火上天的“剪刀手女孩”杨璐菡，到底做了什么？
2015/12/21 医学界
导读：火得“上了天”的剪刀手女孩，以及她的“猪器官移植”“基因编辑”，到底是怎么回事？
文：潘达君 诸葛面条
来源：“医学界”微信号
最近“猪器官移植”“基因编辑”“剪刀手女孩”这些关键字很火，各种排名上榜，甚至从生物医学领域火到了大众媒体上，引起了大家的热议，似乎猪器官移植的“最大难题”被攻克之后，异种器官移植的曙光已经冉冉升起了。
“剪刀手女孩”杨璐菡
1，这到底是个什么研究？
这篇论文10月11日首发在《Science》网站上，在发文之前，10月6日，《Nature》还做了个相当乐观的预期报道。
老实说，原文比较偏向生物技术，小编也有很多地方没看明白，因此特地请教了海外病毒学博士。经过达人解释，情况是这样：猪体内有逆转录病毒(PERVs)，会插入到宿主基因序列中，在猪体内这类病毒没有呈现危害性，对人体的效果暂时没有定论。
该研究选用猪肾脏上皮细胞，使用CRISPR技术剪掉插入到猪基因中的病毒，平均剪掉的病毒位点为62个。并且在剪掉病毒之后进行了二代测序，以确定重新接合的猪基因顺序没有被打乱。随后他们将编辑过的猪肾脏上皮细胞与HEK293一起培养，5-7天后进行检测。在HEK293中，接触不同拷贝的细胞中检测到的PERV数量有所不同，比如，与clone40接触的HEK293，单个细胞中，就能检测到PERV存在，而与clone20接触的HEK293，即使是100个细胞也无法检测到PERV存在。因此，结论认为PERV减少浓度最高可达1000倍。
目前只有体外实验，没有展开体内实验。由于该实验室用的是已经分化的猪肾脏上皮细胞，上皮细胞无法发育成一头猪，因此接下来该团队会进行体细胞克隆，来证实是否可获得无转录病毒的基因编辑猪。
2
真的是这样吗？《Nature》在11月10日发表的文章中表示不同意——
在这个领域中几乎没有人认为PERV是个主要的安全顾虑。
麻省总医院的感染病专家JayFishman表示，这些逆转录病毒在人体组织中的基本不复制，实际传播风险也完全不存在。并且研究者追踪过使用猪表皮细胞的患者，到目前为止没有人出现过由PERV引起的问题，也没有任何传播案例。同时，这篇文章的作者在接受采访时也表示——
其实，养殖和屠宰行业的工作人员伤口接触生猪的组织或体液，但并没有发生过PERV引起的人类疾病问题报告，似乎也能从某个角度佐证这个问题。
匹兹堡大学医学中心移植免疫学家DavidCooper也在探索猪器官移植，并担任过国际异种器官移植协会主席，在针对这个研究的采访中，他指出美国食品和药物管理局(FDA)已表示，PERVs的存在并不一定会阻碍临床试验。
也有媒体称：
然而事实并非如此，比如上面提到的匹兹堡大学的移植免疫学家，以及《Nature》文章中提到的马里兰大学医学院，这么多年依然在不懈研究猪器官的异体移植，经过这一事件，突然就被某些中文媒体“陷入停滞”了十几年。
而在临床应用方面，FDA也没有如某报道宣称的那样全面禁止，而是对于无其他选择的危重患者开了个绿色通道。讽刺的是，FDA对《自然》的回复中提到，经过基因编辑的动物器官会比没有经过编辑的更难获得上市批准。
3，技术上的问题
CRISPR最近一年都非常的火，火到《Nature》的年度10大科技人物中出现了中国中山大学用CRISPR编辑人类胚胎基因的科学家黄军就(这项研究界哥也曾经介绍过)。经过咨询熟悉这项技术的人员，目前这项技术的方便之处在于，你想剪掉的东西，是一定可以剪掉的，但是现在还做不到按点剪切，只能剪切某个位置，所以，进行剪切的时候，你想剪掉的东西肯定能剪掉，你不想剪掉的东西也可能会被剪掉。
本研究的领导人Church在一次采访中表示：“我们不确定我们所做的是可泛化的。这并不意味着我们现在可以轻易地改变62个不同的基因。”他猜想实验能起作用是因为它利用了一种称作为基因转换(geneconversion)的罕见现象，CRISPR失活的DNA位点帮助阻止了细胞正确修复其他最近被切割的位点，导致了一种滚雪球效应使得所有的PERV拷贝最终永久失活。
此外，由于实验中进行基因编辑的细胞是上皮细胞，该研究组还必须攻克体细胞克隆的难关。目前克隆技术还有诸多问题没有解决，比如高死胎、畸胎率，克隆动物的特殊遗传问题等。而这还是经过基因编辑的体细胞，到底情况会如何发展现在还无法预知。Church表示他们已经将细胞核植入猪的胚胎细胞中了，对于详细情况并不给予进一步透露。
而且还要考虑猪本身的问题。猪的寿命只有十几年，选择其已经分化成熟的细胞进行克隆，产生的器官寿命到底如何，也是个未知数。随着细胞减数分裂次数的增加，端粒会变短，著名的克隆羊“多莉”就细胞端粒较短，这种现象可能影响寿命。在此之前，异体移植领域的专家就已经考虑过猪器官的使用寿命问题。
