“基因編輯嬰兒”背後到底用了什麼術？
編者按：本文來自微信公眾號“ ofollow,noindex">矽谷密探 ”（ID：guigudiyixian），36氪經授權轉載。
基因編輯嬰兒在中國誕生了！
就在昨天，南方科技大學的副教授賀建奎，突然在“第二屆國際人類基因組編輯峰會”召開的前一天宣佈這一爆炸性新聞。據說，通過特定的基因修改，這對嬰兒出生之後“即能天然抵抗艾滋病”。
這個爆照性實驗背後的技術，其實就是被一些人稱為“基因魔剪”的CRISPR-Cas9基因編輯系統。
為何此新聞一出該教授就會被各路人士炮轟？編輯個基因讓它免疫各種疾病難道不是很好？
且慢。基因編輯向來會牽扯到倫理問題，並且特定基因的修改會不引發其他基因產生病變，這些我們都不得而知。
那麼，到底什麼是基因編輯？為什麼人類要研究基因編輯？之前已經在這個領域做出了哪些成果？今天我們就把基因編輯好好扒一扒。
CRISPR-Cas9究竟是什麼？
簡單說，CRISPR 是存在於細菌中的一種基因組，其中的一些基因片段曾經攻擊過這個細菌中的病毒。通過這種基因片段，細菌可以偵測並抵抗相同病毒的攻擊，並摧毀其DNA。換句話說，這種基因組可以幫助細菌免疫。
而 Cas 是一種關聯蛋白，CRISPR需要依賴Cas共同組成CRISPR-Cas系統，才能形成存在於細菌中的後天免疫系統。CRISPR-Cas9系統的厲害之處在於，它是第一個可以簡單高效地對特定基因位點進行切割、導致基因突變的基因編輯系統。
CRISPR從生物學基礎研究走向具體的技術應用，一般被認為在基因治療、病毒剔除、改良動植物基因等領域最能凸顯其價值，併產生現象級的技術革新，從而衍生出深遠的行業影響。
而CRISPR-Cas9 技術已經經歷了超過20年漫長的發展歷程：
1993-2000年：首次發現CRISPR和它的功能；
2005年：首次發現Cas9蛋白；
2006年：後天性免疫系統（即指由CRISPR和Cas蛋白組成的CRISPR-Cas系統）假設提出；
2007年：證實了CRISPR-Cas後天性免疫系統假設，且表明Cas9蛋白可能是免疫干擾中所需的唯一一種Cas蛋白；
2008年：發現CRISPR-Cas系統干擾病毒的方式。且發現CRISPR-Cas可以應用於真核生物細胞，而不僅僅只是無核的細菌中；
2009年：證實Cas9蛋白是CRISPR-Cas9系統中切割DNA所需的唯一一種蛋白質；
2011年：發現CRISPR系統可以在多個物種中起作用；
2012年：加州大學伯克利分校的Jennifer Doudna教授和瑞典于默奧大學的Emmanuelle Charpentier教授首次提出CRISPR-Cas9可以用於基因組的編輯；
2013年：麻省理工學院的張鋒團隊第一次通過CRISPR-Cas9在人和小鼠細胞中進行了基因組編輯。
儘管這項技術在此後不斷髮展，但有了CRISPR-Cas9這一工具的加持，科學家們就有能力準確且有效地編輯生命體內的部分基因了。其實，早在基因編輯嬰兒誕生前，中國遍地開花的各類CRISPR-Cas9動物基因編輯實驗，早已引發了國外媒體的擔憂。
CRISPR-Cas9動物實驗：看起來很美
近年來，中國科學家們就陸續在一些哺乳動物身上進行了一系列的試驗。但是，一直以來，還沒有研究機構敢於在人身上”動刀“。
2015年10月，中科院、南京大學、廣州醫藥研究總院等科研單位，證實培育出了世界上首例基因敲除的犬類動物模型。研究人員賴學良博士等人找到併成功剔除了迫使比格犬在發育時期停止生長肌肉的基因，即使用CRISPR-Cas9培育了“肌肉生長抑制素（MSTN）”基因敲除後的比格犬。實驗所用的兩隻比格犬的肌肉生長沒有得到限制，於是它們看起來更加強壯。
