人类基因组编辑科学家贺建奎

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童年贺建奎

2002年，贺建奎高中毕业，考入中国科技大学物理学专业。据2017年娄底广播电视报的报道，贺建奎出生于湖南娄底新化县，童年时家境贫寒，爸妈以务农为业，初中毕业后考入新化一中就读高中。这所于1898年创立的学校，是新化县最好的中学。《千人杂志》曾经发表过贺建奎的一篇专访，他说自己高中以来就对物理痴迷，曾经家里还有一个小小的简易实验室，寒暑假时，自己会在家里“捣鼓捣鼓”

没有更多信息透露，贺建奎究竟是如何度过了他的童年和青少年。新化是湖南最大的国家级贫困县，也是梅山文化的核心区域，这是种自古以来存在的神秘古朴的民间原始文明文化形态，似巫似道，尚武崇文，杂猱着人类渔猎、农耕并原始手工业发展的过程。

新化农村地广人多，学生上学山高路远，只要家庭条件好一些的孩子都想尽办法，到娄底甚至长沙就读中小学。但也许就是在这个地处湘中的小地方，青少年时代的贺建奎萌发了要做“中国的爱因斯坦”这个天真的、宏大的愿望。

事实上，如果抛开他今天陷入巨大非议的举动，他前小部分人生也确实是“逆袭”。

在一篇题为《昔日一中学子，今朝国家栋梁——新化一中近期部分杰出校友简介》博客文章里，贺建奎被更详细地介绍：2002年，他毕业于新化一中284班，高考以优异成绩被中国科学技术大学录取。后来取得国家奖学金留学美国，在莱斯大学取得博士学位，然后在斯坦福大学做博士后研究。2012年，国家孔雀计划引进回国，在南方科学技术大学建立个人实验室进行基因测序方向的研究。2017年7月，他带领团队自主研制出了“亚洲第一，世界领先”的第三代基因测序仪。

世代务农，但贺建奎却成功冲出国门，成为顶尖学科的研究人员，在新化一中，贺建奎是作为改变命运，颠覆了自己的人生限制而被立为榜样的。他是学校的骄傲，新化一中的官网在去年12月还曾专门发文写这位校友——《贺建奎向科技部万刚部长汇报工作》。2017年，科技部部长万钢前往南方科技大学参观，听取报告的对象里就包括贺建奎。

两位美国领路人

在贺建奎的领英账号上，对于在中国科大的这段本科经历，他没有留下任何的详细描述。但是在从本科的物理学跨界到研究生的生物物理，贺建奎在美国求学、工作期间的两位导师都给他的人生轨迹带来了很大影响。

从物理学转向生物学专业，贺建奎曾经对《千人杂志》如此解释动机：随着年龄的增长，不得不考虑到未来的工作方向以及面临的生存压力，这时他发现物理的黄金时代似乎悄然逝去，而生物学正在蓬勃发展，留有很多空白，他抓住生物学发展的“尾巴”，在读博时毅然的跨学科转向了生物学专业。

2007年，他开始在美国得克萨斯州的莱斯大学（Rice University）攻读生物物理博士，师从迈克尔·蒂姆（Michael Deem）。根据贺建奎在领英的自述，在莱斯大学，他做的研究之一包括CRISPR基因编辑。

蒂姆目前是美国物理学会会士和美国化工学会会士，并担任美国莱斯大学生物工程系系主任。从履历上看，蒂姆曾任职于哈佛大学、加利福尼亚大学与加州理工学院。他是美国麻省理工大学Technology Review评选出的1999年世界100个顶尖青年创新者之一(100 invertors under35)。



贺建奎在莱斯大学的导师Michael W. Deem

蒂姆的研究小组开发了量化疫苗有效性和流感抗原距离的方法，用于塑造免疫系统以减轻登革热免疫优势的方法，一种允许HIV从免疫系统中逃脱的竞争物理理论。

2010年，贺建奎拿下莱斯大学的生物物理博士学位，前后只用了3年8个月——这个速度在美国算得上非常快。界面新闻尝试电话和邮件联系蒂姆，但是截止发稿前，仍未收到他的回复。

