記者初識(shí)此次的被訪者要從CellResearch上的一項(xiàng)研究說起。在這篇論文，中科院青年科學(xué)家王皓毅研究組利用CRISPR-Cas9技術(shù)在CAR-T細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)了多基因編輯，向通用型CAR-T又邁進(jìn)了一步。近日，記者有幸采訪了王皓毅研究員。除了詳細(xì)解答該研究的設(shè)計(jì)思路及意義，王皓毅還分享了他與基因編輯技術(shù)長達(dá)8年的“緣分”、對(duì)基因編輯人類胚胎的態(tài)度，以及對(duì)國內(nèi)外科研環(huán)境差異的看法。

　　中科院動(dòng)物所王皓毅研究員

　　2014年5月，青年科學(xué)家王皓毅結(jié)束了他在美國長達(dá)13年的求學(xué)之旅，加入了中科院動(dòng)物所。近年來，他在基因編輯、干細(xì)胞、小鼠建模等領(lǐng)域取得了大量的研究進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在Cell、NatureBiotechnology、GenomeResearch、CellResearch、Genetics等雜志上。2013年，他被著名科學(xué)網(wǎng)站GenomeWeb評(píng)選為全世界二十名最值得關(guān)注的青年科學(xué)家之一。

　　與基因編輯“結(jié)緣”8年，CRISPR是個(gè)重要的“新伙伴”

　　作為動(dòng)物所基因工程技術(shù)研究組組長，王皓毅目前的研究很大一部分離不開基因編輯技術(shù)。他告訴記者，2017年已經(jīng)是他與這一技術(shù)“結(jié)緣”的第8個(gè)年頭。在MIT做博士后前期，他利用基因編輯技術(shù)TALEN（TranscriptionActivator-LikeEffectorNuclease）做了大量的研究工作。之后，隨著CRISPR的問世，研究組也迅速利用起了這一新型基因編輯工具。

　　他說：“我們之前就知道CRISPR這個(gè)系統(tǒng)的存在，但不太清楚它能不能發(fā)揮基因編輯作用。2012年，JenniferDoudna和EmmanuelleCharpentier在《科學(xué)》雜志發(fā)表的論文證實(shí)了CRISPR系統(tǒng)的基因編輯功能，但其能不能在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)揮作用還不得而知。我們也嘗試了相關(guān)的研究，但張鋒和GeorgeChurch帶領(lǐng)的研究小組很快證實(shí)了CRISPR能夠編輯人類細(xì)胞基因組。他們的文章發(fā)表后，我們很快從張鋒的實(shí)驗(yàn)室取得了質(zhì)粒，開展我們所擅長的工作，如，研究多能干細(xì)胞、用于小鼠建模等。這一重要技術(shù)的出現(xiàn)確實(shí)給我的科研生活帶來了很大的幫助。”

 　　利用CRISPR技術(shù)，在CAR-T細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)多基因編輯

　　去年12月，王皓毅研究組利用CRISPR-Cas9技術(shù)在CAR-T細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)了多基因編輯，相關(guān)成果以“CRISPR-Cas9-mediatedmultiplexgeneeditinginCAR-Tcells”為題發(fā)表在CellResearch雜志上。

　　近幾年，CAR-T技術(shù)作為癌癥免疫療法中的重要成員，給部分血癌患者帶來了新的希望。然而，目前這一技術(shù)大多是從患者自身獲取T細(xì)胞，在體外進(jìn)行改造和擴(kuò)增后再回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，發(fā)揮抗癌作用。這種自體療法存在幾個(gè)問題：1）成本高，2）一些病人在經(jīng)過了很大劑量的放化療后，可能并不含有足夠高質(zhì)量的T細(xì)胞用于CAR-T細(xì)胞的制備；3）體外擴(kuò)增需要一定的時(shí)間，不能馬上使用。

　　那么，如何解決這些問題呢？王皓毅表示，異體CAR-T療法是一個(gè)重要的研究方向。簡單來說，就是像生產(chǎn)常規(guī)的藥一樣，用健康人的T細(xì)胞提前制備出大量通用型的CAR-T細(xì)胞，進(jìn)行備用。但是使用異體供者T細(xì)胞制備出的通用型CAR-T細(xì)胞治療患者必須保證其安全性，確保CAR-T細(xì)胞不攻擊患者自身細(xì)胞，同時(shí)需要降低CAR-T細(xì)胞自身的免疫原性，避免被患者免疫系統(tǒng)攻擊。

　　在上述研究中，王皓毅研究組利用CRISPR-Cas9技術(shù)將αβT-cellreceptor(TCR)從異體的CAR-T細(xì)胞中敲除，避免移植物抗宿主病（graft-versus-host-disease，GVHD）的發(fā)生；同時(shí)，將人類白細(xì)胞抗原（HLA）敲除，降低自身的免疫原性。

