本文来自微信公众号：果壳（ID：Guokr42），作者：游识猷，编辑：odette、李小葵，头图来自：视觉中国。
编者按：这一周的“基因编辑婴儿”事件，让“基因编辑”这样一个离日常生活有些遥远的技术，进入了大众视线。对“基因编辑婴儿”事件的批评中，还有一部分火力朝向的是技术本身。
然而，科学和技术都是中立的，它们被赞扬还是批评，都取决于运用的具体事件。基因编辑技术正在不断发展，频频取得成果。就在前几天，武汉科技大学生命科学与健康学院的张同存教授和顾潮江教授，刚刚取得了运用CAR-T免疫细胞治疗艾滋病的发明专利。这里的“CAR-T技术”，就是通过基因编辑，让T细胞表达可与含HIV病毒表面蛋白相结合的蛋白质，并激发细胞免疫，将含有病毒的细胞杀死。
或者，像今天这个叫哈桑的小男孩，通过基因编辑技术的治疗，获得新生的故事。
哈桑（Hassan）就要死了，他才7岁。
2015年6月，哈桑被送进了德国波鸿鲁尔大学（Ruhr University）附属儿童医院烧伤科，他看上去就像受过非人的虐待——整个人都是血红色，全身上下的皮肤几乎都是破损、水泡和感染。住院后不久，他失去了全身60%的皮肤。又过了几周，他失去了80%的皮肤。只有头部和左腿上还剩了点整块的皮肤。只有注射吗啡，才能略为缓解他的痛苦。
哈桑问他的父亲：“为什么我会得这种病？为什么我要过这样的生活？”
父亲无言以对。
纸一样皮肤的男孩
皮肤是人体最大的器官，它像空气一样缺少存在感，也像空气一样，一旦失去，就会让人发现它有多重要。失去了皮肤屏障，脆弱的肉身、敏感的神经，就会直接暴露在各种伤害之前。
最外层是表皮，然后是真皮，在表皮与真皮之间有一层“细胞外间质”，把表皮牢牢地“粘”在真皮之上。
细胞外间质中有一种蛋白，叫层黏连蛋白-332（laminin-332），编码这种蛋白的有两个基因，其中一个叫LAMB3基因，编码这个蛋白的β3亚基。
哈桑正是LAMB3基因出了问题。
在荧光显微镜下看，绿色的表皮与黑色的真皮之间，那层粉红色就是细胞外间质所在丨sciencelife.uchospitals.edu
2个微小的碱基突变，让哈桑的这种蛋白失去了作用，失去了“胶水”的表皮无法黏附在真皮上，也无法保护娇嫩的真皮。他的皮肤变得像纸一样脆弱。日常磕碰，甚至像穿衣这样的轻轻摩擦，都会让皮肤受伤，继而出现糜烂和水疱。那些普通人根本不会在意的微小划痕，在他身上都会变成一个个巨大伤口。
这种先天遗传病，叫交界型大疱性表皮松解症（JEB）。大概200万人里才会有一个人出现这种变异。患者只能减少活动，尽量穿宽松衣服，用绷带、手套等保护脆弱部位，每天清理伤口防止感染，服用大量止痛药……即使如此，他们的皮肤还是会反复破溃，好不容易愈合，又往往会留下瘢痕，导致手脚变形、手指并合、关节痉挛。由于皮肤长期处在慢性炎症状态，他们还容易得上皮肤癌。
患有大疱性表皮松解症的新生儿丨Medscape
回想一下你上次被纸割伤的痛楚，然后想象一下，如果你全身一半以上都是这种伤口，感觉会如何？
这就是JEB患者的日常生活。
每一天，战战兢兢，如履薄冰，任何一次大面积感染，都可能要了他们的命。得了这种病的孩子， 40%没有活过青春期。这是一种不治之症。
而哈桑是其中一个。
从无计可施到基因疗法
