超过一半的狗过敏者,其实全身上下最敏感的神经,只对一种蛋白起反应。它叫Can f 1,藏在狗的皮屑、毛发和唾液里。哪怕你千挑万选一只被贴上“低敏”标签的狗,也可能白费心思——多项研究发现,所谓低敏品种身上这种蛋白的含量,和普通狗没什么区别,甚至更高。
但现在,一个问题被正式摆上了台面:能不能干脆把那个惹事的蛋白,从狗的身体里直接删掉?
一群科学家用两只小猎犬给出了答案。这两只狗会坐下、会打滚,和任何一只同龄狗一样撒欢,但它们的细胞里缺了那份生产Can f 1的基因。把它们抱回家的人,连一个喷嚏都没打过。
这背后的主角,是生物科技公司Kindred Companion Sciences的创始人Matt Walker,一个从小就极度渴望养狗,却因为过敏被一次次劝退的人。
在哈佛读本科时,Walker已经开始接触一项后来拿下诺贝尔奖的基因编辑工具——Crispr。之后在哥伦比亚大学做研究助理期间,他继续在实验室里和这套系统打交道。一个念头慢慢成形:既然Crispr可以精准修改基因,能不能用来造出一种真正的“无敏犬”,让自己那点养宠物的心愿落地?
这个念头牵引着他一跑就是好几年。2020年,Walker创立了Kindred Companion Sciences。本周,这家公司带着两只小猎犬Bailey和Alfie第一次走出“隐身模式”,同时把一份完整的技术论文发布在《The Crispr Journal》上。
论文中,Walker和同事们一步步阐述,他们如何用基因编辑在狗身上精准去除了Can f 1蛋白的源头。
Can f 1是狗最主要的一种过敏原蛋白。在所有对狗过敏的人当中,一半以上的免疫系统其实只认得它。当然,狗身上还有其他几种Can f蛋白也可能引发过敏,但Can f 1是当之无愧的“头号通缉犯”。这也是为什么,市面上那些号称“防过敏”的狗品种,对很多人来说根本不灵——它们只是掉了更少的毛,却依然制造着同等甚至更高浓度的致敏蛋白。
“这就引出了一个问题,”Walker说,“我们能不能用基因编辑,直接从源头去掉那个过敏原。”
问题的解法,要从一只雌性比格犬的皮肤细胞开始。研究团队用Crispr敲除了这些细胞里负责制造Can f 1的基因。具体来说,他们设计了一段特殊的分子信标——向导RNA,把它和Cas9蛋白一同送进细胞。向导RNA会把Cas9准确带到Can f 1基因所在的位置,Cas9随后像一把分子剪刀,将DNA切断。细胞自身的修复系统在修复断裂时,往往会引入细小错误,导致这个基因永远失效。这样一来,细胞就不再生产Can f 1蛋白了。
但仅靠几个编辑过的皮肤细胞,还变不成一只活蹦乱跳的小狗。接下来,团队采用了一种名叫体细胞核移植的克隆技术。他们取出了编辑细胞里的细胞核,这个细胞核中装载着已被修改过、不再生产Can f 1的完整基因组。与此同时,从几只捐赠比格犬体内获得了卵母细胞,并小心翼翼地去除卵母细胞原本的细胞核,再把编辑后的新细胞核塞进去。
经过电脉冲融合与激活,这些被重新装配的卵细胞开始像正常受精卵一样分裂,形成胚胎。研究人员最终获得了25个携带Can f 1基因编辑的胚胎,并将它们移入一只代孕母犬的子宫。
等待了约两个月后,只有两个胚胎成功发育到足月,Bailey和Alfie就此诞生。它们的出生体重完全正常,身体检查也没有发现任何先天缺陷。
但这还远远不是胜利。团队必须确认,那个真正引发过敏的蛋白质,是否真的被清除了。
第一步是基因层面的验证。他们对两只小狗的DNA进行了测序,确认Can f 1基因所在的位置确实存在预期的编辑痕迹——基因已经失活。接下来,他们采集了小狗的唾液和皮屑样本,与未经编辑的正常狗样本做对比。对比的对象包括一只普通比格犬、一只贵宾犬和一只金贵犬,这些狗身上都清晰地检出了Can f 1蛋白。而Bailey和Alfie的样本中,Can f 1的含量低到检测不到。
基因没了,蛋白没了,可人接触到它们,真的不会打喷嚏吗?
Walker决定用自己的皮肤来当第一块试验田。他接受了一次皮肤点刺试验:医生将分别含有编辑狗和普通狗皮屑蛋白提取物的液体,滴在他前臂的不同位置,再用极细的针尖轻轻刺破皮肤表层,让液体渗入。几分钟后,普通狗提取物的位置迅速鼓起一个发痒的红包,而编辑狗提取物的位置,皮肤静悄悄的,没有一点异样。
但比点刺测试更难也更真实的,是日复一日的共同生活。
Walker再次冲在了最前面。过去一年半里,他每天和其中的Bailey生活在一起,一呼一吸,一掀床单,都是潜在的过敏原暴露。然而,这一年半中他没有出现过任何一次过敏反应。取而代之的,是一段他等了太久的、和狗相互陪伴的日常。
这两只小猎犬的存在本身,已经证明了一件事:通过直接修改狗自身的基因,可以从根本上消除最常见的那种狗过敏原。虽然狗体内还有其他几种Can f蛋白没有被改动,但对于那超过一半的、只对Can f 1敏感的过敏患者来说,这扇窗已经推开了。
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