返老還童將成真，斯坦福教授解說“生命編程”技術

如果有一天，艾滋病、乙肝等從地球上消失。

如果有一天我們可以根治癌癥。

如果禿頭、肥胖、近視都能夠被治療。

如果有一天，我們可以返老還童。

世界會不會更加美好？

探長獲悉基因編輯和干擾技術有望將這些夢想都變成現實，于是潛入騰訊WE大會，聆聽了斯坦福大學Lei Stanley Qi（亓磊）教授關于“編程生命”的演講。 

（基因編輯領域專家、斯坦福大學生物工程系和化學與系統生物學系助理教授亓磊） 

我們可以把人體看成一臺DNA的計算機，一臺生命信息的計算機。 

基因的基本形態是DNA，DNA編碼了RNA，RNA又編碼了蛋白，蛋白產生了復雜的功能。基因信息的橫向流動構成了我們的生命，在每一個人體內都有這樣的DNA、RNA和蛋白的分子，一旦這種信息流動出錯，我們就會得病。

人類的疾病其實可以簡單的分成兩類，一種是人體獲得了不該得到的東西造成的疾病，第二種是你丟掉了一些需要的東西造成的疾病。 

那么，如果我們能像計算機一樣，給人體添加一些按紐：比如說其中一個按紐是“更改”，當按下這個按紐的時候任何發生錯誤的DNA就會發生自動的修復，幫助我們糾正這些疾病；再比如另外一個按紐“刪除”，可以幫助我們刪除不想要的基因，如感染的病毒；另外還有打開或者是關閉基因的按紐，幫助我們調整這些基因的功能。

如果有一天，我們可以做到上述這樣的“生命編程”，那么很多疾病我們將不再感到害怕。 

生命編程真的可以實現嗎？ 

1. CRISPR（基因剪刀） 

很幸運的是，最近幾年出現了一項新的技術叫做CRISPR（基因剪刀），它是生物工程師眼中的希望，是人們用來攻克難以治愈疾病的希望。CRISPR是什么呢？簡單來說，它就像一把剪刀，一把DNA的分子手術刀，可以幫我們精準的剪切基因的某一個位置。 

CRISPR有兩大主要功能：一個是GPS，另一個是剪刀。它由一個蛋白和RNA構成。這個特殊的蛋白叫做Cas9，是從細菌中發現的，它在細菌中可以精確的把它不喜歡的病毒給剪切掉去除。而這個精確性來自于與Cas9結合的RNA，叫做向導RNA。 

（CRISPR 基因剪刀）

向導RNA，就像一個衛星導航系統，可以把這把分子剪刀帶到對應的基因位置，而它尋找DNA的方式是非常簡單的，就是我們所熟知的互補原理。這就形成整個生命編程的基礎，我們可以通過設計不同的向導RNA，來設計不同的GPS，告訴這個剪刀跑到不同的位置來編輯基因，通過編輯我們可以插入一個基因，刪除一個基因，或者是修改一個錯誤的基因。 

在2012年，當亓磊還在伯克利做博士生的時候，他和他的導師在一起研究時發現：CRISPR基因編輯雖然非常強大，但是有時也會犯錯，而如果這種錯誤發生在人的生殖細胞里，就會傳給后代，形成新的遺傳病，而且很難逆轉，于是，他們開始思考一種不必去修改基因序列，但同時又能改變基因功能的方法。

（CRISPRi也有風險）

2. CRISPRi（基因開關） 

伴隨著這個想法，他們發明了一種新的技術，叫做CRISPRi（基因開關），i指的是干擾。簡單的說，CRISPRi是去除了剪刀的功能，所以不會對DNA造成任何的損傷，但是卻保留了GPS的功能，能夠精準地跑到某個基因的位置，并不會剪掉它，而是改變它的表達方式。

（CRISPRi 基因開關） 

人的基因組是有2萬多個基因構成的，這些基因細微的差異和不同的表達構成了我們個體的差異，當該表達的基因不表達，或者是不該表達的基因表達的時候我們就會得病，而這些疾病可以通過CRISPRi來修復。 

假想一下，CRISPRi就是一把把的鑰匙，它可以讓我們用來精確的開關基因組里的很多基因，比如說我們可以用CRISPRi關掉一些造成疾病的風險性基因，像糖尿病、近視眼和癌癥，同時我們可以用這把鑰匙打開一些對我們有有益的基因，比如說打開一個增強免疫力的基因。 