不过可知道的，是蒂姆应该颇为欣赏这个学生。目前，蒂姆的实验室中有一位来自南方科大的研究生，一位来自南方科大的访问学生，不排除其正是由贺建奎引荐而去。而在2012年时，贺建奎还在南方科大建立了贺建奎和Michael Deem联合实验室，即南方科技大学贺建奎实验室。

贺建奎实验室的研究方向为基因测序，CRISPR基因编辑等，计划将基因测序技术与基因编辑技术融合，开发基因治疗安全性评估方法。贺建奎曾多次在自己的博客上发文为实验室招聘博士后。如果说迈克尔.蒂姆是把贺建奎从物理学的世界带进生物医学世界的人，那么斯蒂芬·奎克（Stephen Quake）便是那个真正给他打开新世界大门，颠覆他人生观的人。

2011年的一月，贺建奎加入奎克的实验室做博士后，这段经历持续到他2012年前往深圳。

贺建奎曾在接受美联社访问时说，他本认为学者就应该坚守清贫，这样才能在学术上有所成就。可在斯坦福大学，他却发现奎克教授不仅是世界基因测序领域首屈一指的顶级科学家，在美国拥有“四院院士”的头衔，而且还是十多家公司的掌门人，这个经常穿着牛仔裤、骑自行车的教授，甚至是拥有三家上市公司控股权的亿万富豪。

“在斯坦福，我的人生观第一次被真正颠覆了。”

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第二届国际人类基因组编辑峰会来到了第二日。按照议程，中午11点30分应是题为“人类胚胎编辑”的专题讨论会。作为原定议程中要参与共同讨论的学者之一，这几天的新闻焦点人物贺建奎得到了专场讨论的机会。





讨论会原定议程


讨论会最新议程
参与讨论的科学家还包括斯坦福大学的Matthew Porteus教授和弗朗西斯·克里克研究所的Robin Lovell-Badge教授。前者的研究重点是用基因组编辑治疗儿童遗传病，后者的研究重点则是在胚胎发育中，细胞如何决定自己的命运。



参与本次讨论的Matthew Porteus教授和Robin Lovell-Badge教授
演讲速记

Robin Lovell-Badge教授：我们应该给予贺教授一个机会，让他从科学和其他角度进行一个解释。我们应当允许他做发言，而不要中途进行打断。作为讨论会的主持，我事先并不知道这个爆炸性的新闻。事实上，最初递交的PPT里也没有涉及这项工作。有请贺教授。



贺建奎：首先我想向大家说一声道歉。在没有完成同行评议的时候，这项工作的结论就提前在会议前公布。目前这项工作已经递交给了科学期刊评审。今天我的演讲将集中在猴子和人类的数据中。

HIV感染是发展中国家的重要负担。它不但是一种严重的未满足医疗需求，更会让患者遭受歧视。在中国，新发感染人数正不断上升。暴露于HIV环境下，但尚未感染的婴儿（HEU）是全球的一大挑战。

在全球范围内，天然的CCR5变异能产生HIV-1的抵抗。CCR5是我们研究最为透彻的基因之一。

我们在小鼠中做了多代的研究。3代小鼠研究表明，它们的组织看上去很正常，行为也没有异常。因此我们决定推进到人类研究。


们找到了一种非常具有潜力的向导RNA，它能造成CCR5基因的delta32变异。之前，同一个向导RNA曾用于多类细胞的测试，没有发现脱靶效应。其中，我们发现一个叫做sg4的向导RNA效率最高。它靶向的序列在猴子与人之间都是保守的。

我们发现注射基因编辑的时机，会影响到编辑的效率。早期的微注射，能够减少嵌合（mosaicism）的发生。我们也发现Cas9蛋白在注射会后降解，因此设计了二次注射，对方法进行调整。

在确立了方法，调整了效率后，我们决定应用于人类胚胎。我们发现，这些胚胎的胚胎干细胞标志物都表达正常，表明了安全性。



我们知道这项研究里，关键的安全性担忧在于脱靶。因为胚胎里只有1-4个细胞，所以任何脱靶效应，都会造成极为严重的全身性后果。因此我们对胚胎做了单细胞测序，并通过调整，减少测序的假阴性率；其次，我们还对父母的基因组进行测序作为比对，寻找由基因编辑带来的特定变异；第三，我们还测试了现有工具预测的高风险脱靶位点。