托比亚斯•罗特弗特（Tobias Rothoeft）医生是治疗哈桑的烧伤科医生，他和同事们已经试过了所有办法：换敷料，用抗生素，插管灌食，每周输300ml红细胞，用人造皮肤，移植孩子父亲的皮肤……
但孩子的情况在不断恶化。
哈桑入院5周时，医生已经无计可施。各项指标越来越差，罗特弗特不得不找来哈桑的父亲，艰难地对他说，他们应该考虑把哈桑转去安宁照护了。姑息治疗，可以让这孩子走得不那么痛苦。
当然，如果无论如何也要拼死一搏，那么确实还有一个办法。
医生们在医学期刊里查到过一个意大利团队9年前发表的论文。意大利科学家在两个JEB患者身上试了基因疗法。将皮肤细胞取出来，将正常的LAMB3基因转进去；然后把这些转基因皮肤细胞在体外培养成一块块“皮肤拼布”，再贴回去。那些转基因表皮细胞在8天里就成功长到了病人身上，后来逐渐成了正常皮肤。
意大利团队2006年在一个JEB患者右上臂小范围尝试了转基因皮肤移植丨参考文献[2]
这是个风险很大的办法。
首先，这个实验疗法只在两个病人身上小范围试过，而哈桑需要换掉全身80%的皮肤，这是史无前例的；
其次，被基因改造过的干细胞可能无法正常分化为皮肤。改造过的皮肤，移植后也可能会被哈桑的免疫系统排斥；
紧接着，手术准备、移植过程漫长而痛苦，哈桑现在的身体状况未必撑得住，哈桑可能会经受更多痛苦，然后依然会死去。
但这确是最后也是唯一的希望。
哈桑父母说，好。
2015年7月，医院伦理审查委员会批准了这个实验治疗方案。8月，当地政府给出了许可。基因治疗，正式启动。
意大利与德国的联合行动
“简单地说，没有你的上皮细胞，你活不下去。”米歇尔•德卢卡（Michele de Luca）说。
米歇尔·德卢卡，意大利基因治疗研究者，接到求助后，他赶往德国去救哈桑丨cbc.ca
德卢卡来自意大利的摩德纳与雷焦艾米利亚大学（University of Modena and Reggio Emilia），是那个基因疗法的创造者。但即使是他，也没有十足把握。要不是哈桑别无选择，可能没人有勇气进行这样的治疗。
第一步，从哈桑的左腿内侧，取下一小块边长4厘米的、比较完好的皮肤。在体外培养他的皮肤细胞；
第二步，制造带有完好LAMB3基因的逆转录病毒；
第三步，将逆转录病毒加入皮肤细胞里，等着病毒将基因插入皮肤细胞的基因组内。然后这些细胞就会带着完好的LAMB3基因不断复制。
干细胞移植和基因治疗，最大的风险就在于导致癌症。逆转录病毒会把基因随机插回基因组里，如果破坏了一些抑癌基因，那么就可能把细胞变成癌细胞。而且这样的癌细胞还可能生长分裂极快，超过其他细胞，成为优势细胞。
为此，研究团队特地靠测序确定了插入的位点。他们发现，插入的地方有很多，至少27000多个。40%插在了基因组里的“垃圾段”，47%插入了不表达蛋白的基因里。幸运的是，没有一个破坏了已知的抑癌基因。另外，没有任何一种细胞长得特别快。
继续培养那些皮肤细胞，慢慢出现了三种细胞群：皮肤干细胞组成的“干细胞克隆”（holoclone），部分细胞分化的“部分分化克隆”（meroclone），所有细胞都终末分化的“终末分化克隆”（paraclones）。
这三种克隆都能在纤维蛋白基质上长成单层细胞。也都将被贴到哈桑身上。