在實驗室里，我們可以使用很多把這樣的鑰匙，同時在人的細胞里打開關閉上百個基因，達到非常復雜的生命編程的過程。讓我們再看看有哪些應用吧：

用生命編程治療遺傳病 

遺傳病的根本是由于遺傳的DNA發生了錯誤，我們可以把它進行修整。 

生物工程師現在正在使用這些基因編程的工具，來針對很多種不同的遺傳病尋找解決的方案，像通常見到的禿頭，這是遺傳造成的，而肥胖、近視是由遺傳和環境一起造成的。 

這些都可以在將來某一天通過基因編程的方式徹底修改掉，我們再也不必要擔心得這些毛病。 

用生命編程的方式治療艾滋病 

我們聽過最可怕的疾病應該就是艾滋病了。HIV病毒感染人的免疫系統，并且長時間的潛伏在里面，造成免疫系統的缺失，這就是艾滋病。 

目前，治療艾滋病的主要方式是通過控制HIV的傳播，以及延緩HIV的發作，非常昂貴，而且并不能從根本上消滅HIV。 

根據麻省大學醫學院的研究，我們有望用生命編程的方式根治HIV，利用Cas9 / CRISPR技術將造成艾滋病的HIV病毒序列從細胞基因組里刪除掉，就能讓HIV病毒從病人體內永久消失。而如果每個人都進行這樣的生命編程，那么HIV就會從地球上永遠的消失，人們再也不用擔心將來得艾滋病。

用生命編程的方式治療乙肝 

同樣的方法也可以用于乙肝病毒。數據統計，中國得乙肝病毒的病人數量超過全世界其他國家的總和。 

乙肝病毒也是一種DNA病毒，它長期的潛伏在我們的肝細胞里，并通過這種潛伏影響我們的肝臟功能，甚至造成肝癌。既然是DNA病毒就可以通過DNA編程的方式加以修改、刪除，這樣乙肝病毒就再也不存在我們的體內，世界上再也沒有乙肝的攜帶者。 

用生命編程的方式治療癌癥 

目前治療癌癥的方法也比較單一，主要是手術切除或者是大劑量的化療，這些方法也是治標不治本，而且非常痛苦。

有一種方案就是編程我們的免疫系統，大家知道免疫系統是我們身體的一道防線，免疫細胞就像警察一樣幫助我們去除那些我們有害健康的東西。 

但有個問題是免疫細胞會游走于全身各個器官，對于很多器官造成不必要的傷害！

通過生命編程的方法，我們也能解決這個問題。我們可以編程免疫細胞，讓它們變得非常精準，只去殺死需要殺死的癌細胞，比如讓免疫細胞只進入到肺部，這樣對于肺癌的病人只會進入到肺部去殺死這些肺癌細胞，而不會進入到身體的其他任何器官，不會造成“誤傷”。 

用生命編程的方式返老還童

最近，亓磊的團隊和斯坦福醫學院臨床醫生合作，使用編程的方式來解決骨再生的問題。大家知道，老年人和糖尿病患者的骨頭一旦受損修復是非常漫長的。那么，解決的方案就是編程干細胞，讓干細胞短時間內快速再生出高質量的骨頭。

而他們的實驗發現，在小鼠體內本來不可以再生的骨頭，通過兩周時間內快速再生出高質量的骨頭。 

同樣的方法也可以適用于更復雜的器官，比如說再生心臟，讓心臟重新恢復功能，甚至可以讓人們返老還童。如果把年輕小鼠的血打入到年老的小鼠體內，它就會恢復認知能力和青春，年輕小鼠血里面有一些東西可以幫助年老的老鼠，這就是所謂的“返老還童”吧。 

如果說IT行業在一條高速公路上已經飛速前行了30年的話，那么生物科技也即將駛入這條高速路，雖然說現在速度不是很快，但是加速度很大，那么在將來它必將一樣高速行使。

生命編程的未來與生物工程師的愿景 

在演講的最后，亓磊教授提到：“基因編程的方式目前正處于起點，但是它卻能幫助我們克服很多的疾病，包括癌癥、老年癡呆、傳染病和器官損傷，要想讓這個成功，不僅需要生物工程師的存在，也需要產業的存在，需要有一個完整的生物科技產業不停的創新，不停的支持將科技轉化為臨床、轉化為醫學，并且與醫學完美的結合。” 

作為一個生物工程師，亓磊也曾在面對太多未知的東西迷茫過，但有一段深深的影響了他，也描述了很多生物工程師的愿景：“Heal the Hurt, Reverse the Time, Change the Fate”（醫治傷患、逆轉時間、改變命運！）