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科学|2020诺贝尔化学奖公布：充满争议的基因编辑技术

北京时间10月7日下午5点45许 ， 瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布 ， 将2020年度诺贝尔化学奖授予科学家Emmanuelle Charpentier、Jennifer A. Doudna ， 奖励她们在基因组编辑方法上的突破 ， 奖金1000万瑞典克朗 ， 约合760万元人民币 。
二人开发了基因技术中最锐利的工具之一 ， 被称为“基因剪刀”的CRISPR-Cas9 。 利用这些技术 ， 科学家能够极其精确地改变动物、植物、微生物的DNA 。 她们的研究为在人体以及其他动物细胞上实现基因编辑奠定了重要基础 。
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Emmanuelle Charpentier被誉为“基因编辑之母” ， 已经获得10项久负盛名的科学奖项 ， 目前担任德国马普学会感染生物学研究所所长 ， 过去20年在5个不同的国家、9所不同的大学工作过 。
Jennifer A. Doudna也素有“CRISPR女神”之称 ， 曾在2016年获得世界杰出女科学家成就奖 。
不过 ， 两人同时也深陷关于CRISPR-Cas9技术的专利战 ， 而专利权的归属 ， 以及由此引发的深层次伦理和社会问题 ， 也引起了学界的广泛争议 。
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CRISPR的发现
2003年 ， 西班牙微生物学家弗朗西斯科·莫伊卡（Francisco Mojica）给Nature杂志投了个论文 ， 惨遭拒稿 。 后来这篇论文又相继投递给了《美国科学院院刊》《分子微生物学》以及《核酸研究》等一系列期刊 ， 但也都遭到了冷落 。
原因无它 ， 因为这个研究结论实在是太奇怪了 。
莫伊卡在论文中指出 ， 细菌和古菌当中广泛存在一种免疫机制 ， 可以记住之前感染过它们的病毒的基因特征 ， 从而展开针对性的防御 ， 大有“同一个招式不能对圣斗士用两次”的意思 。 在当时人们的观念中 ， 这些单细胞的细菌、古菌何德何能有这种厉害的免疫系统？
直到2005年 ， 莫伊卡的研究成果才被个比较一般的学术期刊《分子演化杂志》所接收 。 从此以后 ， 一个新的术语开始进入了人们的视野——“规律成簇间隔短回文重复”（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats） ， 简称CRISPR 。
弗朗西斯科·莫伊卡（Francisco Mojica） ， 成为CRISPR系统的第一个发现者 。 在随后五六年里 ， CRISPR犹如一个吸引无数玩家参与的拼图游戏 ， 一块又一块的拼图碎片被世界各地的玩家拼接到位 。
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终于在2011年 ， 属于CRISPR的最后一块关键碎片被Emmanulle Charpentier拼了上去 。 她的论文昭示了CRISPR作为基因编辑工具的实力 ， 或许近在眼前了 。
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CRISPR技术——生命科学邻域的革命性成果
Charpentier和Doudna发现的CRISPR/Cas9技术 ， 利用这项技术 ， 研究人员可以极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA 。 这项技术不仅对生命科学产生了革命性的影响 ， 为开创新的癌症疗法做出了贡献 ， 还可能使治愈遗传性疾病的梦想成为现实 。
诺贝尔化学奖委员会主席Claes Gustafsson表示: “这种基因工具具有巨大的力量 ， 它将会影响我们所有人 。 它不仅彻底改变了基础科学 ， 可以创造新型作物 ， 还能开创性新的医疗方法 。 ”
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自从 Charpentier 和 Doudna 在2012年发现 CRISPR/Cas9基因剪刀以来 ， 相关的应用呈爆炸式增长 。 这项工具在基础研究中的许多重要发现中做出了贡献 ， 例如 ， 植物学研究中 ， 植物研究人员已经能够开发抗霉菌、害虫和干旱的作物 ， 而在医学上 ， 新的癌症疗法的临床试验也正在进行中 ， 治愈遗传性疾病的梦想或许在不远的未来实现 。 这些基因剪刀把生命科学带入了一个新时代 ， 并且在许多方面给人类带来了最大的利益 。
