我欲載之空言
北美時事曆史縱橫談
上禮拜2十二月六日，在Virginia的Alexandria美國商標專利局總部進行了一場關於“CRISPR-CAS9”專利所有權爭議的法庭辯論。庭辯雙方背後的勢力都是國際學術科研界巨無霸一樣的名字，一邊，是哈佛大學和麻省理工學院聯手，在另一端坐的則是伯克利加州大學和德國馬克斯.普郎克研究所。 而讓華人對此密切關注的一個原因是這場官司的一個焦點人物是著名的華人生物學家張峰。如果你是一個具有“諾貝爾”獎情節的中國人，那麽你對“這個名字就不應該陌生，據說他是當今海外華裔科學家中離諾獎最近的人，真真正正是華人的驕傲。
在目前最熱門的生物技術中，這項所謂“CRISPR-CAS9”的發明，被稱為近半個世紀以來最具有革命性的突破。 目前是哈佛MIT雙料教授的張峰就是這項技術的主要發明人和推廣者。據說CRISPR-CAS9技術使科學家可以任意裁剪生物體的基因組成，在醫學製藥農業方麵有不可估量的應用潛力。而如果在物種之間進行基因互換重組，那麽這項技術就足以孕育新的物種，甚至產生“半人半獸”或者“超級人類”的怪物，徹底顛覆人類傳統觀念中對生物進化和倫理的思維定勢，具有極大的爭議性。由於張峰教授的巨大貢獻，著名的科技出版集團Thomson-Reuters今年把張峰列為最有希望拿下下一界諾貝爾生化獎的學者之一。11歲從中國石家莊移民來美的張教授今隻有34歲，年紀輕輕的他不僅在科學上前景光明，他的技術的商業應用也是“錢”景無限：他於2013年10月通過特別加急手續（special expedited review）為CRISPR-CAS9技術申請專利並於第二年的4月得到批準。 根據這個專利張峰與同事合作成立了Editas Medincine公司，專門探索在這項神奇技術在治療遺傳疾病上的應用。目前該公司已經籌集到了超過4億美元的風險投資並於近期準備上市。
張峰教授
本來一帆風順，怎奈波瀾乍起。來自加州伯克利大學的珍尼佛.朵德娜（Jennifer Doudna）和德國馬普所的以馬內利.卡朋特（Emmanuelle Charpentier）聲稱她們才是CRISPR基因拚接技術的真正原創者，甚至早於張峰就提出了專利申請。遺憾的是，她們的申請走的是常規渠道，曠日持久。張峰的專利已經到手3年，而她倆的直到今天影也沒有。多德納和卡朋特怎能咽得下這口氣，於是就向美國專利局提出一項所謂“專利幹擾”（Patent Interference）的動議，企圖挑戰張峰和他隸屬的研究機關對CRISPR技術的所有權。這就是我們最開始提到的那場法庭辯論，這個官司不僅僅牽扯了世界幾大學術機關的臉麵和利益，更加讓準備靠CRISPR-CAS9技術狠狠發筆財的一眾StartUp公司一時間無所適從，不知道要抱哪條粗腿，哪一棵才是真正的搖錢樹。
朵德娜（右）和卡朋特（左）
若要弄清這場爭端的是非恩怨，就必須不能不對CRISPR-CAS9技術的來龍去脈有一個基本的了解。困難的是，CRISPR-CAS9是現代生物技術皇冠上最為璀璨的一顆明珠，凝聚了近幾十年來分子生物學技術最高精尖的知識和成就。如果沒有專業博士的水平並且通讀至少20篇該領域的經典文獻，就很難把握技術細節，對是非曲直作出準確客觀的判斷。但是我今天卻要不自量力一下，看看能不能三言兩語把這個問題點到為止，讓城裏的讀者也做一回專利法官，對這個專利法的“世紀之辯”做一個裁決。
讓我們先來到金庸在《射雕英雄轉》裏寫下的一個驚心動魄的經典場景：郭靖的師傅妙手書生朱聰遭到楊康的毒手身亡，但是有順手牽羊絕技的朱聰在臨死之前卻從仇人身上竊得一物放在自己懷裏：一隻繡花鞋。原來這雙繡花鞋是楊康和心上人穆念慈的定情之物，一人一隻。所以當郭靖黃蓉在死者身上檢到這個物證，立即就聯想到和這隻鞋配對的另一隻，得出結論：穆念慈的愛人楊康必然在凶殺的現場。隻有通過這個配對之物，郭靖黃蓉才能確定楊康是自己不共戴天的殺師之仇，於是憤而擊之，讓凶手橫死鐵槍廟，屍身被烏鴉所噬，化做一堆白骨。