总体来讲，我们没有看到任何断裂位点，也没有在高风险脱靶位点附近看到编辑活性。对于人类胚胎干细胞系的测序则找到了一个潜在的脱靶效应，但我们不清楚这是由遗传导致的，还是由基因编辑导致的。在19个人类胚囊（blastocyst）里，全基因组测序也都没有观察到脱靶。



接下来最关心的，就是人类试验。我们对父母双方都做了基因组测序，以用于检测脱靶效应。这些父母都是父亲为HIV病毒携带者，母亲为HIV病毒阴性。我们对父亲的精子进行了清洗，然后进行基因编辑。在怀孕过程中，我们一直紧密随访，直到孩子健康平常地出生。

试验中，我们对胚囊进行了测序，结果表明一个胚囊出现了移码变异，CCR5蛋白更短；另一个胚囊出现了CCR5的部分删除，这个变异让CCR5蛋白变得不稳定，能减弱HIV的感染。

父母了解到相应的风险后，这些胚囊被植入母体，开始怀孕。



怀孕的第19周和第24周，我们分析了母亲血液中的无细胞DNA（cfDNA），其中没有见到有新产生的致癌性突变；后续的脐带血分析也确认了基因组编辑的结果。

将来，我们将检测这两名孩子对HIV病毒的抗感染能力，也会一直进行随访，直到她们长到18岁。

讨论环节

Robin Lovell-Badge教授：CCR5是否是一个可靠的靶点？我们是否已经足够了解CCR5的功能？你提到有很多人具有这个基因变异，但大部分是北欧人，在中国并不常见。这有几种可能，一是这个变异没有传过来，二是这个变异由于中国的选择压力而消失了。编辑CCR5是否会引起其他复杂的情况，比如西尼罗病毒感染？另外，出现CCR5变异的流感患者病情可能更严重，这或许不是好事？

贺建奎：我们选择CCR5有多个原因。首先，HIV感染是一个发展中国家常见的问题，HEU儿童也是一个全球问题。其次，我们已经研究这个基因几十年了。第三，我们也获得了知情同意的许可，会在将来18年对她们做长期检查。



Robin Lovell-Badge教授：CCR5在免疫系统里，一定有其他和HIV感染无关的功能。我们知道免疫系统会影响身体，包括大脑。你的小鼠实验表明编辑CCR5没有影响小鼠的行为，但几年前，一个工作表明，CCR5缺失的小鼠出现了某些行为能力的增强。所以你真的了解CCR5和它在免疫系统里的功能吗？

贺建奎：我反对使用基因编辑做任何生理上的增强。我们研究CCR5是因为它是一个简单且受人了解的基因。将来，我们可以研究更多复杂的基因。

Matthew Porteus教授：我想问一些关于数字的问题。有多少夫妻参与了这项研究？每名母亲提供了多少卵子？一共编辑了多少胚胎？又植入了多少胚胎？多少胚胎成功怀孕并出生？

贺建奎：一共有8对夫妇参与了这项研究，其中1对中途退出，还剩7对……

Matthew Porteus教授：他们都是父亲为HIV病毒携带者，母亲为HIV病毒阴性吗？

贺建奎：是的，这是研究的要求，所有夫妻也同意开展研究。我们就使用普通体外受精技术，收集卵子，然后注射Cas9……

Matthew Porteus教授：一共注射了多少个？

贺建奎：大概有31个胚囊左右……

Matthew Porteus教授：一共注射了31个胚囊吗？

贺建奎：注射的有更多，有31个发育到了胚囊阶段。

Matthew Porteus教授：不知道中国方面的审评是如何的。你如何与你的上级讨论？患者的知情同意是怎么做的？试验设计又是怎么做的？

贺建奎：首先，我和一些科学家们进行了讨论，他们认为CCR5是一个很好的靶点。在2017年冷泉港，以及加州大学伯克利分校的一些研讨会上，我也得到了一些反馈，其中有正面的，也有批评。我还和美国的一些伦理专家谈论过，初步结果也给一些科学家们看过。