除了上述问题，还有许多没解决的一贯难点，免疫排斥问题依然没有得到完善解决(有学者正在尝试用基因编辑技术解决免疫问题)，猪器官能否配合人类的激素调节也是未知数。在动物移植试验中，还出现许多无法解释的现象和死因等待研究人员去探索。基本上，异种器官完美移植依然遥遥无期。
4，那么这项研究到底强在哪里？
这项研究技术上的强悍是有口皆碑的，一次编辑60多个基因位点，这项成就拿出来，确实是基因编辑界的业界翘楚。尽管研究的领导人认为无法泛化，但是并不影响它在基因编辑技术上的重大意义。
对于猪器官移植来说，尽管业界并不认为PERVs是个重大问题，FDA相关人员依然表示“能减少1000倍浓度当然是好的。”也有病毒学研究者表示，虽然目前PERVs病毒在人体内并基本不复制，但说不定什么时候会变异出积极复制的能力，所以，能剪掉当然挺好。
参考文献
Science发布CRISPR基因编辑重大成果.2015年10月14日.http://www.ebiotrade.com/newsf/2015-10/20151013103931486.htm
“基因剪刀手”杨璐菡. 2015-10-25 03:30:16来源：新京报 http://www.bjnews.com.cn/world/2015/10/25/381615.html
“基因剪刀手”杨璐菡 剪除猪器官移植人体最大障碍. 2015年10月15日. 成都商报电子版 http://e.chengdu.cn/html/2015-10/15/content_540700.htm
对话“基因剪刀手”杨璐菡：“希望能从前人跌倒的地方爬起来”来源： 中国教育报 http://www.biotech.org.cn/information/138290
Gene-editing record smashed in pigs. 06 October 2015. Nature | News http://www.nature.com/news/gene-editing-record-smashed-in-pigs-1.18525
Genome-wide inactivation of porcine endogenous retroviruses (PERVs).Luhan Yang, Marc Güell, Dong Niu, Haydy George, Emal Lesha, Dennis Grishin, John Aach, Ellen Shrock, Weihong Xu, Jürgen Poci, Rebeca Cortazio, Robert A. Wilkinson, Jay A. Fishman, and George Church.Science 27 November 2015: 1101-1104.Published online 11 October 2015 [DOI:10.1126/science.aad1191]
New life for pig-to-human transplants. 10 November 2015. Nature|News Feature http://www.nature.com/news/new-life-for-pig-to-human-transplants-1.18768?WT.mc_id=SFB_NNEWS_1508_RHBox
1、通过体细胞核移植获得多基因修饰克隆猪的研究;2、猪死亡相关蛋白THAP11的分子克隆及功能研究. 邓为. 中国科学院研究生院. 2011
张文昌，高云，王晶. 猪体细胞核移植技术的研究进展. 福建省科协学术年会分会场"转变饲养方式, 促进海西畜牧业和谐发展"学术年会, 2008:5-7
华再东，魏庆信，郑新民，乔宪凤，许厚强. 猪体细胞克隆技术研究进展. 《湖北农业科学》, 2011, 50(7):1309-1312
L Jang-Won，W Shin-Chih，T X Cindy，B Michele，H Thomas. Production of Cloned Pigs by Whole-Cell Intracytoplasmic Microinjection1 《Biology of Reproduction》, 2009, 69(3):995-1001
陈思，罗光彬，王辉田，孙超. 猪体细胞核移植的影响因素. 《猪业科学》, 2014(2):98-100
(本文为“医学界”原创文章，转载需经授权并标明出处。)
约稿
想和界友们一起分享行医故事和感悟？请投稿至yxjtougao@126.com
▼过往的君子给我赞~
http://www.duyihua.cn
返回 医学界 返回首页 返回百拇医药