MDARK
第 801 期 ~ 第 900 期

【睡前消息891】基因剪刀 剪水稻也能剪人

1 贺建奎宣布复出,医学伦理面临挑战,2 禾元生物用水稻培育人血清白蛋白。

btnews_0891_1

大家好,2025年4月25日星期五,欢迎收看891期睡前消息,请静静介绍新闻。

1 贺建奎宣布复出,医学伦理面临挑战

2018 年 11 月,在贺建奎主导下,全球首例基因编辑婴儿“露露”和“娜娜”实验公开,遭到了科学界广泛批评,100多名科学家联名公开谴责,表示实验存在严重生命伦理问题。官方随后展开调查,认定贺建奎构成非法行医罪,判处其有期徒刑三年。

btnews_0891_2

2022年贺建奎出狱,去年10月,根据美国报道,贺建奎获得了美国加密货币公司 Opus 的一笔投资,在北京组建了一个实验室,继续利用 "CRISPR 基因编辑技术对人类胚胎进行研究" 。3月26日,贺建奎接受华尔街日报采访,承认了重建实验室的事情,督工你怎么看?

首先要看贺建奎这次打着什么旗号复出。

在采访中贺建奎声称,因为自己的母亲得了阿尔兹海默症,也就是俗称的老年痴呆,出狱以后母亲不认识他,这让他认为自己家族可能有老年痴呆基因,希望能通过基因编辑手段来进行根除。

他的实验地点显然不会在中国,2021年,第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十四次会议审核通过了《刑法修正案(十一)》,增加了三类与生物安全相关的犯罪行为,其中包括非法从事人体基因编辑、克隆胚胎的犯罪,贺建奎的做法会被判处三年以上七年以下有期徒刑。

根据个人推特,贺建奎声称自己拿到了南非的许可,可以在那里开展人类胚胎基因编辑试验,也确实有一定依据,2024年5月南非更新了《国家健康研究伦理指南》,如果为了预防严重遗传疾病和增强传染病免疫力,可以开展人类基因编辑研究。

btnews_0891_3

对于2018年“露露”、“娜娜”事件,贺建奎的态度仍然是拒不认错。他在采访中表示:为自己拯救了两个家庭感到骄傲,认为自己为百万人带来了希望,“实实在在”地帮助了患者和他们的家庭。他认为批评者是嫉妒他,还说伦理正在阻碍科学创新和进步。

为了给复出筹集资金,贺建奎也在利用媒体刷存在感,希望获得更多资助。比如在推特上自称中国达尔文,是一名先知;宣布自己终结了达尔文进化论,人类不会再有基因突变,。此外,他还发布了大量口号和照片,想改变自己的公众形象,从一名刑满释放的罪犯变成学术先驱,变成追求真理被“主流学术界”迫害的悲情英雄。

但是,无论是他这次公开接受华尔街日报采访,还是在推特各种高调发言,以及精心挑选老年痴呆症制造共情、选择南非作为实验地点,从效果来看,都是宣传大于实际。比如说,他自称能老年痴呆的依据,,是冰岛有某个群体发生了基因突变,免疫了老年痴呆症。如果对这个基因进行编辑,就可以彻底根除老年痴呆。但是这并非新发现,一家叫做deCODE的冰岛基因公司,从2012年就宣称开始这项研究,13以来,再也没有新的报道。

btnews_0891_4

可以说贺建奎这次高调宣布复出,技术上没有突破,主要目标还是争取投资。

贺建奎在2018年的行为已经明显突破科学伦理,受到了国际一致谴责和法律审判,为什么还抱有吸引投资的设想?

对贺建奎进行道德谴责,并不能消除基因编辑胚胎的市场需求。前几年马斯克开展脑机接口试验的时候,他就认为,在技术即将取得突破的前夜,伦理拦不住技术发展,有需求就有人突破伦理和法律的限制。

作为世界首富,马斯克也在公然挑战伦理,今年3月底,美国女作家艾希莉·圣克莱尔声称为他生下第13个孩子,这个孩子使用了基因编辑技术。4月1日,虽然马斯克公开回应,不确定这个孩子是不是自己的,但他已经给了这位女作家250万美元,并且每年还会继续提供50万美元。

至于贺建奎开展基因编辑胚胎活动,即使中国法律已经堵上了漏洞,禁止他在中国实施可发育的基因编辑胚胎活动,但法律有国界,只要贺建奎带着团队离开中国,跑到南非去组建实验室,中国的法律就对他没办法。像南非这样既有能力搭建实验室,伦理方面审查宽松的国家还有很多,亿万富翁只需要找个私人岛屿,一年投资几百万美元,就可以运行一座高标准生物实验室。在这些私人岛屿上无论做什么,所在的小国既不想,也没有能力干预。

贺建奎和马斯克都有类似看法,认为“伦理正在阻碍科学创新和进步”,督工你怎么看待这种观点?