原來細菌也有殺父之仇不共戴天的敵人：一種更小的叫噬菌體的微生物。噬菌體襲擊細菌，造成細菌破裂而亡。但是細菌也和順手牽羊的朱聰一樣，在危難中從仇人身上扯下一物，不是繡花鞋，而是一小段DNA序列，整合進入自己的遺傳基因。這段從敵人身上而來的“罪證”就仿佛死者冤魂的詛咒，銘刻在自身的遺傳物質之中，代代相傳，永世不忘。終於有一天，橫死的老細菌的後代小細菌再次遇到殺父仇人噬菌體，它本來不認識對方，但是拿出自己身上的這個烙印和對手的基因一比較，不好，怎麽和“一雙繡花鞋”一樣左右嚴絲合縫，原來老祖宗要子孫記住的敵人就是它！有了這樣的預警，小細菌就有了足夠的時間動員自己體內的大殺器，一個叫做“CAS9”的蛋白質，把入侵噬菌的基因切成碎片，就如同楊康的肉體被烏鴉撕碎一樣。
從1993年開始，經過來自世界各地科學家10幾年的努力，到了2005-2008年左右，人們基本認識到細菌的這個複仇機製有兩個主要的組成部分，一個是基因序列的配對識別功能，另一個是CAS9的大刀向鬼子頭上砍去的切割作用。我們知道基因序列是由ATCG四個字母組成的長串DNA分子，不同的物種個體的不同功能的基因內部ATCG的排序不同。能讓細菌記住‘敵人”的這個特征序列不能太短，如果隻有GGATCC五個字母長，那麽即使是無冤無仇的外來基因序列，單憑巧合也會出現這樣的特征，那就是濫殺無辜而不是正當防衛了。幸運的是，細菌祖先從仇人身上盜取的序列有20個字母那麽長，比如ATCGGATGGCATTAGATGG，就象隻有楊康才會把愛人的繡花鞋帶在身上一樣，也隻有細菌真正的敵人才具有如此特異的序列，這是一個極其精準的複仇打擊武器，絕不錯殺好人。
第一個認識到這套細菌武器可以為人所用的科學家是美國西北大學的Marraffini和Sontheimer。他們巧妙地證明，盡管細菌通過配對序列牢牢記住了入侵者的特征，但是在他們通過人為手段改變了入侵者特征序列之後，細菌就不再把他們當成敵人。由此，他們預言家般地宣布：“如果這套係統能夠在微生物體係之外發揮功能，那麽這個根據20個字母序列而特異性裁剪基因的工具將具有巨大的應用價值”。他們也於2008年為自己的發明申請了專利，比多德納和張峰整整早了5年。今天回首往事，也許讓他們後悔的是，由於對自己試驗證據深度和廣度缺乏信心，他倆最終放棄了這個申請。
下一個走上CRISPR舞台的就是本文重點，CRISPR-CAS9專利之爭的另一對主角， 朵德娜和卡朋特。當目前為止，絕大部分學者僅僅是把這套體係當成宿主自衛和免疫係統來研究。但是如果要這個工具跳出微生物的狹隘世界，把它改造成醫治疾病和改變物種的神奇剪刀，就必須讓他成為一個攻擊型的武器。Marraffini和Sontheimer僅僅是預測了這一點，朵德娜和卡朋特卻在實踐中邁出了第一步。朵德娜在進入這個領域之前就已經是業內揚名立腕的人士，她根正苗紅，出身名門，兩任導師都是諾貝爾獎得主。 她的另一個優勢是這個時候CRISPR係統的每個組分都得到了前人的鑒定和純化。站在無數既是無名英雄的肩膀上，朵德娜和卡朋特合作，第一次脫離了細菌細胞這個活體環境，在試管裏把每個組分混合在一起，證明他們依然有精確切割DNA的功能。這樣CRISPR就跳出了細菌免疫複仇係統這個狹小的概念，成為全世界分子遺傳工程專家的夢想武器。
如果把朵德娜等的研究比作鄧稼 先成功爆炸原子蛋，這下一位登場的少年英雄張峰就好像是為中國研製了遠程彈道導彈的錢學森，給CRISPR這個分子生物技術原子彈插上了翅膀，讓它飛躍重重障礙，直接命中高等生物細胞核中的靶子。這是一項極其艱深的革新，因為包括人類組織在內的高等生物細胞比細菌複雜得多，基因被細胞核和蛋白質層層包裹，難以逾越。30歲的張峰在進入這個領域之前就致力於基因剪切的研究，深感同類技術效率的低下，所以一看到CRISPR技術的曙光就一頭紮了下去。他比他競爭者成功的地方在於第一敢於冒險，不屑於把時間浪費在一些把握性比較大的“穩妥”項目上，而是一上來就盯準了難度最大回報也最大的高級動物細胞，居然一舉成功，成為這個領域的領頭羊。第二，他樂見同行間的合作分享，比如他成立了一個GOOGLE GROUP 專門討論技術問題並自任版主，答疑解難，還向全球同行免費提供自己實驗室研發的各種試劑和工具，為這項技術的快速推廣起了極大的推動作用。
