人类很多遗传疾病,说到底,可能只是因为DNA里写错了一个字母。
但麻烦在于,过去我们即使知道这个字错在哪里,也很难直接把它改回来。
传统CRISPR-Cas9(俗称“基因剪刀”的基因编辑技术)的办法,更像拿一把剪刀。
先找到出错的位置,把DNA双链剪开,再利用细胞自身的修复机制重新拼接。
这种方法非常强大,却有一个天然的问题:剪开以后怎么修,并不完全受人控制,可能出现意料之外的插入、缺失等变化。
于是有人提出了一个更大胆的问题:
既然只是写错了一个字,为什么一定要把整段DNA剪开?能不能直接把这个错字改掉?
提出这个问题,并真正把它变成现实的人,就是刘如谦。
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别人给DNA发明了一把剪刀,他给DNA造出了一支“橡皮擦+铅笔”。
2016年,刘如谦团队在《Nature》发表碱基编辑技术。
它可以在不切断DNA双链的情况下,直接把特定的DNA碱基转换成另一个碱基。
到了2019年,他的团队又推出Prime Editing,也就是先导编辑。
如果说碱基编辑是在改一个错别字,那么Prime Editing已经更像Word里的“查找并替换”。
它不仅能修改单个碱基,还可以完成小片段DNA的插入、删除和替换,而且同样不需要先把DNA双链彻底切断。
最初论文显示,从理论覆盖范围来看,Prime Editing可能处理高达约89%的已知致病遗传变异。
也正因为这两项技术,刘如谦成为今天全球基因编辑领域最值得关注的科学家之一。
刘如谦是华裔美国科学家,现任哈佛大学教授、Broad研究所核心成员和霍华德·休斯医学研究所研究员。
1994年,他以全班第一名从哈佛本科毕业,随后在加州大学伯克利分校获得博士学位,1999年回到哈佛任教。
说到华人基因编辑科学家,很多人可能首先想到张锋。
张锋现任MIT教授、Broad研究所核心成员,也是CRISPR领域最重要的科学家之一。2013年,他的团队率先证明CRISPR-Cas9能够高效用于哺乳动物细胞基因编辑,此后又推动了Cas12、Cas13等基因编辑工具的发展。
如果说张锋等科学家推动CRISPR真正成为人类可以使用的基因编辑工具,那么刘如谦进一步追问的是:
这套工具能不能更精确?
因为对于医学来说,这一点至关重要。
过去面对很多遗传病,医生可能已经知道患者究竟是哪一个基因、哪一个位置出了问题,却没有办法真正修复它。
而刘如谦的研究正在把医学推向另一个阶段:找到错误,然后直接修改错误本身。
更重要的是,这件事已经不再只是停留在实验室里。
2025年,一个患有严重氨甲酰磷酸合成酶1缺乏症(CPS1缺乏症)的婴儿,接受了针对其个人基因突变定制的体内碱基编辑治疗。
这是一种罕见的遗传性代谢疾病。患者由于体内缺少关键酶,无法正常处理氨,导致有毒的氨在血液中积累,严重时可能损伤大脑,甚至危及生命。
研究人员先找到这个孩子独有的致病突变,再针对这个突变设计基因编辑方案,最终在他大约7个月大时实施治疗。
相关成果随后发表在《新英格兰医学杂志》。
它意味着一种完全不同的药物开发模式正在出现……
过去,一款药通常需要寻找几十万、几百万患者。
未来面对一些罕见遗传病,情况可能反过来:先找到一个患者,再根据他的DNA错误,为他设计一款药。
也就是所谓的个人定制。
当然,目前这种治疗仍处于非常早期的阶段,长期安全性、有效性和成本都需要继续验证。
但方向已经出现了。
刘如谦获得的认可也越来越接近诺奖级别。
2025年,他因为开发碱基编辑和Prime Editing获得生命科学突破奖。
到了2026年,科睿唯安又将刘如谦列入“引文桂冠奖”。
这个名单之所以格外受关注,是因为它长期被称为诺贝尔奖的风向标。从2002年至今,已经有89位入选者后来真正获得诺贝尔奖。
还有个很有意思的讨论:如果刘如谦未来真的获得诺贝尔奖,他应该拿化学奖,还是生理学或医学奖?
2026年科睿唯安把他列在化学领域。
碱基编辑和Prime Editing从技术源头来看,属于化学生物学、分子工程和基因编辑工具的重大突破。
但它们真正可能产生巨大影响的地方,却是医学。
癌症、遗传性血液病、代谢疾病以及大量罕见遗传病,背后都可能存在特定的基因突变。
过去人类更多是在治疗这些突变造成的后果。
而刘如谦代表的方向,是另一种思路:直接去修复疾病产生的源头。
这可能也是基因医学真正令人兴奋的地方。
从治疗症状,到治疗机制,再到直接修改导致疾病的DNA,人类面对疾病的方式正在发生变化。
刘如谦最终能不能获得诺贝尔奖,很快就能知道(个人认为可能性极大)。
但如果未来人类真的能够像修复程序Bug一样,大规模修复DNA中的致病错误,那么回头看这段生命科学史,刘如谦一定会是一个无法绕开的名字。
因为他所改变的,不仅是一种基因编辑技术,而是人类治疗遗传疾病的基本方式。
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