由美國(guó)醫(yī)療公司Revivicor研發(fā)的基因編輯豬“GalSafe豬”12月14日獲得美國(guó)食品與藥物管理局(FDA)的批準(zhǔn)，既可食用也可用來(lái)生產(chǎn)醫(yī)療產(chǎn)品。科學(xué)家通過(guò)基因工程手段，敲除了在豬細(xì)胞表面添加α-半乳糖(Alpha-gal)的蛋白酶，那些對(duì)肉類過(guò)敏的普通人群因此可以放心安全地食用這種基因編輯豬。

此外，“GalSafe豬”還可以用來(lái)生產(chǎn)類似于肝素的藥物，它的組織和器官還可能潛在地解決患者接受異種器官移植后的免疫排斥問(wèn)題。

“‘GalSafe豬’獲準(zhǔn)上市，標(biāo)志著基因編輯動(dòng)物首次實(shí)現(xiàn)食用和醫(yī)療雙重用途。”中科院遺傳與發(fā)育研究所生物學(xué)研究中心高級(jí)工程師姜韜在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示。

已有多種基因編輯動(dòng)物獲準(zhǔn)上市

首次批準(zhǔn)一種基因改造過(guò)的動(dòng)物既可用于食品，又可作為潛在的生物醫(yī)學(xué)用途，這是科學(xué)創(chuàng)新的一個(gè)巨大里程碑。FDA目前確定，這種基因編輯豬的肉可以安全地供一般人群食用。

這是FDA首次批準(zhǔn)用于人類食物消費(fèi)和潛在治療用途的動(dòng)物體內(nèi)基因組改變，也是FDA繼2015年批準(zhǔn)基因編輯三文魚后，再次批準(zhǔn)一種基因編輯動(dòng)物上市食用。

美國(guó)等國(guó)家還批準(zhǔn)過(guò)哪些基因編輯動(dòng)物上市?姜韜指出，目前國(guó)外生物技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家批準(zhǔn)的基因編輯動(dòng)物有幾種。2009年FDA批準(zhǔn)一種價(jià)值在千萬(wàn)美元的基因編輯山羊上市，但不是作為食用，而是作為生物反應(yīng)器，用其乳腺生產(chǎn)一種預(yù)防血栓的蛋白質(zhì)藥物，并跟著乳汁分泌出來(lái)，以治療人類遺傳性抗凝血酶缺乏癥。

2014年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了一種基因編輯兔子上市，用其可生產(chǎn)治療遺傳性血管水腫的藥物。

“2015年，由英國(guó)劍橋羅斯林研究所研發(fā)的可以在雞蛋中制造重組蛋白質(zhì)藥物的基因編輯雞獲得FDA批準(zhǔn)，用于治療無(wú)法降解細(xì)胞中脂肪的人類遺傳疾病，同年，生長(zhǎng)速度和飼料回報(bào)率明顯優(yōu)于普通大西洋鮭魚的基因編輯三文魚成為第一個(gè)獲得FDA和加拿大相關(guān)部門批準(zhǔn)食用的基因編輯動(dòng)物。”姜韜說(shuō)。

去掉相應(yīng)基因才能真正防過(guò)敏

GalSafe是半乳糖安全的意思，“GalSafe豬”因身體細(xì)胞表面缺乏“α-半乳糖”分子而得名。

α-半乳糖僅存在于哺乳動(dòng)物體內(nèi)，但不包括人類。日常生活中，部分人食用含有α-半乳糖的肉類后會(huì)引發(fā)過(guò)敏。“GalSafe豬”因不含α-半乳糖，不僅可以為過(guò)敏者提供安全食用的肉類，同時(shí)還可以用于為過(guò)敏者生產(chǎn)藥物，如不含α-半乳糖的血液稀釋劑——肝素。

為什么只有敲除相關(guān)基因才能防過(guò)敏，通過(guò)烹調(diào)方式不能避免過(guò)敏嗎?對(duì)此，姜韜解釋，有的食物人類食用后引起過(guò)敏，表明食物中有過(guò)敏源分子或其部分與人類小腸表皮細(xì)胞特殊免疫受體結(jié)合，激發(fā)了一類急性應(yīng)激反應(yīng)。

