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  • 華人學者張鋒最新訪談:成為對社會有用的人,不要浪費時間

    2020/10/23
    導讀
    “我常對事物的運作方式或者事物不按照預料的方式運作感到好奇”。

    張鋒在博德研究所


    翻譯 | 翟立建 


    ●       ●      


    張鋒是當今最具開創性的科學家之一,在兩項革命性的技術中貢獻卓著。


    • 第一項技術是光遺傳學,將基因插入到腦細胞中,用光照射插入的基因就可將其開啟或關閉。這項技術幫助我們了解大腦是如何工作的,并用于探索一些神經疾病的潛在治療方法。


    • 第二項技術是CRISPR,有望為無數疾病提供治療方法。


    如今,張鋒在美國麥戈文腦科學研究所和博德研究所同時任職,并經常被認為是未來的諾貝爾獎得主。(2020年諾貝爾化學獎頒發給CRISPR研究,張鋒榜上無名。)


    強大的工具有時會以意想不到的方式被使用。以CRISPR而言,一些進展令人擔憂。2018年,賀建奎因使用CRISPR對人類胚胎進行基因編輯而受到廣泛批評(最終被判入獄),包括張鋒在內的許多科學家都認為賀建奎的行為違反了倫理規范。


    張鋒還卷入了一場CRISPR專利歸屬權糾紛。(其他科學家首先公布了這項技術的細節,但張鋒是將這項技術用在人類細胞中的第一人。)


    2020年10月,《新科學家》雜志采訪了張鋒,他不避爭議,坦陳CRISPR的現狀和未來。本文為翻譯稿,文章在2020年諾貝爾化學獎公布之前發表。


    問:CRISPR目前最有前景的應用是什么?


    張鋒:最有前景的應用之一是通過糾正DNA序列來治療疾病。我和其他幾位同事共同成立了初創公司“Editas醫藥”。2020年早些時候,該公司開始使用CRISPR進行人體試驗,探索治療一種罕見的遺傳性眼病——萊伯氏先天性黑蒙癥(Leber congenital amaurosis):一種攜帶CRISPR工具的無害病毒被注射到眼睛中,使有缺陷的基因恢復正常功能。


    另一家名為“CRISPR 治療”的公司一直在使用CRISPR技術治療地中海貧血癥(這是一種血液中血紅蛋白含量偏低的疾病)。他們發現一名病人經過治療之后效果非常好,不再需要輸血。利用CRISPR可以精準靶向人類細胞中的許多基因,科學家用它來篩選出參與特定疾病過程的基因,然后根據需要,編輯目標基因,治療疾病。


    問:CRISPR已經顯示了光明前景,對此,您有什么感想?


    張鋒:能有幸為一項對人類生活產生巨大影響的技術貢獻一分力量,我感到非常興奮,但這也讓我意識到,我們還有很多事情要做。CRISPR技術初出茅廬便展現出光明前景,我將再接再厲。


    問:在這些療法獲得批準之前需要做些什么?


    張鋒:我們需要讓CRISPR更高效、更精確。CRISPR有一個風險,它不僅會編輯您想要的內容,還會隨機編輯一些其他內容。因此,我們開始改造并更新了CRISPR版本,以便更精準地編輯基因;我們還需要開發一些工具,使研究人員可以選擇更豐富的方式改變基因組,進而以不同的方式探索基因工作機制和作用;我們也在研究傳遞CRISPR的酶的新方法。我們已經從金黃色葡萄球菌中發現了一種蛋白質,它比我們報道的一代CRISPR系統小得多。系統體量越小,越容易進入細胞發揮作用。我們已經發現,這個系統可以有效編輯老鼠的基因。


    問:您對治療什么疾病特別感興趣?


    張鋒:我從大學時代起就對精神疾病感興趣,這些疾病使我一些同學身受其害。CRISPR已經用來研究精神疾病如何影響大腦,并用于開發此類疾病的治療方法。其實所有的疾病都一樣值得重視。各種疾病都以不同的方式影響著人們的身心健康。這就是為什么我專注于開發廣泛應用基因編輯技術的平臺。


    問:您卷入了一場關于CRISPR的專利糾紛。誰擁有這項技術的專利權重要嗎?


    張鋒:我認為更重要的是,這項技術要以安全、負責任的方式開發,并以人人都受益的方式共享。專利權人有權力和義務確保技術對外完全公開。我所在單位博德研究所將繼續這樣做。


    問:您認為基因編輯技術接下來的突破會是什么?


    張鋒:疾病治療方面將會涌現許多令人興奮的應用。細胞療法——臨床醫生從病人體內取出細胞,進行修復,然后再放回去——有很大的潛力。將CRISPR與干細胞等技術結合起來,可能會展現特別強大的威力。未來這些方法可用于治療各種各樣的疾病,從血液疾病到肝臟、肌肉和腦部疾病。


    一種可能的方法是利用干細胞來獲取小膠質細胞(小膠質細胞是對抗感染和損傷的腦細胞)。這些細胞經改造之后,可恢復或引入基因,然后移植到病人身上,常駐在大腦中,并治療疾病。從長遠來看,我們可以用這種方法治療神經退行性疾病。


    問:這項技術有什么用途讓您擔心嗎?


