全球基因编辑技术的发展和管理现状

编者按：基因编辑能够对基因进行精确操作，实现基因定点突变、插入、删除。与传统的病毒载体导入基因相比，基因编辑准确度高、效率高、成本低。同时，该技术的应用存在风险，如临床应用的有效性与安全性等，需要加强管理。本期专题专门介绍了目前全球基因编辑技术的发展和管理现状，希望能够对我国的相关工作有所禆益。

基因编辑技术是指基于突变原理对基因组固有序列进行原位精确修饰，在 人口健康、农业育种和工业生产等方面发挥了重大作用。据Kalorama Information估计，2016年，基因编辑工具、试剂、服务、模型和其它相关供应市场规模达6.08亿美元。

一、基因编辑技术的发展过程

基因组编辑技术的发展历史可以追溯到1951年，沃森和克里克发现了 DNA双螺旋结构，使得对DNA进行人工改造成为可能。随后在1979年,Scherer 和Davis实现了外源基因的正常表达，这标志着基因组编辑技术的正式形成。

目前主要的基因编辑技术有锌指核酸酶技术（ZFN)、转录激活因子样效应物 核酸酶（TALEN)、规律成簇间隔短回文重复（CRISPR-Cas9)等，其中CRISPR 技术是目前最新也最为通用的基因编辑技术，其成本低廉，简单易用，只需花 费60美元就可以购买到CRISPR技术所需的基本材料，网络上甚至有免费获得这些材料的途径。CRISPR已经在人类和其它哺乳动物细胞中成功进行了位点特异性的DNA切割，未来有望解决一些人类相关疾病；在商业上，已经用于多种转基因农作物中，利用该技术可以将转基因作物的相关外源基因，在发挥作用后敲除，有望使转基因食品更加安全。

二、 基因编辑技术的发展现状和趋势

基因编辑技术广泛应用于微生物基因编辑，植物基因编辑、动物基因编辑和人体基因编辑等领域，各国纷纷开展相关研究。从基因编辑相关科学论文的 数量来看，美国占全球的50%左右，具有压倒性优势，中国、德国、日本次之。 从专利来看，1993年〜2014年间，全球提出的专利申请里美国占54.5%，中国占18.8%，欧洲占18.4%，日本占3.3%。从应用领域来看，基因疗法成为关注热点。目前，全球有大量研宄团队正使用基因编辑技术推进基因疗法，多个以CRISPR技术为基础的初创公司正向临床应用努力，很多制药巨头也参与进来。美国再生医学联盟的统计显示，仅2017年第一季度，全球基因疗法领域投资超过10亿美元。

基因编辑技术目前研究最多的是在人类疾病治疗中的应用，其最终的目的就是通过改变基因结构来达到疾病的预防和治疗。据世界卫生组织预测，引起 人类遗传病的单基因突变就达1万种以上。如果临床应用最终被证明为安全有效，以治疗为目的的人类胚胎基因编辑将大有可为。近年来，基因编辑取得一系列突破性进展。2014年全球首只靶向基因编辑猴子在中国出生。2015年4 月中国科学家首次修改人类胚胎基因。2016年华西医院宣布首例基因编辑人体 实验正式开展。随着科学家对疾病致病机理和基因编辑越来越深刻的认识以及对基因编辑方法的不断改良，基因编辑最终会从实验室走向临床的广泛应用。

三、 基因编辑技术的风险和各国的态度

由于基因编辑技术能改造出新的生物体，因此存在一定的误用和滥用风险，主要集中在伦理和安全上。2017年8月，英国广播公司在其网站发表文章， 列出了2050年前人类将面临的十大挑战，其中基因编辑技术位列首位，认为该技术会给人类带来伦理等诸多方面的挑战。

基因编辑技术存在的风险

技术自身存在风险

作为一项技术，基因编辑还存在不完善和不成熟之处。2017年8月，CRISPR 发明人之一、华人科学家张锋团队指出，不同个体间存在巨大的遗传变异，这些变异可能会影响CRISPR的精确编辑。

可能存在伦理问题

基因编辑技术在临床上的应用引发了人们对伦理问题的担忧，目前伦理上争议较大的是人类胚胎基因编辑，不同的国家对人类生殖细胞基因编辑态度不 同。根据2014年一项研宄显示，在全球39个国家的调查中，有25个国家反对人类生殖细胞基因的修饰，并通过法律来执行这项禁令，其中包括了加拿大、 澳大利亚、英国以及法国等。另有4个国家已通过文件禁止这类研宄进行，但未立法，这其中包括中国。而俄罗斯在内的9个国家对人类生殖细胞基因修饰的态度不明确。美国限制人类生殖细胞基因修饰。

或对国家安全造成严重影响

基因编辑技术可以用来发明新的病原体，如果这些病原体发生泄露、或是被用作生物武器，将会造成严重损失。站在国家的立场来看，一种新的技术出 现时，它总会想到这种技术不好的一面，可能有什么负面的影响或者潜在的威胁，可能会就此作出一些防御性战略。为此2016年2月，美国情报界年度全球威胁评估报告中，将基因编辑技术列入“大规模杀伤性与扩散性武器”威胁清单。

各国的态度

重视伦理问题

2017年2月15日，人类基因编辑研究委员会正式就人类基因编辑的科学 技术、伦理与监管向全世界发布研宄报告，提出人类基因组编辑监管的7个一 般性原则以及若干建议，要求重视伦理和监管问题。2017年8月，全球11个开展基因研究相关工作的机构组成的国际团体就人类生殖细胞基因编辑研究联合声明，反对把这项技术用于生殖目的，但支持公共资本注入以探究其潜在的临床应用价值，呼吁世界各国也应该决定伦理上如何操作。中国科学家及研究机构没有参与此次声明。

加强监管

2016年7月，美国国防部高级研宄计划局（DARPA)启动的“安全基因” 项目将开发一套工具，用于解决基因编辑技术这一快速发展领域的潜在风险， 避免或限制经过工程改造的基因发生扩散。2017年1月，美国食品药品管理局发表一份监管草案，打算把基因编辑分为三个类别监管，分别是基于体细胞编辑的人类医学产品、基因编辑植物衍生食品和动物衍生食品，其中动物的基因组被修改部分将视为新药接受严格监管。

四、结语

迅猛发展的基因编辑技术正在给我们的生活带来巨大的变化，在享受先进科学技术带来的种种福利的同时，我国在核心技术的创新以及相关的伦理学和法律法规监管等方面还应进一步加强，以确保这一先进技术得到正确而有效地应用。

黄翠编写 日期：2017年9月14