人类科研历史上,从来不缺少疯狂科学家,当前的科学伦理规范就是从一系列研究惨案上建立起来的。如果这些规则不存在,科学实验对人类社会的破坏可能远远超出贡献。

现代医学伦理规则起源是两份文件,1947年的《纽伦堡法典》和1964年的《赫尔辛基宣言》。

《纽伦堡法典》直接针对纳粹德国在医学领域的反人类试验。比如1933年,纳粹德国颁布了《防止遗传病后代法》,以所谓“优生学”目的,由一群党卫军医学科学家对35万人实施了绝育手术。与此同时,纳粹也和731部队一样让战俘和平民感染疾病观察记录病程。

btnews_0891_5

德国战败之后,为了逃脱纽伦堡审判,实验主导者卡尔·布兰特辩解,说德国本土没有区分实验的合法性和非法性,这一行为无罪。为了审判这些纳粹医生,法庭起草了一份备忘录,列出人体实验的基本规范,其中包括:知情人必须自愿同意参与、受试者有停止实验的自由,这份备忘录就是纽伦堡法典,核心思想可以总结成一句话:“不能用伟大目的,实施伤害人类的医学行为”。

纽伦堡法典不仅为审判纳粹医生提供了依据,也为后来大量医学人权诉讼提供了法律标准。1995年,《纽伦堡法典》被美国联邦法院认定适用于美国国内诉讼,所以20世纪美国本土不道德医疗实验也被起诉。比较近的例子有2022年,美国加利福尼亚大学旧金山分校承认,曾经在上世纪利用囚犯开展“不道德医学试验”;2010年,美国总统奥巴马也为一项性病秘密人体试验,向危地马拉道歉。

btnews_0891_6

贺建奎在2018年的实验,即使按照《纽伦堡法典》这份古老文件,至少在受试者知情权上也存在明显瑕疵。贺建奎声称,受试者家庭群体在入组之前,接受了详细的知情同意书介绍。但从公开信息看,在1小时10分钟内讲解完20多页专业资料,每页材料只有三分钟,即使是大学生物学讲义,这么短的时间里,一般学生显然也很难准确理解这些专业内容。

这个世界上有个喜欢挑战伦理的首富马斯克,他使用第一性原理,在推动技术创新和商业变革方面取得了重大突破。但是生物科学和机械工程领域区别很大,生物伦理学涉及生命、道德、社会价值观等复杂因素,通常需要广泛的社会共识。比如脑机接口技术,就引发了美国学术界和法学界对隐私和人权的担忧。在生物伦理学领域,技术和文化共识互相缠绕,第一性原理显然不能简单生效,马斯克的言论更没有权威意义。

2 禾元生物用水稻培育人血清白蛋白

4月5日,央视新闻报道,武汉禾元生物通过基因编辑技术,培育了可以生产重组人血清白蛋白的水稻。产品已经完成了三期临床试验,进入新药审批流程,研究团队已建成了年产100万支注射液的智能工厂,正在建设年产1200万支注射液的规模化生产基地。

督工,同样是基因编辑,重组人血清白蛋白这项技术效果怎么样?

btnews_0891_7

人血清白蛋白是血浆中的主要蛋白成分,占血浆总蛋白60%,它在血液中的作用是维持血浆渗透压、保持血管内外液体平衡。人血清白蛋白低于正常水平就会导致低白蛋白血症,许多疾病例如肝硬化,慢性肝炎,肾脏损害都与低白蛋白血症直接相关,需要通过静脉注射补充白蛋白。

禾元生物的重组人血清白蛋白进入新药审批之前,白蛋白的唯一来源就是从人类血浆中分离,根据安信证券测算,我国人血清白蛋白理论总年需求量为1500到1800吨,但是2022年,我国人血清白蛋白药品批签发量只有667吨。其中国内产量只有226吨,剩下超过六成缺口依赖进口。

在全球血浆供应链上,美国占到了全球采浆量的70%,2024年美国出口疫苗、血液、抗血清、毒素和培养物546亿美元,在所有出口产品中排第七,仅次于半导体设备、民用飞机、精炼石油、原油、大宗商品和汽车,其中血液制品占全球出口总额的52%。