雖然這項研究得到了中國國家自然科學基金委、中國農業部、中國科技部以及地方政府的資金支援，卻引來了媒體和動物權益保護人士的批評。除了生物倫理方面的顧慮，批評者們懷疑這項實驗並非出於純粹的科研目的，而存在令人質疑的商業追求。
兩隻經過基因改造的比格犬，被命名為“大力神”和“天狗”。
（圖片源自網路，版權屬於原作者）
2015年9月，中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所的李奎教授帶領他的研究團隊，運用CRISPR-Cas9技術獲得了一種新的豬基因模型。簡單而言，就是通過這一基因編輯系統，敲除了豬的某種特定基因，再敲入能夠優化豬肉肥瘦比的目標基因。
李奎團隊相信，他們的實驗成果能夠改良豬肉質量，產生出更高質量的食物，也可以提升豬肉的量產。這一研究成果，在2015年發表在了《自然》子刊《環球科學》上，得到了不少人的關注。
（圖片源自網路，版權屬於原作者）
在陝西省陝北絨山羊工程技術研究中心，研究人員屈雷博士的山羊研究團隊已通過CRISPR-Cas9工具培育出了一個全新的山羊品種。這種新品種山羊擁有更粗壯的肌肉和更濃密纖長的羊毛。
屈雷等人在早期山羊胚胎中，敲除了兩個抑制羊毛和肌肉發育的基因，從而“定製”了肌肉更粗壯、羊毛更長的小山羊。屈雷在採訪中表示，“在證實了基因改造家畜安全可靠後，這個新品種一定能推廣開來，開始商業化養殖。”
（圖片源自網路，版權屬於原作者）
看到這裡，你可能會好奇，到底這個基因改造、基因魔剪技術用來提高生產效率和商業回報似乎還挺不錯。但是，這一技術是否真的安全可靠？
從2015年起，《自然》姊妹刊物《環球科學》、《紐約時報》、《經濟學人》等多種期刊分別刊登了多篇文章，對中國生物醫學界利用CRISPR技術進行動物和人體實驗的大膽行為進行了譴責。他們的譴責，其實是對動物實驗的擔憂。
沒錯，儘管聽起來“指哪打哪”的基因剪輯技術很不錯，但它引起的擔憂也很多。
CRISPR-Cas9：天使還是魔鬼？
首先，當然是技術的侷限性。雖然，CRISPR 能夠進行精準高效的基因敲除，但科學家們發現，CRISPR 在應用過程中會產生“脫靶現象”的副作用。這種副作用容易引起不需要編輯的基因的突變，從而造成基因編輯的不確定性和技術風險。什麼意思呢？就好比你可能通過基因療法治好了脫髮，卻被迫患上了腳氣；控制了癌症，卻被迫戴上了助聽器。
其次，技術應用有待成熟。CRISPR 技術領域權威學者、哈佛醫學院George Church 教授表示，當前中國利用 CRISPR 進行的研究難度和水平並不落後於美國和歐洲實驗室。但是，在技術本身沒有可靠的解決方案之前，僅通過大量科研經費加持來進行廣泛實驗，難免有追逐“風口”之嫌。
第三，監管制度尚不完善。當前，中國得益於國家大量科研經費支援和國有科研機構規模，大膽的 CRISPR 應用試驗已遍地開花。但哈佛醫學院院長、幹細胞生物學家 George Daley 認為，中國目前的科研實力雖然顯著提升，但“仍然是國際科學界的後起之秀，且缺乏相同的機構審查傳統”。
這就說到美國的生物基因實驗和臨床試驗了。目前，這類實驗受到美國政府、行業協會、非政府組織等利益相關方的嚴格監管和監督像。美國食品和藥物管理局（FDA）、美國病理學家學會（CAP）、美國國家衛生研究院（NIH）的國立人類基因組研究所（NCHGR）等機構，都建立了多方審批和監管流程。
而這次兩名嬰兒之所以能順利誕生，所謂的醫院監管部門根本沒有肩負起它應有的責任。假如孩子在未來出現生理疾病，牽扯到的不僅僅是一個家庭的幸福。