回顧了CRISPR革命的3個關鍵的突破點之後，讓我們再回到專利之爭上來。顯然，入行最晚的張峰目前在競爭中居然占據最有利的地位，因為他專利已經在手；相反，最早作出革命性突破的Marraffini們卻在瓜分戰中分不到任何油水，因為他們的專利申請早已半途而廢。朵德娜介於兩者之間，但是看來她對自己的發明也沒有足夠的重視，否則當初申請專利的時候如果咬咬牙多花點錢做一個加急處理，現在也沒有這麽被動了。所以說不論官司的結局如何，大家學到的一個教訓就是“來得早不如來得巧，來得巧不如專利申請得好”。
朵德娜和張峰之爭的焦點在於朵德娜認為張峰的CRISPR高等細胞轉移技術是完全建立在她的工作之上，因此技術的原創所有權在她。但是張峰堅持說在朵德娜的工作發表之前他自己的實驗室就獨立地創建了獨特的體係，並有相關的試驗記錄為證據。張峰的同事，著名基因組學家Eric Lander, 今年在《細胞》雜誌發表了一篇題為《CRISPR英雄譜》的長文，係統報道了世界各地對CRISPR革命作出貢獻的英雄人物，特別對張峰的工作非常推崇。如果沒有對張峰工作的熟悉和信任，相信他一個成名人物不會妄下結論。但是，這麽具有戲劇性的一場爭端，如果沒有一個更加狗血的情節來襯托暖場，那也太說不過去了。這個最近的狗血情節就是張峰手下的一個中國交換學生給朵德娜寫信，願意作證說張是讀了她的文章之後才急匆匆跳到CRISPR動物細胞轉移技術上，交換條件是朵德娜接受他去伯克利繼續研究工作。朵德娜對這個證據如獲至寶，因為專利官司的相關材料都是公開的，我們可以看到她在8月份已經將這個中國學生的證詞上交專利法庭備案。張峰在這場爭奪戰中的前景一下子蒙上了一道陰影。
最後再總結一下CRISPR風暴。多少年來，微生物的對外防禦機製一直是生物技術發展靈感的寶藏。象這樣的例子最早可以追溯到快100年前的微生物學家亞曆山大.弗 來明，在被黴菌汙染的細菌培養皿中，他意外地發現黴菌周圍不長細菌，原來是黴菌能分泌一種抗細菌的化合物，叫做青黴素，20多年以後被純化並且大規模工業生產，誕生了傳染病治療的醫學革命。第二個例子和我們今天的主題CRISPR有點類似，也是細菌運用蛋白質對入侵的病毒基因進行切割防禦， 這種蛋白質被稱為“限製性內切酶”，但是他們沒有CRISPR那麽神，隻能根據很短的識別序列開刀，因此不象CRISPR這樣高度精準的手術刀。但是這個特性卻讓這個工具在法醫鑒定上有了獨特的作用，由於不同的人有不同的基因序列，用限製性內切酶對犯罪現場的血樣DNA進行處理，會產生每個人獨特的片斷圖譜，用於判斷誰是真凶，誰受了冤枉。而CRISPR就是我們從細菌身上學到的又一項獨門功夫，預示了生命科學新時代的到來。因此，我真誠地希望朵德娜和張峰能達成庭外和解，共享專利，共同推動CRISPR技術為人類的健康造福。
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有的噬菌體能力較弱，不能一下殺死細菌，但是它的特征片斷被細菌整合傳代了，細菌後代就有了記憶。
另一種可能是細菌正在分裂時遭到攻擊，記憶片斷就傳下去了。
最後一種可能是細菌臨死前偷了敵人的片斷，放入自己基因，死後這些基因殘體到處漂流，被其他細菌以某種機製吸收，記憶就流傳下來。
我這個比喻有戲說的成分，所以解釋不了太詳細。
林帥亮如果有physical evidence (written, computer record, etc) support his claim that "張是讀了她的文章之後才急匆匆跳到CRISPR動物細胞轉移技術上". 張峰會有大麻煩。
從張峰當時的回應看，林帥亮說法真實性較高。