华人学者张锋最新访谈:成为对社会有用的人,不要浪费时间-创新-知识分子

华人学者张锋最新访谈:成为对社会有用的人,不要浪费时间

2020/10/23
导读
“我常对事物的运作方式或者事物不按照预料的方式运作感到好奇”。

张锋在博德研究所


翻译 | 翟立建 


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张锋是当今最具开创性的科学家之一,在两项革命性的技术中贡献卓著。


  • 第一项技术是光遗传学,将基因插入到脑细胞中,用光照射插入的基因就可将其开启或关闭。这项技术帮助我们了解大脑是如何工作的,并用于探索一些神经疾病的潜在治疗方法。


  • 第二项技术是CRISPR,有望为无数疾病提供治疗方法。


如今,张锋在美国麦戈文脑科学研究所和博德研究所同时任职,并经常被认为是未来的诺贝尔奖得主。(2020年诺贝尔化学奖颁发给CRISPR研究,张锋榜上无名。)


强大的工具有时会以意想不到的方式被使用。以CRISPR而言,一些进展令人担忧。2018年,贺建奎因使用CRISPR对人类胚胎进行基因编辑而受到广泛批评(最终被判入狱),包括张锋在内的许多科学家都认为贺建奎的行为违反了伦理规范。


张锋还卷入了一场CRISPR专利归属权纠纷。(其他科学家首先公布了这项技术的细节,但张锋是将这项技术用在人类细胞中的第一人。)


2020年10月,《新科学家》杂志采访了张锋,他不避争议,坦陈CRISPR的现状和未来。本文为翻译稿,文章在2020年诺贝尔化学奖公布之前发表。


问:CRISPR目前最有前景的应用是什么?


张锋:最有前景的应用之一是通过纠正DNA序列来治疗疾病。我和其他几位同事共同成立了初创公司“Editas医药”。2020年早些时候,该公司开始使用CRISPR进行人体试验,探索治疗一种罕见的遗传性眼病——莱伯氏先天性黑蒙症(Leber congenital amaurosis):一种携带CRISPR工具的无害病毒被注射到眼睛中,使有缺陷的基因恢复正常功能。


另一家名为“CRISPR 治疗”的公司一直在使用CRISPR技术治疗地中海贫血症(这是一种血液中血红蛋白含量偏低的疾病)。他们发现一名病人经过治疗之后效果非常好,不再需要输血。利用CRISPR可以精准靶向人类细胞中的许多基因,科学家用它来筛选出参与特定疾病过程的基因,然后根据需要,编辑目标基因,治疗疾病。


问:CRISPR已经显示了光明前景,对此,您有什么感想?


张锋:能有幸为一项对人类生活产生巨大影响的技术贡献一分力量,我感到非常兴奋,但这也让我意识到,我们还有很多事情要做。CRISPR技术初出茅庐便展现出光明前景,我将再接再厉。


问:在这些疗法获得批准之前需要做些什么?


张锋:我们需要让CRISPR更高效、更精确。CRISPR有一个风险,它不仅会编辑您想要的内容,还会随机编辑一些其他内容。因此,我们开始改造并更新了CRISPR版本,以便更精准地编辑基因;我们还需要开发一些工具,使研究人员可以选择更丰富的方式改变基因组,进而以不同的方式探索基因工作机制和作用;我们也在研究传递CRISPR的酶的新方法。我们已经从金黄色葡萄球菌中发现了一种蛋白质,它比我们报道的一代CRISPR系统小得多。系统体量越小,越容易进入细胞发挥作用。我们已经发现,这个系统可以有效编辑老鼠的基因。


问:您对治疗什么疾病特别感兴趣?


张锋:我从大学时代起就对精神疾病感兴趣,这些疾病使我一些同学身受其害。CRISPR已经用来研究精神疾病如何影响大脑,并用于开发此类疾病的治疗方法。其实所有的疾病都一样值得重视。各种疾病都以不同的方式影响着人们的身心健康。这就是为什么我专注于开发广泛应用基因编辑技术的平台。


问:您卷入了一场关于CRISPR的专利纠纷。谁拥有这项技术的专利权重要吗?


张锋:我认为更重要的是,这项技术要以安全、负责任的方式开发,并以人人都受益的方式共享。专利权人有权力和义务确保技术对外完全公开。我所在单位博德研究所将继续这样做。


问:您认为基因编辑技术接下来的突破会是什么?


