基因组编辑：自切片面包以来的最佳发明

人类免疫缺陷病毒-1（HIV-1）通过与CD4受体结合，然后与另一个受体CCR5相互作用来攻击人体细胞。后者不久前已经被确定为HIV-1患者的潜在治疗靶点：结果表明，CCR5基因32bp片段纯合缺失的个体对病毒的传播具有抵抗力。

2014年，新英格兰医学院发表了一项研究，展示了可能是基于基因组编辑的治疗的第一个临床试验：应用锌指核酸酶修饰自体CD4+细胞，删除CCR5的野生32bp区域，并将其移植回12名登记的HIV-1患者体内。

虽然研究结果好坏参半——这项研究的主要目的是检验这种疗法的可行性，只研究诱导的部分遗传抗性——但它表明了一件事：基因组编辑是一种可行的治疗选择，尽管目前仍处于很大程度上不发达。

HIV-1与其他一些疾病一样，是基因治疗的主要候选者，因为只有一种基因修饰才能使治疗有效。虽然同时编辑多个基因是可能的，特别是使用CRISPR/Cas系统，但目前效率很低，而且CRISPR/Cas系统还不够具体，我们不需要多加思考就可以在基于人类的研究中使用它。

别在人类生殖系里胡闹

这并不是说基因组编辑工具在生物医学研究中找不到应用。2014年，华大基因深圳的研究人员描述了利用泰伦技术制造的转基因微型猪，这些微型猪被设计成人类疾病模型。尽管微型猪仍然是一种有益的医学模式，但对BGI来说，却是另一种有趣的商业机会：该研究所今年早些时候宣布，这些动物也将作为宠物出售。

在猪身上的应用仍然是基因组编辑发展议程上的重要议题；而且有一个很好的理由：猪是许多人类疾病的有价值的模型，而且它们的生理学与人类有些相似，它们的器官大小刚好合适——它们仍然是异种移植的最佳候选对象。然而，利用猪器官进行移植的努力长期以来一直受到似乎无法解决的人猪差异的阻碍：危险物种特异性内源性逆转录病毒的存在。

不过，就在上个月，哈佛大学的georgechurch小组以最引人注目的进展讨论了这个问题。研究人员展示了60多个猪内源性逆转录病毒基因的同时靶向性和破坏性，这些靶点的数量不仅难以打破，甚至很难再接近任何地方。这项研究是一项以猪细胞为基础的原理证明，但显示基因组编辑可能是解决困扰异种移植领域的问题的一个答案。

当然，猪并不是唯一应用基因组编辑技术的动物：在过去的几年里，我们看到了基因组编辑的昆虫（最近几年是蝴蝶）、鱼类、各种蠕虫和细菌、狗和猕猴。虽然人类基因组编辑已经尝试在体外进行，但全人类编辑——借助生殖系编辑——仍然是一个禁忌。今年早些时候，几组科学家表达了不同程度的担忧：从Napa小组开始，他们呼吁更多的讨论，通过一小群科学家呼吁社会暂停生殖系编辑工作，再到NIH主任，他强调NIH不会资助这类研究，无论如何现行法律禁止研究所支持这类研究。

因此，如果说我们迄今为止对基因组编辑技术有一点了解的话，那就是它确实在许多领域推动了立法边界，而且对于许多监管机构来说，这些技术在未来数年内仍将是一种麻烦。一个类似的有趣的例子来自植物生物学领域，虽然在伦理上不那么令人不安。

如何欺骗立法者

转基因作物通常是利用一种细菌——根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）培育出来的，这种细菌将分子基因修饰机械传递给植物细胞。前基因组编辑时代用于基因修饰的技术以一种非常不具体、不精确的方式发挥作用。植物基因组会在许多随机的地方被修改。因此，通过基因组测序，转基因植物很容易被识别出来——我们只需要在基因组中找到所有这些随机的修改，以证明有什么东西在烹饪。

基因组编辑工具改变了这一点：因为它们允许非常精确的基因修饰，一个经过修饰的植物（至少从理论上讲）不会有任何随机引入的DNA片段来揭示它的修改。但是，经过改造的植物实际上仍然可以通过测序进行鉴定。究其原因，是农杆菌——这种细菌在构建其转移到植物基因组中的DNA时，也会留下一些自己的DNA片段，即所谓的T-DNA，它仍然可以用作基因组编辑面包屑。

虽然T-DNA可以通过育种去除，但对于许多无性繁殖的作物，如香蕉或土豆，不一定是可能的，对于其他植物来说，这是相当费劲的。很容易想象，这对许多欧盟立法者来说是一个相当大的宽慰，因为他们对转基因食品的监管非常严格。

然而，就在两周前，植物育种家有了另一个工具，这可能意味着在未来我们将无法判断植物是否是转基因的。10月，《自然》生物技术公司发表了一篇来自金秀珍小组的文章，描述了一种新的无DNA植物基因组编辑方法。

因为这种方法将所有相关的编辑工具包以蛋白质的形式引入细胞中，所以没有外来细菌的DNA带到靠近植物本身的地方。由于该工厂没有细菌指纹，一个新的转基因定义的漏洞已经产生。