Matthew Porteus教授：有多少人读过或审查过这份知情同意书？

贺建奎：4个人。

Robin Lovell-Badge教授：那在知情同意的过程中，是你直接与患者接触，还是和项目无关的人和患者接触？

贺建奎：一开始是我的团队成员与患者接触。1个月后，他有事离开了，所以是我和另一名教授与患者进行接触。

Robin Lovell-Badge教授：所以你直接参与了和患者的沟通？

贺建奎：是的，我直接参与和患者沟通。

Matthew Porteus教授：那你是如何招募到这些患者父母的？是通过个人联系吗？

贺建奎：我是通过网上的HIV/AIDS志愿者小组招募的。

Robin Lovell-Badge教授：我把接下来的时间交给大家提问。

问答环节

David Baltimore教授（1975年诺贝尔生理学或医学奖得主）：我插播一句。上一届峰会中，我们提到如果缺乏“对于恰当性的广泛社会共识”，任何对于生殖系的编辑都是不负责任的。我认为现在这个共识依旧成立，目前的临床应用也还是不负责的。这个过程并不透明，我们在整个事情发生之后才知道，甚至连孩子都已经出生了。在医学上，基因编辑并不是必须的。今天早些时候，会议里提到的疾病，其应用都比保护一名HIV患者要更为广泛。我们的峰会会在明天就这个事件做一个总结陈述。



刘如谦（David Liu）教授（2017年《自然》杂志十大年度人物之一）：我这边有两个问题。首先我不觉得这背后有未满足的医学需求。父亲虽然是HIV携带者，但通过清洗精子，已经可以产生不受感染的胚胎。请你解释一下对于这几名特定的患者来说，存在什么未满足的需求？

另外，这些基因编辑的决定来自患者本身，而不是科学界。我在想，整件事件里，科学家和医生群体的职责体现在哪里？为什么是患者自己，而不是我们做出应不应该做基因编辑的决定？

贺建奎：为什么说CCR5的编辑是未满足的需求？我觉得这不是给特定的患者，而是对于整个HIV感染群体的。目前我们还没有HIV疫苗。我也和一些患者谈过，有些患者的村庄里，30%的人都感染了艾滋病。事实上，我对我们的成果感到自豪。对于这个孩子，她能对HIV病毒产生免疫力。我会更加努力地工作，终身为她们负责。

Matthew Porteus教授：我打断一下，目前还有其他在怀孕的母亲吗？

贺建奎：还有1名，但现在还在怀孕早期。

提问听众1：我问两个关于伦理方面的问题：能否介绍一下，具体的伦理是怎么通过的？然后能否详细介绍下未来对于这两名孩子的治疗筛查计划？

贺建奎：你身边是否会孩子，有朋友会得严重的疾病？他们需要帮助。对于患者来说，我们拥有技术。技术得到越早的应用，就能造福更多人。

未来我会保持透明和公开，向全世界公开孩子的生理信息，大家一起决定下一步。

提问听众1：我的问题是更直接的。未来你将如何对这两名孩子负责？

Robin Lovell-Badge教授：你会向世界公布孩子们的身份吗？如果不公布，又怎么能确认她们是否真的获得了成效？全世界都很关注她们是否健康。

贺建奎：按照规定，我们不能公布患者的具体身份。我们会把数据递交给监管部门和专家。

提问听众2：我们很好奇，你是如何说服父母参加这个实验的？你有没有告诉他们还存在其他的方法？在伦理审评上，几个人参与了？

贺建奎：这些志愿者都有很好的教育背景，他们了解HIV，了解HIV药物，了解其他的方法。他们一般会在一个社交网络里分享信息，连最新的学术研究都知道。志愿者们也做到了知情同意。他们了解基因编辑技术和其副作用，我们双方都充分交换了信息。

Matthew Porteus教授：知情同意书会向大家公开吗？

贺建奎：事实上，知情同意书已经在我的实验室官方主页上公开了。我们的研究论文也有10多位学者已经看过。我最初计划在预印本上发布论文，但有人建议我先做同行评议。我接受了他的建议。