　　采訪中，王皓毅向記者詳細(xì)解釋了選擇敲除上述兩個(gè)基因的原因。之所以敲除TCR，是因?yàn)檫@些受體會(huì)將患者自身細(xì)胞識(shí)別為異體，造成GVHD。之所以選擇敲除HLA，是因?yàn)楫?dāng)異體CAR-T細(xì)胞輸入患者體內(nèi)后，患者的免疫系統(tǒng)也會(huì)識(shí)別并攻擊這些“外來者”。這類識(shí)別大多數(shù)是通過MHC（人類的MHC通常稱為HLA）這個(gè)分子實(shí)現(xiàn)的。因此，理論上來說，如果敲除了異體CAR-T細(xì)胞的MHC類分子，可以使其在一定程度上不被患者的免疫系統(tǒng)識(shí)別，能夠幫助CAR-T細(xì)胞更好的存活。

　　此外，考慮到阻斷PD-1信號(hào)通路（PD-1是與腫瘤免疫逃逸相關(guān)的T細(xì)胞表面抑制因子）在許多腫瘤類型中都取得了較好的療效，研究人員同時(shí)在CAR-T細(xì)胞中敲除了PD-1基因，來阻斷PD-1信號(hào)通路。結(jié)果表明，與普通CAR-T細(xì)胞相比，這些經(jīng)過多重基因編輯的CAR-T細(xì)胞在體外及體內(nèi)具有相當(dāng)或更強(qiáng)的腫瘤細(xì)胞殺傷功能。

　　王皓毅表示，類似的研究之前也借助其它基因編輯技術(shù)開展過，包括用鋅指核糖核酸酶（ZFN，Zinc-fingerNuclease）敲除T細(xì)胞中的基因、用TALEN敲除TCR生成異體CAR-T細(xì)胞等。他們研究組的早期工作證實(shí)了CRISPR技術(shù)能夠在小鼠胚胎干細(xì)胞中同時(shí)敲除5個(gè)基因。此次將CRISPR技術(shù)應(yīng)到到CAR-T細(xì)胞中是“一脈相承”的工作。

　　談及CAR-T療法的前景，王皓毅認(rèn)為，不僅僅是CAR-T療法，整個(gè)細(xì)胞治療領(lǐng)域一直都面臨著很多挑戰(zhàn)。但是CAR-T療法目前的一個(gè)問題是，它是個(gè)體化的。由于每個(gè)患者的細(xì)胞是千差萬別的，因此制備的細(xì)胞質(zhì)量差異較大，制備成本也較高。目前來說，走通用型CAR-T這條路或許能夠解決一部分問題。

　　借基因編輯技術(shù)，回答基礎(chǔ)科學(xué)問題

　　除了利用基因編輯進(jìn)行一些應(yīng)用型的研究，王皓毅還對(duì)很多基礎(chǔ)的科學(xué)問題很感興趣，如決定性別的基因。他說：“大家很早就知道，Y染色體上的Sry基因會(huì)導(dǎo)致一系列雄性特征的發(fā)育，但當(dāng)把這個(gè)基因敲除后，即使擁有Y染色體，還是會(huì)發(fā)育成雌性。先前的研究中，我們把Sry敲除后，生成了一個(gè)可育的、具有Y染色體的雌性小鼠。雖然該基因的性別決定功能已經(jīng)很清楚了，但是它在成體中的功能仍有很多值得探索的問題。這些問題是我們感興趣的，也是利用基因編輯技術(shù)和建模技術(shù)能夠去回答的。”

　　“我們感興趣的另一研究方向是人類胚胎干細(xì)胞（humanembryonicstemcells，hESCs）。hESCs還有很多問題沒有弄清楚，包括na？ve和primed兩個(gè)不同多能性狀態(tài)的區(qū)別，以及它們相關(guān)的一些表觀遺傳現(xiàn)象。”

　　支持基因編輯人類胚胎研究，但應(yīng)用須“另當(dāng)別論”

　　上個(gè)月，美國對(duì)基因編輯人類胚胎“亮黃燈”的消息引發(fā)了廣泛的關(guān)注和討論。美國國家科學(xué)院和美國醫(yī)學(xué)科學(xué)院的22名科學(xué)家、醫(yī)生、倫理學(xué)家、政策學(xué)者認(rèn)為，應(yīng)該允許科學(xué)家們在嚴(yán)格的監(jiān)管下，利用成熟的基因編輯技術(shù)，對(duì)人類的精子、卵子或早期胚胎進(jìn)行編輯，消除鐮狀細(xì)胞貧血、囊性纖維化等重大遺傳疾病。