    張鋒:CRISPR用于編輯人類胚胎最令我憂慮。2018年,有科學家用CRISPR技術編輯了兩個人類胚胎,我認為這突破了倫理規范。這次事件前后,如何規范這項技術,一直熱議不休。


    問:我們應該怎么做呢?


    張鋒:我參與了一些關于這個問題的討論會,但是世界是復雜的。各國都有自己的倫理、文化或管理體系。這意味著我們必須通過國際合作達成共識。


    在我們達成共識之前,人們必須了解技術的潛在影響。但這項技術還處于起步階段,對于它的性能和安全性,我們還沒有完全掌握。搞技術大躍進,將這一技術應用于改良人類胚胎,可能會產生意想不到的后果。最重要的是,我們連很多疾病的生物機制都還不了解,所以,即使這項技術達到完美的程度,想編哪里就編哪里,我們也不知道該對基因組做什么樣的編輯,能達到我們想要的效果,正因為如此,我們還不能使用CRISPR來治療阿爾茨海默病或癌癥。


    誰授權施行這項技術,也是一個錯綜復雜的問題。誰有權力授權施行基因編輯技術?如果這些技術可以使用的話,將如何影響人類未來的發展?


    當人們想到改變基因組時,他們通常會想到基因增強。而許多反烏托邦科幻小說一再告訴我們,這樣的社會非常可怕。


    問:您認為10年后的基因編輯技術會是什么樣子?


    張鋒:10年后,基因編輯技術很可能已用于治療很多高發疾病,比如癌癥甚至是腦部疾病。到那時,基因編輯技術還將用于醫學以外的領域,例如農業領域,培育出更多的抗旱高產作物,以應對全球饑荒;10年后,我們可能已用CRISPR實現了生物計算機;10年后,CRISPR可能也為應對氣候變化貢獻一分力量。


    問:CRISPR還可以應對氣候變化?


    張鋒:一些科學家正在研究如何使用CRISPR來改造植物,讓它們能夠吸收更多的碳;還有一些科學家正在尋找方法,來設計制造快速生長的細胞,如藍藻細菌,使它們更快吸收和儲存碳。這些是解決氣候問題的一些初步想法。我相信人們會運用他們的創造力,想出更多的點子。


    問:我們不能忽視氣候,但我們眼下要應對一場大流行病,CRISPR能幫上忙嗎?


    張鋒:我的團隊花了很多時間開發基于CRISPR的診斷方法。抗擊新冠病毒大流行,很重要的一件事就是,能夠在更多地方更迅速對更多的人進行檢測。所以我們一直在研究一種叫作STOPcovid的東西。基于CRISPR的測試方法的主要優勢是,它不需要復雜的實驗室設備——你只需要一個60℃的水浴。把樣品瓶放入水浴中,然后浸沒入試紙并得到結果,整個過程不到一個小時。


    張鋒團隊研發的檢測新冠病毒的STOPcovid示意圖


    問:投入實際應用還要多久?


    張鋒:我參與創立的另一家名為“Sherlock 生命科學”的公司,也在開發類似的基于CRISPR的技術,用于檢測冠狀病毒。今年5月,它獲得了美國食品藥品監督管理局(FDA)的緊急使用許可。所以現在美國臨床實驗室可以啟用這種技術來檢測冠狀病毒,這將有助于擴大檢測能力。


    我的實驗室還向世界各地分發了STOPcovid檢測套件。我們在泰國的一位合作伙伴獲得了泰國政府的批準,可以在他所在的醫院中使用該套件,并將用于篩查接受手術的病人是否為新冠病毒感染者,這樣他們就可以更好地對病毒檢測呈陽性的人進行分診和隔離。


    問:您還參與了另一項突破性的發現——光遺傳學。科學創新上梅開二度,您的秘訣是什么?


    張鋒:我常對事物的運作方式或者事物不按照預料的方式運作感到好奇。當發現其中的問題之后,這些問題就會一直縈繞在我的腦海里。我常交叉思考這些讓我感到好奇的問題,嘗試能否與已有的研究創建新的聯系。


    我所做的另一件事是觀察大自然,大自然做到的事情遠超我們的想象。CRISPR蛋白就是一個例子,是自然界在數十億年的進化過程中創造出來的,應用之廣泛令人驚奇。


    此外,在我成長的過程中,我的父母常教誨我:做個對社會有用的人,不要浪費時間。這可能也是原因之一。


    資料來源:

    “My parents told me I should make myself useful and not waste time”

    制版編輯 | 栗子



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