引起宫颈癌的人乳头状瘤病毒（HPV）的基因，从而有可能根治艾滋病和宫颈癌。现在，CRISPR-Cas9技术还被寄予根治疟疾的希望。因为利用该技术可以对蚊子进行基因修改和剪接，让其成为转基因蚊子，后者与野生蚊子交配产下的后代几乎都能传递突变基因，由此可阻止蚊子把疟疾传播给人。研究人员发现，如果1%的蚊子携带转基因，那么在与野生蚊子交配后10代以内，它就应能传播给所有的个体，这对蚊子来说还不到一个繁殖季节。从理论上讲，数年内这种方法不仅可以根治由蚊子传播的疟疾，也能根治其他蚊媒传播的疾病。
当然，CRISPR-Cas9技术带来的希望还不仅是治疗疾病，还可用于设计婴儿。例如，用CRISPR-Cas9技术去除线粒体的致病基因，然后把经过线粒体修饰的人类卵子用于孕育试管婴儿（IVF），防止后代从母亲那里遗传线粒体疾病。同时，也有可能让后代具有某种超越常人的能力。
然而，在为人们带来不用药物就可以根治疾病希望的同时，CRISPR-Cas9技术也带来了忧虑：一方面是对环境和生态的影响。例如，在实验室中利用CRISPR-Cas9技术对蚊子和果蝇进行基因改造时，如果没有采取充分和严谨的防护措施，一些携带某种基因的蚊子和果蝇就有可能从实验室逃离，在野生环境中与其他野生物种结合，产生基因漂移，发生意想不到的生态灾难。
另一方面是对人类遗传或人类改造的担忧。采用CRISPR-Cas9技术对人类的生殖细胞进行编辑，不仅会有产生“超人”的结果，还有可能造成灾难。因为利用这一技术进行基因编辑很有可能因种种原因在靶点以外的地方引起突变，出现“脱靶效应”。尽管中国科学院生物物理研究所刘光慧研究员之前发表的一项研究表明，在干细胞中编辑一个基因并没有在其他基因组位点引起多少突变，但他认为，这只是个例。因此，CRISPR-Cas9技术造成失控的风险依然存在。美国再生医学联盟主席兰菲尔（Edward Lanphier）等人在今年3月12日的《自然》杂志上发表评论文章称，希望研究人员暂时不要对人类生殖细胞进行基因编辑，否则可能对后代产生无法预测的后果。
因此，与在药物研发和使用过程中遇到的问题一样，今天CRISPR-Cas9技术的研究与应用首先要考虑安全性，其次才谈得上有效性。此外，一些研究人员认为，在研究和使用CRISPR-Cas9技术时，除了在技术上把关外，如把CRISPR与Cas9基因分别装载在不同的载体上以进行制约，还需要对其进行伦理和安全讨论，并进行立法，以确保基因编辑技术只造福于人类和生态，而不会带来灾难。
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