年仅30的全球青年领袖！走近中国女科学家杨璐菡博士
▎药明康德/报道
编者按：今日，年仅30岁的杨璐菡博士接连迎来了两条喜讯。在入选世界经济论坛（World Economic Forum）评出的2017年度“全球青年领袖”榜单后仅数小时，她共同创立的生物技术公司eGenesis宣布获得了3800万美元的融资，并有望利用火热的CRISPR-Cas9基因编辑技术，攻克人类器官移植的难题。这名年轻的中国女科学家，再次成为了全球关注的焦点。
杨璐菡毕业于北京大学，并于哈佛大学获得了博士学位。在哈佛，她师从有“合成生物学之父”美誉的美国科学院与工程学院双料院士George Church教授，研究CRISPR-Cas9基因编辑系统。2011年至今，她已在《科学》、《Nature Communications》、《Nature Medicine》等杂志上发表了数十篇论文，最高单篇引用数超过了3000。
在攻读博士学位的过程中，杨璐菡意识到，器官移植手术影响了全球数百万人的生命。以美国为例，此时此刻，正在排队等待器官移植的患者人数高达12万。然而，能够用以移植的器官数量却非常有限，死神往往比可移植的器官更早到来，夺走患者的生命。据估计，在2016年，每天都有22名患者在等待器官移植的过程中死去。这一事实深深触动了杨璐菡。
上世纪90年代，医学研究者们曾尝试解决这一问题。他们给出的策略是异种移植，即在人体内移植入动物器官。在这些动物中，猪的器官在尺寸与功能上和人体器官较为接近，因此也获得了研究人员的关注。然而，一些试验发现，猪的器官在人体内会触发严重的免疫风暴，产生排斥反应。此外，另一些科学家则发现，猪的基因组里含有内源性逆转录病毒的序列，对人体有潜在的健康风险。直接将猪的器官移植入人体，可能会导致新型疾病的传播。因此，在短暂的火热后，异种移植的想法被迅速打入了冷宫。
▲CRISPR-Cas9技术有望解决猪器官进行异种移植时面临的挑战（图片来源：eGenesis官网）
然而，CRISPR-Cas9基因编辑技术的问世重启了这一可能。一方面，它能编辑猪基因组，让人体不再对猪的器官产生强烈的免疫反应；另一方面，它能去除猪基因组中的逆转录病毒序列，降低人体感染疾病的风险。“过去，这些障碍是不可逾越的，”杨璐菡博士说：“但现在，利用基因编辑技术，我们有望同时解决这两大问题。”
利用在CRISPR-Cas9基因编辑系统中的专长，杨璐菡博士与她的导师Church教授一道，在2014年创立了一家名为eGenesis的生物技术初创新锐，仍在Church课题组从事博士后研究的杨璐菡博士出任首席科学官。她说：“我们希望这家公司能创造出患者不需等待就可进行器官移植的新世界。” 同年，《福布斯》杂志认可了这家新锐的潜力，并将杨璐菡博士选为年度“科学及医疗领域30位30岁以下俊杰”（30 Under 30：Science & Healthcare）。
▲杨璐菡博士想要造福全球需要器官移植的患者（图片来源：The Boston Globe）
《福布斯》的评委并没有看走眼，eGenesis很快迎来了突破。2015年，杨璐菡博士以第一作者的身份在《科学》杂志上发文，向全世界宣布，他们已在猪肾脏上皮细胞中整合入了CRISPR-Cas9系统。它能不断产生Cas9蛋白，并破坏基因组内的所有内源性逆转录病毒基因。据统计，单基因组内得到编辑的位点多达62处。在后续的实验中，研究人员发现这一处理能预防所有病毒拷贝的复制，从而防止病毒对人类细胞的感染。
这项突破铺就了eGenesis前行的道路，也吸引了行业的大量关注。今日，世界经济论坛在大中华地区一共评选出了9名全球青年领袖，杨璐菡博士是唯一一名来自生物技术与医学领域的入选者。世界经济组织对她的评语是“全球基因编辑领域顶尖科学家之一，革命性基因编辑工具CRISPR-Cas9的共同发明者。”
▲杨璐菡博士是2017年大中华地区9名全球青年领袖之一（图片来源：全球经济论坛）
与此同时，eGenesis获得了由Biomatics Capital与ARCH Venture Partners共同领投的A轮融资，融资值高达3800万美元。“这的的确确是一项突破！”前盖茨基金会的投资项目负责人， Biomatics Capital的两名掌门人之一Julie Sunderland女士说道。
“利用这些资金，我们计划使用强大的基因组编辑平台，打造一套能安全有效进行异种移植的方案，造福有需要的患者。我们希望尽快让医学界了解到异种移植的可行性。” 杨璐菡博士说。
据悉，eGenesis的研究人员计划在猪的细胞系中应用CRISPR-Cas9技术，在去除基因组中内源性逆转录病毒基因的基础上，避免在免疫排斥上可能出现的问题。后者并不是一项轻松的工作，杨璐菡博士与团队计划将CRISPR-Cas9技术与同源重组技术更好地结合起来，敲除不需要的基因，并引入新的基因，避免人体对这些器官产生排斥。“这是一项正在进行中的工作，我们还需要解决不少问题，” 杨璐菡博士评论道：“每一天，我们都在推进科技的极限。”
▲eGenesis进行研发的策略（图片来源：eGenesis官网）
如果一切顺利，eGenesis计划将这些经编辑的细胞用于猪的克隆。它们的细胞核会被取出，并注射入无核的猪卵子中，用来生成猪的胚胎。理想情况下，这些胚胎会发育成一头成年的猪。在适当的时候，它们的器官会被用来进行手术移植。杨璐菡博士透露，目前eGenesis正在尝试进行猪的克隆。
“这会是一个漫长的旅程，我们才刚刚起步，” 杨璐菡博士说：“我们需要在临床前验证它的可行性。”2018到2019年，这项技术有望进入临床。在这之前，它还需要解决科学、伦理、监管等多方面的问题。
我们祝贺杨璐菡博士取得的成就，也祝愿这项技术能早日为需要器官移植的患者带来生的希望。中国是一个人口大国，需要接受器官移植的患者数量众多，而杨璐菡博士的技术有望能填补上这一巨大的缺口。“我是土生土长的中国人，” 杨璐菡博士在一次采访中说：“我也希望能做好手头的事情，有机会回馈社会和祖国。”
参考资料：
[1] A startup cofounded by a 30-year-old just got $38 million to revolutionize the way we transplant organs
[2] CRISPR May Speed Pig-to-Human Transplants
[3] CRISPR Organs? eGenesis Raises $38M For Pig-To-Human Transplants
[4] Armed with CRISPR and a $38M round, eGenesis tackles the Holy Grail of xenotransplantation
[5] Startup eGenesis pushes toward goal: transplanting pig organs into humans
[6] eGenesis Announces $38 Million Series A Financing, Led by Biomatics Capital and ARCH Venture Partners, to Solve Shortage of Organs for Donation
[7] eGenesis Co-Founder Luhan Yang Named Young Global Leader by World Economic Forum
[8] 中国女孩杨璐菡获赞“基因剪刀手”
[9] 2014 30 Under 30: Science & Healthcare
[10] Pig organs in humans? George Church-founded biotech banks $38M to try