　　對(duì)此，王皓毅認(rèn)為，科學(xué)研究永遠(yuǎn)是需要的，但研究是一回事，應(yīng)用又是另一回事。只要相關(guān)的研究不以生殖為目的、有非常清晰的界定（如胚胎發(fā)育到多少天就必須停止），科學(xué)研究是一定要鼓勵(lì)的。但如果談到應(yīng)用層面，涉及到的問題就更加復(fù)雜，如倫理問題、文化背景問題等等。這些問題不是光靠科學(xué)家們就能解決的。

　　基因編輯并不是傳統(tǒng)概念的“轉(zhuǎn)基因”，它屬于GMO

　　對(duì)于基因編輯人類胚胎產(chǎn)生的嬰兒，一些報(bào)道將其稱為“定制嬰兒”，而也有人將其與備受爭議的“轉(zhuǎn)基因”聯(lián)系起來，稱其為“轉(zhuǎn)基因嬰兒”。那么，基因編輯與轉(zhuǎn)基因之間究竟是什么關(guān)系呢？

　　王皓毅向記者解釋道：“轉(zhuǎn)基因生物對(duì)應(yīng)的英文定義是GeneticallyModifiedOrganisms（GMO）。如果根據(jù)英文定義理解，只要生物的基因改變了，就屬于GMO的范疇。但事實(shí)上，大家常說的“轉(zhuǎn)基因”與GMO并不完全是一個(gè)概念。轉(zhuǎn)基因的字面意思是，將基因轉(zhuǎn)到一個(gè)物種中。這就包括了：1）將一個(gè)物種的基因轉(zhuǎn)到另一個(gè)不同的物種中，2）在同一物種間進(jìn)行轉(zhuǎn)基因，如將黑色狗的基因轉(zhuǎn)到白色狗中。”

　　“如果強(qiáng)調(diào)基因的轉(zhuǎn)入，那基因編輯與轉(zhuǎn)基因有很大的不同?；蚓庉嫾夹g(shù)更多的是在原位基因上進(jìn)行修改，如敲除基因、精確修改單個(gè)堿基等；當(dāng)然也存在利用基因編輯技術(shù)將大的基因片段精確插入到基因組中的情況。所以，不能簡單地將基因編輯與轉(zhuǎn)基因進(jìn)行等同，但這些修飾都包含在GMO這個(gè)概念里。”

　　關(guān)于“轉(zhuǎn)基因”，王皓毅還談到，關(guān)于任何事件的結(jié)論都應(yīng)該基于科學(xué)的數(shù)據(jù)。在反對(duì)或者擁戴一個(gè)觀點(diǎn)前，參與者應(yīng)該先了解和學(xué)習(xí)被討論的東西究竟是什么，然后再作出獨(dú)立的判斷。

　　環(huán)境決定個(gè)體研究層次，做科研不應(yīng)只為生存

　　從邁阿密大學(xué)，到華盛頓大學(xué)，再到MITWhitehead研究所，王皓毅在美國的科研環(huán)境中待了13年之久。談及在國外和國內(nèi)做科研的差異，他表示，環(huán)境在很大程度上決定了個(gè)體的研究層次。美國的科研環(huán)境不單純是指一個(gè)具體的學(xué)校，而是一個(gè)整體的環(huán)境，比如在波士頓，很多頂級(jí)院校距離很近，想解決一個(gè)技術(shù)問題，跨兩條街可能就能找到世界上最頂級(jí)的專家。這為研究者之間互相交流和學(xué)習(xí)提供了便利。不經(jīng)意的探討可能會(huì)帶來很多靈感，或者達(dá)成合作。

　　“目前，國內(nèi)在這一方面還存在一定的差距，但是隨著國內(nèi)科研條件的提升，以及一批批年輕的科學(xué)家加入到這一環(huán)境中，我相信很快就會(huì)形成更為豐厚的土壤，沉淀出更好的科研氛圍。當(dāng)然，產(chǎn)生這樣的化學(xué)反應(yīng)是需要時(shí)間的，也不是靠一兩個(gè)科學(xué)家就能做到的。”

　　采訪的最后，當(dāng)被問及如何才能取得創(chuàng)新性、突破性的研究成果，王皓毅表示，這是科研人員都會(huì)面臨的挑戰(zhàn)。作為一個(gè)新建研究組的研究員，需要考慮如何才能找到突破口，建立自己的優(yōu)勢。這其中涉及了“求生存”與“保持科研初心”之間的平衡問題。

　　他說：“不管從事什么職業(yè)都需要解決生存問題，但如果只是為了生存，做科研就沒有什么意義了。對(duì)我而言，做科研最主要還是在一定程度上有精神上的自由，探索感興趣的未知領(lǐng)域，做到一些從未做過的事。”