基因编辑是转基因之后人类找到的又一种基因工程技术手段 ， 它在本质上与转基因并无不同 ， 都是在分子水平上改变生物的遗传特性 ， 两者在技术上各有长短；但因基因编辑不涉及外来基因 ， 在公众层面更易被接受 。 可以预期 ， 未来在合成生物、育种技术等领域 ， 将形成转基因与基因编辑两种技术交相辉映的格局 。
CRISPR/Cas9技术的专利之争
2012 年 ， Doudna 和Charpentier 在《科学》杂志上发表的一项论文中指出 ， 细菌用以对抗病毒的 CRISPR-Cas9 系统可以作为简单、灵活的基因组编辑工具 。 两人曾因此共同获得了 2015 年生命科学突破奖（Breakthrough Prize in LifeSciences） 。
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接着 ， 2013 年 2 月 15 日 ， 博德研究所的张锋在《科学》杂志发表了 ， 首次将 CRISPR/Cas9 基因编辑技术应用于哺乳动物和人类细胞 。
自此 ， 近年来生命科学领域最耀眼的技术正式宣告诞生 ， Doudna、Charpentier、张锋三人 ， 也被人们称为 CRISPR 三巨头 。
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尽管Doudna 和 Charpentier 早在 2012 年便在《科学》杂志上首次发表了 CRISPR-Cas9 相关的论文并更早地递交了专利申请 ， 但是张锋则通过向专利局证明自己的实验记录而第一个得到了相关的专利 。 由于在现行的市场制度中 ， 拥有专利的一方就可以阻挡所有竞争者进入市场 。 因此 ， 在巨大的商业前景面前 ， 谁应该拥有这项技术的专利成为了各方争论的焦点 。
其实 ， 张锋和 Doudna 并不总是这种对立关系 ， 他们曾经一起创立了 Editas Medicine公司 。 然而在张锋取得CRISPR-Cas9的专利后 ， Doudna便离开了公司 。 这家公司也是现在拥有相关专利最多的公司 ， 投资人包括了微软创始人比尔·盖茨 。 去年 ， Doudna所在的加州大学伯克利分校向国家专利局提出了申诉 ， 希望重新审定CRISPR-Cas9的发明者 。 Jennifer Doudna 及加州大学伯克利分校的看法是 ， 他们是 CRISPR 技术的原创者 ， 张锋和他的麻省理工团队只是将他们发明的技术进一步应用到老鼠和人类细胞上 。
张锋团队则认为 ， Jennifer Doudna 提出了CRISPR 可能会在人类细胞上起作用 ， 张锋团队是首个将 CRISPR 运用到真核细胞中的组织 。 双方的争议点可以简单理解为 ， Doudna 团队提出“原创想法”和张锋团队将其“付诸实践” ， 而无论想法还是实践 ， 二者都是获得科学发明专利的两个关键要素 ， 其中究竟哪一方对该技术的贡献更大 ， 确实是一个难以回答的问题 。
张锋憾失诺奖 ， 是否合理？
对于此次诺奖并未颁发给张锋 ， 国内许多人也表示很吃惊 。 不可否认 ， Charpentier 和 Doudna 是 CRISPR 技术的最先发现者 ， 但是这项技术在生命科学领域特别是人类、哺乳动物细胞中的广泛应用离不开张锋课题组的最先推广和实践 。
三大巨头一直是该领域呼声最高的诺奖候选人 ， 但事实上学术界也一直更偏爱 Charpentier 和 Doudna 。 两人早在 2015 年就分享了豪华版诺奖 —— 生命科学突破奖；2016 年再次分享阿尔伯特奖 。 2020 年初 ， Charpentier 与 Doudna 刚刚分享沃尔夫奖 ， 此次更是共享科学界最大荣誉诺贝尔化学奖 。
尽管张锋赢得了专利权 ， 尽管律师团队如何巧妙的区分金子和金矿的法理；但是在科学界眼中 ， 或者说诺奖委员会眼中 ， 他始终不是第一个发现金矿的人 ， 而是第一个获利的人 。
对此 ， 饶毅教授也在其个人公众号评论道：“独到的原创比紧密的竞争更优雅 ， 发现和发明较发表和展示更重要 。 ” 意指Charpentier 和 Doudna更值得获诺奖 。
【科学|2020诺贝尔化学奖公布：充满争议的基因编辑技术】但是无论如何 ， CRISPR技术能够如此广泛地应用到生命科学和医学的各个领域 ， 带来技术突破甚至挽救生命 ， 为人类和科技的发展做出不可磨灭的贡献 ， 都离不开以CRISPR三巨头为代表的科学家 。 相比于诺奖 ， 他们都应该受到世人的尊重 。


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