2024年,全球血液制品市场规模达到494亿美元,2023年中国血液制品产业市场规模达到462亿元,其中白蛋白产品占比53.8%,而前面我们已经说过白蛋白产品六成依赖进口,进口白蛋白中约15%来自美国。换句话说每年中国从美国手里买血液制品要花掉大约22亿人民币。随着贸易战的开打,中国对美国所有产品加对等关税,也会影响中国的白蛋白供应。

btnews_0891_8

另外,858期节目提到,因为进口不能满足需求,中国本土也有巨大的人体血浆产业,也经常出现卖血死亡事件。天坛生物一家公司,2024年就在中国本土采集了2781吨血浆,刚刚和国药集团合作,要扩大采血范围。如果进口血浆价格上升,中国本土的卖血行业也要成倍增加。

有的观众应该还记得,上个世纪90年代,河南出现了“艾滋村”事件,血浆采集站混用针头血袋并回输,导致全村3000多人里有700人确诊HIV,70%的人家里有艾滋病人或艾滋病毒携带者,从此之后中国一度关闭了所有的县级血站。本土的血浆采集产业在短期内快速增长,是一件隐患很大的事情。

这次做出突破的禾元生物董事长杨代常是武汉大学生命科学学院教授,早期的研究方向是水稻基因组。在研究过程中杨代常发现,水稻胚乳细胞具有完整的真核细胞蛋白质加工体系,与哺乳动物的细胞十分相近,水稻种子有作为“造血”的生物反应器潜力。2006年杨代常40岁,成立了禾元生物,开始进军生物制药。如果禾元生物的重组人血清白蛋白可以批量生产,从人体采集白蛋白的需求就会大大降低。

btnews_0891_9

btnews_0891_10

督工,胰岛素是基因编辑大肠杆菌生产的,青霉素是基因编辑酵母菌生产的,为什么不用类似的转基因微生物生产人血清白蛋白,而是用水稻进行生产?这种方式生产出来的白蛋白,能满足医疗用途吗?

科学家想在人体以外生产白蛋白,会遇到特殊难题:青霉素是小分子,和白蛋白这种大分子有明显区别;大肠杆菌和酵母菌虽然生产力强,但是容易给产生的蛋白打上甘露糖标签。这种标签类似乱码,容易触发人体的免疫反应,只有植物细胞表达体系,相对能够满足重组人血白蛋白商业化生产。

此外,水稻种子代谢不像微生物那么剧烈,能温和处理蛋白质,避免被破坏。同时水稻自带启动子和信号肽,能把白蛋白精准引导到蛋白体这个储存仓库,而且基因编辑水稻不会给白蛋白贴糖基化标签,更容易被人体接纳。

除了生产难度问题,通过基因编辑水稻,来生产人血清白蛋白,还有两个明显的优势:

首先是便宜,植物培养成本低,种植和操作都比养菌简单,转基因植物农业工人就能胜任,降低了生产成本。如果禾元生物完成产能爬坡,可以预期价格低于现有人血浆白蛋白产品。

河北省医用药品器械集中采购中心官网显示,每瓶10g的人血白蛋白价格在370元到470元,成本162元左右,差不多每克16.20元。禾元生物在采访中表示,目前公司的10吨产线,已经将成本降低到了每克13元,筹备中的120吨产线,可以继续把成本进一步降低到7-10元,基本的生产成本,已经低于从人体血浆提取的白蛋白了。

btnews_0891_11

其次,用植物做载体比较安全。植物系统里一般没有人类病原体,降低了传染风险。水稻是自花授粉生殖,不对外传播花粉,因此生物安全性更高,不会对野生种产生基因漂移,对生态环境干扰小。

回到产品本身,禾元生物的植物源重组人血清白蛋白,是国际上唯一获得美国FDA批准、国内唯一同时获得中国NMPA批准,进入临床研究阶段的同类药品。能进入二期和三期临床试验,就说明已经突破了蛋白提取技术的门槛。

根据临床试验公示信息,HY1001也就是禾原白蛋白产品,从2024年8月到2025年4月进行了三期临床试验,这个结果暂时还没有公布,但是在已经开展的二期实验中,禾元生物筛选了220名受试者,开展头对头非劣实验。

btnews_0891_12

根据对照数据,10克重组白蛋白疗效优于人源白蛋白,20克重组白蛋白疗效稍微弱一些。虽然植物重组白蛋白发生不良反应的概率偏高一些,禾元生物认为,对比人血清白蛋白,重组白蛋白注射液的疗效达到了非劣效研究终点,在受试者中显示出良好的安全性、耐受性和治疗效果。 督工,这项技术成熟之后是不是意味着不需要再进行血浆单采了?

