本文最初发表于2023年2月,并于2024年4月3日更新。
CRISPR是一种基因编辑技术,可帮助预防HIV和癌症等疾病,使作物更具抗逆性,并应对气候危机。
但围绕基因改造的担忧依然存在,且许多国家对作物中基因编辑的应用实行监管。
世界经济论坛的年度《十大新兴技术》报告早在2015年就指出了CRISPR技术的潜在益处。
试想,如果科学家能够在分子层面操控细胞,移除、添加或融合分子,那会如何改变世界?
曾经的科幻设想已成为科学事实。2020年,一种名为CRISPR/Cas9的分子基因编辑技术(被称为“基因剪刀”)荣获当年诺贝尔化学奖。
在此发现之前,改变细胞、植物或生物体的基因既耗时,有时甚至不可能实现。
CRISPR的发现开启了基因操控的新时代,其应用范围广泛,从消除疾病到培育可在恶劣环境中生长、抗旱和抗虫的作物。
对CRISPR的担忧
尽管CRISPR被誉为一项突破,但它也加剧了人们对基因改造的担忧。2015年,一群科学家包括诺贝尔奖得主Jennifer Doudna教授、CRISPR先驱之一,呼吁暂时禁止在人类身上使用该技术。
在作物中使用基因编辑在许多国家已受到监管,欧盟对几乎所有植物基因改造施加了限制。美国及其他大多数国家仅对新增遗传物质的作物进行监管。
CRISPR如何对我们的食品和健康产生积极影响
尽管关于基因编辑的争论仍在继续,但以下五个方面展示了CRISPR已经产生的影响,涵盖从我们的健康状况到我们所吃的食物。
1. 诊断和预防疾病
在世界首例研究中,阿姆斯特丹大学的研究人员成功利用CRISPR从受感染细胞中切除了人类免疫缺陷病毒(HIV)。HIV会攻击人体免疫系统,若不治疗可能发展为艾滋病。
需要指出的是,这一科学成果目前仍处于概念验证阶段,要将该技术用于从人体内彻底清除HIV等疾病,还有很长的路要走。
临床试验也正在进行中,利用CRISPR基因编辑治疗失明等病症以及癌症等疾病。
早在2022年1月,美国食品药品监督管理局批准了一种用于COVID-19的新型高通量快速检测方法,该方法利用CRISPR开发,可在单日内处理数千份样本。
也有试验对CRISPR开发的疗法进行了测试,这些疗法可阻止COVID-19病毒侵袭肺细胞。美国杜克大学的科学家在研究中发现,该CRISPR疗法还抑制了导致COVID死亡的免疫反应。
2. 让食物更具抗逆性且更美味
任何父母都知道,要让孩子吃绿色蔬菜和沙拉有多难。而CRISPR正来帮忙,让健康食品口感更佳,通过降低许多蔬菜中的苦味,并增强水果的风味。
基因编辑还被用于培育能够在恶劣条件下生长的作物,以应对气候危机带来的影响,这些作物还具有抗病、抗虫和抗旱能力。
例如,来自伯克利大学和创新基因组研究所的科学家已培育出抗病可可树。
3. 改善动物健康
位于乌拉圭蒙得维的亚的巴斯德研究所的研究人员已利用CRISPR技术改造农场动物的基因,使其更具抗病能力。在一项实验中,猪被改造为对猪流感等呼吸道疾病具有免疫力。
他们还致力于避免痛苦的操作,例如切除奶牛的角,这种操作是为了防止牛之间相互伤害。科学家引入了一种在无角安格斯牛中发现的基因突变,培育出了无角的荷斯坦奶牛品种。
世界经济论坛正在采取哪些措施改善医疗保健体系?
健康与医疗中心汇聚各方领袖,共同厘清全球卫生系统面临的挑战,包括可及性、公平性、韧性和防范准备。
通过可信赖的对话和公私合作,该中心使合作伙伴能够围绕共同优先事项协调一致,并推动集体行动以改善健康结果。
4. 帮助作物应对气候危机
科学家已利用CRISPR培育出抗病毒、抗细菌和抗真菌的能够耐受极端高温和严寒的作物。他们还增大了水稻、小麦和玉米的籽粒,并培育出更大、品质更好的大豆和芸薹属作物。
加州大学的David Savage教授认为,他的团队已接近培育出水稻和高粱品种,这些品种将不仅能够经受住气候危机,还能积极帮助应对它,通过从大气中吸收更多碳并将其储存在根部。
5. 癌症治疗新方法
个性化癌症治疗正借助CRISPR日益接近现实。一项临床试验于2022年11月发表在《自然》上,该试验利用基因编辑技术训练患者的免疫系统T细胞,使其识别并攻击其特定的癌细胞。
通过分离癌症特有的基因突变,科学家得以对T细胞进行编程,使其主动寻找癌细胞。他们还利用CRISPR基因编辑使T细胞“增强韧性”,科学家表示,这些T细胞常常被癌症压垮。
CRISPR在2015年版世界经济论坛的《十大新兴技术》报告中有所提及,并在五年后成为荣获诺贝尔奖的科学成果。
该年度报告已识别出多项鲜为人知的技术,这些技术后来产生了全球性影响,包括信使核糖核酸(mRNA)疫苗,该技术成为大多数COVID-19疫苗研发的基础。
2023年报告重点关注阶跃式变革技术,包括AI赋能的医疗服务、为可穿戴医疗设备供电的柔性电池技术、神经接口柔性电路,以及用于心理健康支持的虚拟共享空间。