张锋:疾病治疗方面将会涌现许多令人兴奋的应用。细胞疗法——临床医生从病人体内取出细胞,进行修复,然后再放回去——有很大的潜力。将CRISPR与干细胞等技术结合起来,可能会展现特别强大的威力。未来这些方法可用于治疗各种各样的疾病,从血液疾病到肝脏、肌肉和脑部疾病。


一种可能的方法是利用干细胞来获取小胶质细胞(小胶质细胞是对抗感染和损伤的脑细胞)。这些细胞经改造之后,可恢复或引入基因,然后移植到病人身上,常驻在大脑中,并治疗疾病。从长远来看,我们可以用这种方法治疗神经退行性疾病。


问:这项技术有什么用途让您担心吗?


张锋:CRISPR用于编辑人类胚胎最令我忧虑。2018年,有科学家用CRISPR技术编辑了两个人类胚胎,我认为这突破了伦理规范。这次事件前后,如何规范这项技术,一直热议不休。


问:我们应该怎么做呢?


张锋:我参与了一些关于这个问题的讨论会,但是世界是复杂的。各国都有自己的伦理、文化或管理体系。这意味着我们必须通过国际合作达成共识。


在我们达成共识之前,人们必须了解技术的潜在影响。但这项技术还处于起步阶段,对于它的性能和安全性,我们还没有完全掌握。搞技术大跃进,将这一技术应用于改良人类胚胎,可能会产生意想不到的后果。最重要的是,我们连很多疾病的生物机制都还不了解,所以,即使这项技术达到完美的程度,想编哪里就编哪里,我们也不知道该对基因组做什么样的编辑,能达到我们想要的效果,正因为如此,我们还不能使用CRISPR来治疗阿尔茨海默病或癌症。


谁授权施行这项技术,也是一个错综复杂的问题。谁有权力授权施行基因编辑技术?如果这些技术可以使用的话,将如何影响人类未来的发展?


当人们想到改变基因组时,他们通常会想到基因增强。而许多反乌托邦科幻小说一再告诉我们,这样的社会非常可怕。


问:您认为10年后的基因编辑技术会是什么样子?


张锋:10年后,基因编辑技术很可能已用于治疗很多高发疾病,比如癌症甚至是脑部疾病。到那时,基因编辑技术还将用于医学以外的领域,例如农业领域,培育出更多的抗旱高产作物,以应对全球饥荒;10年后,我们可能已用CRISPR实现了生物计算机;10年后,CRISPR可能也为应对气候变化贡献一分力量。


问:CRISPR还可以应对气候变化?


张锋:一些科学家正在研究如何使用CRISPR来改造植物,让它们能够吸收更多的碳;还有一些科学家正在寻找方法,来设计制造快速生长的细胞,如蓝藻细菌,使它们更快吸收和储存碳。这些是解决气候问题的一些初步想法。我相信人们会运用他们的创造力,想出更多的点子。


问:我们不能忽视气候,但我们眼下要应对一场大流行病,CRISPR能帮上忙吗?


张锋:我的团队花了很多时间开发基于CRISPR的诊断方法。抗击新冠病毒大流行,很重要的一件事就是,能够在更多地方更迅速对更多的人进行检测。所以我们一直在研究一种叫作STOPcovid的东西。基于CRISPR的测试方法的主要优势是,它不需要复杂的实验室设备——你只需要一个60℃的水浴。把样品瓶放入水浴中,然后浸没入试纸并得到结果,整个过程不到一个小时。


张锋团队研发的检测新冠病毒的STOPcovid示意图


问:投入实际应用还要多久?


张锋:我参与创立的另一家名为“Sherlock 生命科学”的公司,也在开发类似的基于CRISPR的技术,用于检测冠状病毒。今年5月,它获得了美国食品药品监督管理局(FDA)的紧急使用许可。所以现在美国临床实验室可以启用这种技术来检测冠状病毒,这将有助于扩大检测能力。


我的实验室还向世界各地分发了STOPcovid检测套件。我们在泰国的一位合作伙伴获得了泰国政府的批准,可以在他所在的医院中使用该套件,并将用于筛查接受手术的病人是否为新冠病毒感染者,这样他们就可以更好地对病毒检测呈阳性的人进行分诊和隔离。


问:您还参与了另一项突破性的发现——光遗传学。科学创新上梅开二度,您的秘诀是什么?


张锋:我常对事物的运作方式或者事物不按照预料的方式运作感到好奇。当发现其中的问题之后,这些问题就会一直萦绕在我的脑海里。我常交叉思考这些让我感到好奇的问题,尝试能否与已有的研究创建新的联系。


我所做的另一件事是观察大自然,大自然做到的事情远超我们的想象。CRISPR蛋白就是一个例子,是自然界在数十亿年的进化过程中创造出来的,应用之广泛令人惊奇。


此外,在我成长的过程中,我的父母常教诲我:做个对社会有用的人,不要浪费时间。这可能也是原因之一。


资料来源:

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

制版编辑 | 栗子



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