并没有那么乐观,人类血液制品除了人血清白蛋白,还有大量其他成分,比如免疫球蛋白,凝血因子等等,目前还不能通过转基因植物量产,需要在酵母这类微生物或者基因编辑动物上继续寻找技术路径。

禾元生物自身处境也不太乐观,虽然有技术突破,但是这家公司从2021年以来连续大额亏损,截至 2025 年中期已亏损 5 亿元。而且,因为大量使用新技术,专利纠纷也很麻烦。根据财报,2022到2024年,禾元生物支付的专业服务费分别是1949万元、1006万和1669万,其中就涉及杨代常跟美国前东家的侵权官司。

目前,全世界采用水稻胚乳细胞做生物反应器表达系统的企业,只有禾元生物和杨代常在美国打工的Ventria生物科技公司。

2020年,这家公司请求美国国际贸易委员会发起调查,认为禾元产品侵犯了951专利及416专利的部分权利。2022年9月,美国国际贸易委员会作出终裁:对禾元生物未经授权的侵权产品发布有限排除令,禁止进入美国,这对禾元生物在美国拓展市场的计划有沉重打击。中国生物企业还需要在资金和技术产业链各方面得到支持,才能有效降低卖血浆的产业规模。

同样是使用CRISPR基因编辑技术,社会对于贺建奎和元禾生物的态度,为什么存在明显不同?

因为贺建奎在挑战伦理的同时,并没有带来任何进步。即使不考虑道德问题,贺建奎搞的人体实验也只停留在硕士研究生水平。

首先,CRISPR作为基因编辑工具,本身就存在很高的脱靶可能,从风险防范角度,更加适合进行植物和动物实验。

我们可以把基因编辑比作在人体内进行拆迁,CRISPR就像工程队,工程师需要通过20位数字的门牌号锁定目标房屋。但整个人体基因存在大量"孪生门牌",一旦拆错了房子,就会出现脱靶。美国哈佛医学院病理学系(Fu Yanfang)的论文显示,基于人类细胞实验的CRISPR/Cas9系统,脱靶率高达66%,也就是说每敲掉3个基因,就有两个敲错了。

脱靶会导致有些基因不表达或者表达混乱,留下潜在的遗传疾病风险,如果是植物或者动物实验,处置手段比较方便,无非是不再生产或者就地安乐死。但如果直接用人类做实验,对于失败的实验对象,就不可能采取人工绝育或者人道毁灭。此外,发现问题也需要较长的时间,接受基因编辑的儿童等到出现明显的疾病,可能已经是老年人,污染后的基因已经扩散到第三代,问题就会更加严重。

如果只看贺建奎对“露露”和“娜娜”两个婴儿的实验操作,也没有取得任何预期结果,都出现了脱靶问题。

贺建奎瞄准的一个基因叫CCR5,制造相应的白细胞蛋白,R5型HIV病毒正是通过这种蛋白,入侵免疫细胞。按照贺建奎的说法,只要对CCR5基因进行改造,转入特定序列,人就不会再感染HIV,但CCR5是人体正常需求的免疫基因,对一个完全健康的人,移除正常基因,就算成功转入了特定序列,理论上只能免疫R5型HIV病毒,面对其他类型HIV病毒不仅没有免疫能力,还可能造成正常免疫功能受损。

理论上有两个方法让CCR5失去原来的表达能力,一种方法是可以直接用CRISPR把一整段特定序列添加到CCR5中,另一种方法则是引入一段编码,让原本的基因失效并且发生突变,两种方法的结果都不可控。

贺建奎选择了第二种方法,从实验结果来看也失败了,露露的一个CCR5完全没有改变,因此仍然可能制造对应蛋白质,并不能免疫HIV病毒。娜娜的2个CCR5虽然都被改变,但其中一个CCR5缺少4个碱基对,另一个却多出1个碱基对,不仅没有完成对基因修改,还可能制造2 种新的突变蛋白质,不仅没有免疫HIV的能力,还会出现新的问题。

这种实验只是硕士生毕业作品水准,2022年北京协和医学院的一篇硕士学位论文里面,就利用 CRISPR/Cas9 技术对高度纯化小鼠造血干细胞进行基因敲除,技术和实验目标与贺建奎完全一样,只是贺建奎用到了人类胚胎身上,破坏了人类生物学术界伦理。

btnews_0891_13

但是,同样按照人类的法律和道德伦理,贺建奎罪不至死。谁也无法阻止他找一个有法律漏洞的国家,去落实他的想法。水稻生产人体血浆成分的技术逐渐成熟,说明跨物种的基因编辑技术已经可以应用。在不顾代价的实验室里,还有更大的潜力。

在生物学飞速发展的年代,如果各个强国不能达成共识,进行强有力的国际监管,一定会有富豪和疯狂的科学家合作,以科学的名义,给全人类提出暂时无法解决的难题。

感谢各位收看,891期节目到此结束,我们周日再见!

Leave comment

On this page