“這種過(guò)敏性結(jié)合物，往往已經(jīng)經(jīng)過(guò)了胃腸道各種消化酶及胃液胰液腸液等部分消化處理，仍然能夠保持必要的結(jié)構(gòu)和足夠的數(shù)量，這往往也是一般性烹飪無(wú)法破壞或徹底消除的，因此最徹底的解決方法是完全去掉相應(yīng)的基因，就是用基因組編輯的方法，敲除這個(gè)基因，讓相應(yīng)的過(guò)敏源完全不會(huì)出現(xiàn)。”姜韜說(shuō)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)分子生物學(xué)博士湯波解釋，α-半乳糖全稱為α-1,3-半乳糖，廣泛存在于豬、牛、羊等哺乳動(dòng)物細(xì)胞表面，但是在人類和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物細(xì)胞上卻沒有。有些人可能會(huì)對(duì)含有α-半乳糖的牛肉、豬肉和羊肉等紅肉產(chǎn)生輕度或嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng)，即α-半乳糖綜合征。一般的烹飪方法并不能讓所有α-半乳糖分解，患有α-半乳糖綜合征的人要盡量避免食用紅肉或含有紅肉的食品。

“GalSafe豬”的飼養(yǎng)條件要比傳統(tǒng)豬飼養(yǎng)條件嚴(yán)格很多，除此之外，沒有發(fā)現(xiàn)“GalSafe豬”本身的安全問(wèn)題。FDA還評(píng)估了基因組改變?cè)?ldquo;GalSafe豬”中出現(xiàn)危害人類健康的抗藥性細(xì)菌的風(fēng)險(xiǎn)，并得出結(jié)論，食用這種豬肉感染致病性細(xì)菌的風(fēng)險(xiǎn)很低，并且“GalSafe豬”在市場(chǎng)流通中的數(shù)量少，通過(guò)對(duì)耐藥性細(xì)菌的持續(xù)監(jiān)控，可以減輕相關(guān)危害。

醫(yī)用基因編輯動(dòng)物無(wú)法替代

自上個(gè)世紀(jì)80年代初期，第一只基因編輯小鼠降生以來(lái)，基因編輯技術(shù)發(fā)展很快，基因編輯的牛、羊、魚、昆蟲等紛紛出現(xiàn)。基因編輯動(dòng)物打破了從自然繁殖中獲取基因的傳統(tǒng)遺傳學(xué)方法，成為生物學(xué)發(fā)展史上的又一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。基因編輯技術(shù)將為人類提供有特殊功效的食品和藥品。

FDA也表示，任何機(jī)構(gòu)或研究所在將“GalSafe豬”用于新藥或人體植入之前，都必須尋求FDA的進(jìn)一步批準(zhǔn)。

“GalSafe豬”雖不是首次被批準(zhǔn)上市的基因編輯動(dòng)物，但是首次獲準(zhǔn)將基因編輯動(dòng)物用于食用和醫(yī)療兩種用途。那么，研究基因編輯動(dòng)物，食用和醫(yī)用哪個(gè)更重要?

“具體問(wèn)題具體分析，不能簡(jiǎn)單比較哪個(gè)更重要。目前醫(yī)用基因修飾動(dòng)物研究的更多一些，主要用于生產(chǎn)重組蛋白藥物、人類疾病模型、異種器官供體等?；蛐揎椇蟮?lsquo;GalSafe豬’可用于生產(chǎn)對(duì)患有α-半乳糖綜合征的人不過(guò)敏的豬肉產(chǎn)品，更重要的用途則是生產(chǎn)不易產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)的醫(yī)用產(chǎn)品，比如從豬身上提取藥物、異種移植器官、細(xì)胞等產(chǎn)品。”湯波說(shuō)。

因不含可檢測(cè)到的半乳糖，“GalSafe豬”可能被用作血液稀釋劑——肝素等醫(yī)療產(chǎn)品的生產(chǎn)原料。“GalSafe豬”的組織和器官還有可能解決異種移植患者的免疫排斥問(wèn)題，因?yàn)?alpha;-半乳糖被認(rèn)為是患者排斥的原因之一。

姜韜指出，基因編輯動(dòng)物，不管食用還是醫(yī)用都有重要價(jià)值，而醫(yī)用更是無(wú)法替代的全新用途。

“因?yàn)槲覀兊氖秤脛?dòng)物現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)集約化飼養(yǎng)，成本接近天花板，目前的基因改造可提高飼料回報(bào)率、瘦肉率、抗病能力等。而醫(yī)用，尤其是把特殊基因編輯豬作為異種器官移植的供體，是前所未有的全新領(lǐng)域，一旦成功實(shí)現(xiàn)，則可望徹底扭轉(zhuǎn)用于治療人類器官衰竭導(dǎo)致死亡的器官短缺現(xiàn)狀，拯救大量患者生命。”姜韜說(shuō)。