早在1987年，日本学者发现，在大肠杆菌的基因末端有一段间隔重复的DNA序列。2007年左右，通过对不同细菌的研究，CRISPR作用机理才逐步清晰。在细菌及古细菌中，CRISPR系统共分成三类，其中Ⅰ类和Ⅲ类需要多种CRISPR相关蛋白(Cas蛋白)共同发挥作用，而Ⅱ类系统只需要一种Cas蛋白即可，这为其能够广泛应用提供了便利条件。

　　2012年8月，美国加州伯克利分校Jennifer Doudna和马克普朗克感染生物研究所Emmanuelle Charpentier在《science》上发表论文介绍如何使用CRISPR-Cas9系统工作，并通过更换向导RNA序列来实现基因编辑。这种技术被业内形象地比喻为剪刀分子技术，意味着用分子剪刀剪除几段基因组，然后再进行回填和修补，就掌握了技术的精髓。对于稍微通晓生物医学知识的研究人员而言，只要订购一段向导RNA，利用通用的实验室材料，就能快速建立需要的模型。成本仅为ZFN的几十分之一。

　　此后3年，利用CRISPR-Cas9工具在不同领域应用研究论文迅速增加，据统计达到650篇之多，由此也可以看出CRISPR-Cas9的易懂易操作性。

　　安全性不断增强 伦理问题存争议

　　虽然CRISPR-Cas9被业界热捧，甚至成为诺贝尔化学奖的有力竞争者，需要注意的是任何一项全新的科学技术都要经历安全性的论证。CRISPR-Cas9之母Jennifer Doudna在2014年参加了一场学术会议得知，一位使用CRISPR-Cas9工具的科研者很容易地构建出了人肺癌小鼠动物模型。这反而令她担忧，如果出现一点问题，那患上肺癌的不是小鼠而是人类。

　　麻省理工学院的生物工程师Daniel Anderso认为CRISPR药物很快将进入临床试验阶段。更多科学家认为需要开展更多的工作，保证CRISPR技术的安全和功效。因为用于基因编辑的酶在非目标区域发生作用，或加快细胞增殖，形成肿瘤。

　　“许多安全问题都与脱靶效应相关。”从事CRISPR工具研究的另一位知名科学家张锋指出。近日，他和团队则在《science》发表论文称，麻省理工学院和哈佛大学Broad研究院、麻省理工学院麦戈文人脑研究所的研究人员设计改造了革命性的CRISPR-Cas9基因组编辑系统，从而显著减少“脱靶”编辑错误。具体而言就是化脓性链球菌Cas9酶由约1400个氨基酸组成。在他们研究的具体案例中，改变其中三个氨基酸可显著地将 “脱靶编辑”减少到不可检测的水平。研究小组将这种新近改造的酶称为“增强型”化脓性链球菌Cas9，该实验室很快会将这种增强型酶提供给世界各地的研究人员。

　　除了安全问题，更令人担忧的是快速高效的基因编辑带来的伦理问题。理论上，通过基因编辑人类未来不仅可以治愈包括癌症、地中海贫血、艾滋病在内的绝症。还可以运用基因编辑来改造自己的基因并遗传给下一代。有观点认为最终富人和穷人可能变成不同物种，人类社会也将面临巨大的挑战。对于生态环境而言，人类完全可以通过基因编辑来改变杂草、害虫的基因，使其基因带有某种突变，或令种群灭绝。虽然可能会消灭疟疾等传染疾病，但会否因此造成其他生态问题就不得而知了。

　　在此次人类基因编辑峰会召开前，便已经出现了具有争议的案例。据《自然》4月的报道，在中山大学副教授、基因功能研究员黄军就的带领下，科研人员利用CRISPR-Cas9技术，试图修改人类胚胎中可能导致β型地中海贫血的基因。根据进一步的消息，科研人员选用的人类胚胎是卵子和双精子受精所生成，完全不可能发育为正常婴儿。尽管如此还是在业界引起了巨大的风波。反对者认为这已经触及了伦理底线，应该停止类似的研究。但也不乏支持者，有的科学家认为这种情况下受精卵不一定能定义为生殖细胞。另有科学家认为仅仅作为研究，利用CRISPR-Cas9技术编辑人类胚胎和生殖细胞是可行的。更开放的观点认为，可以对胚胎进行基因编辑，从而使具有基因疾病的婴儿出生后有更好的生活质量。

　　人类基因编辑峰会发表的一份声明，对于研究所涉及的伦理底线也亮明了态度。这份声明称，强化基因编辑技术的基赐临床前期研究“显然是必要的”，应在适当的法律和道德监管监督下继续开展。但如果在研究中对早期人类胚胎或生殖细胞进行了基因编辑，那么被修改的细胞不得用于怀孕目的。对于不会遗传给后代的体细胞研究，大多数科学家显然持支持态度。对于在生殖细胞能否使用基因编辑技术，部分科学家认为也不需要永远摒弃这一想法。

　　尽管面临伦理天花板的争议，但学界普遍认为基因编辑技术未来在医疗健康、生物育种方面仍大有可为。

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