提问听众3：在英国，大概要接受一定教育的人才能懂得基因组是什么。你怎么确认患者们能听懂知情同意书里的内容？

贺建奎：我们为每组患者安排了1个小时10分钟的时间。知情同意书有20页，我们一页一页，一段一段，一行一行地做了解释。其中，他们有权提出任何问题。最后，我们也会给他们私下讨论的时间。他们有权当天就做出决定，也有权回家讨论后再告诉我们讨论的结果。

提问听众3：你们其中有任何人接受过关于知情同意的培训吗？

贺建奎：我们的知情同意分为两轮，第一轮是我的团队成员进行的非正式咨询，大概2个小时。第二轮是正式的。我读过NIH的知情同意指南。

Robin Lovell-Badge教授：我这边有一个之前收集到的问题，大家都很关心。你的研究经费是哪里来的？

贺建奎：在临床阶段，钱都是我自己出的。测序则是学校的经费。

Robin Lovell-Badge教授：我们知道你还开了几家公司，你的公司有为此付钱吗？

贺建奎：我的公司没有参与这个项目，资金、设备、场地都是我个人提供的。

Robin Lovell-Badge教授：患者们需要付给你们钱吗？

贺建奎：不，我们会支付所有患者产生的费用。

提问听众4：科学家应该对患者负责。将来你决定如何对她们负责？比如你会如何安排她们接种疫苗的计划，又如何评估她们的精神健康水平？

贺建奎：我们会做长期的随访。她们会定期来到我的实验室。无论是HIV病毒，还是西尼罗病毒，我们都能做测试。

提问听众5：我的问题是关于脱靶效应的评估。你刚才提到对单细胞做了全基因组测序，但据我所知，目前并没有所谓的单细胞全基因组测序的靠谱方法。另外我想问一下，包括诸多中国学者在内，都有一个共识，就是不能做生殖系细胞的编辑。为什么你要跨过这条红线？为什么要偷偷做研究？

贺建奎：关于脱靶效应，我们会在植入前，找多个细胞，用目前最好的方法做测试。测序结果可能会有遗漏，所以我们测试了不少胚胎，综合考虑脱靶效应。

Robin Lovell-Badge教授：你知道所有人都会反对你的做法，但为什么你还要偷偷做实验？如果你询问科学群体，很多人都会说不行。但你没有和科学群体讨论。

贺建奎：事实上我和一些科学群体讨论过，也得到了不少反馈。在临床试验阶段，我也和一些美国专家做过探讨。

提问听众6：我的问题是关于这两名小女孩的命运。这两名小女孩编辑结果不一样，一名能对HIV病毒产生免疫。她们的父母会因此区别对待两名女孩吗？基因改造会影响她们结婚生子的命运吗？会有人希望让这个改造结果在家族里延续下去吗？基因改造是否会影响别人对她们的看法？

贺建奎：我的哲学是这样的。我不会用工具去控制她们的未来，她们有选择的自由，有权选择自己的生活。

Robin Lovell-Badge教授：时间原因，最后我再问两个群众很关心的问题。第一个问题，你预计到社会会有这个反应吗？

贺建奎：这个新闻是提前泄露出去的，所以一切都是我的预料之外。但我过去分析过一些调研结果，中国，美国，欧洲的调研都表明群众支持胚胎编辑。

Robin Lovell-Badge教授：最后一个问题，如果是你的孩子，你还会给他/她做基因编辑吗？

贺建奎：如果我的孩子有类似的风险，我会首先做这样的尝试。

Robin Lovell-Badge教授：我们再次感谢贺教授愿意来到会场和大家分享！



会场座无虚席冷月如霜

转自【冷月如霜】科学松鼠会成员，果壳网生物领域达人，十五言撰稿人。
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转发评论：当然不是因为贺建奎的回答。他意料之中地回避了几乎所有问题。亮点是主持和提问的科学家们。每一个问题都直击要害，逻辑清晰。更重要的是，对于无耻、荒诞、答非所问的回答，他们却能保持修养。那种“明眼人自然懂，我的责任只时理性地提出质疑”的状态，真是令人向往。