最后，科学家培养皿里长出了许多“人皮拼图”，小的大概4厘米见方，大的大概8厘米见方，全部加起来，一共是0.85平方米的单层皮肤。
德国医生轻轻用镊子提起一片“皮肤细胞贴片”。这些浸泡在粉红色细胞培养液里、果冻一样的东西，就是长在纤维蛋白基质上的上皮细胞丨CMR Unimor
2015年10月，第一次手术。医生清理干净创面，把皮肤贴回了哈桑的四肢。为了保持完全静止以帮助皮肤生长，医生用了异氟烷，将哈桑连续麻醉了12天。
他撑了过来。
2015年11月，第二次手术。这次皮肤要被贴回躯干上的剩余部分，主要是背、臀部、左手和肩头。再次长期麻醉的风险太大，这次术后，哈桑没有被连续麻醉，他必须靠自己的意志力忍住。
他忍住了。
这个孩子虽然才7岁，却已经因为经历过的苦难而变得坚强。
第二次移植手术4天后，医生发现哈桑的背部有屎肠球菌感染。还好，新皮肤挺住了。
2016年1月，又做了一次手术修补，这次贴了肋部、喉部、右腿、右手和肩部。那里有表皮葡萄球菌感染。又一次，新皮肤挺住了。5周后，所有的“人皮拼图”终于各归其位，覆盖了哈桑80%的皮肤。
没有排异反应出现，免疫系统毫无反抗地接受了新皮肤。当然了，这些皮肤本来就是哈桑的一部分，现在只是经过了一些小小的改造而已。
哈桑的治疗过程示意图丨参考文献[3]
2016年2月，哈桑出院。他一共在ICU里呆了整整8个月。一度没有任何人相信，他能活着离开那里。但现在他痊愈了，带着80%的新皮肤。
而哈桑的父亲，也终于可以回答儿子那个问题——为什么我会得这种病？为什么我要过这样的生活？
因为有些孩子是小蝴蝶，需要蜕一次皮，才能长大。
哈桑的转基因皮肤丨参考文献[1]
尾声
皮肤并不是一个静态的器官，它是不断复制，每个月全面更新的。
术后4个月、8个月、21个月，医生分别从哈桑身上取了三次皮肤组织做活检，每次都得出同一个结论：基因修改过的皮肤细胞，功能良好。那些新皮肤长出了汗毛与汗腺，有韧性，有弹性，和正常人的皮肤没什么两样。
科学家们表示满意，“我们做这些活检已经差不多够了，不能做个没完，他是个病人，不是小白鼠。”
左图，取活检的伤口正常愈合，没有像过去那样起一个大水疱。右图，即使揪起皮肤也不再担心弄伤哈桑丨参考文献[1]
科学家还发现一件很神奇的事。
在4个月时，也就是哈桑全身的皮肤细胞大概更新过4轮的时候，当初的27000多种插入位点，绝大部分消失了，只剩下了几百种插入位点。也就是说，绝大部分移植的细胞，虽然活了，却没有复制留下自己的后代。
从前科学家一直有个疑问，人体皮肤到底是所有细胞都能复制更新，还是少数皮肤干细胞负责更新全部皮肤？从现在哈桑的结果看，后一种猜想是对的，在全部皮肤细胞里，大概有5%是皮肤干细胞，它们负责复制、分化、更新所有的皮肤。哈桑小朋友，就这样帮科学家解决了一个难题。
至于哈桑的未来，德卢卡还是相当乐观的。从过往烧伤病人的皮肤移植病例来看，只要皮肤成活，预后都非常良好，有些烧伤病人已经跟踪随访了30年，没有大问题。他说：“我认为这些再生的上皮能用上一辈子。”
现在，9岁的哈桑过着一个正常孩子的生活，他不需要服用任何药物，也不用涂任何油膏。他上学，踢足球，跟小伙伴打闹，在阳光下奔跑，有时跌倒，但受伤的皮肤会正常痊愈。有时他会主动脱掉外衣，炫耀自己的新皮肤。曾经会让他痛苦的碰触，他现在已经能大笑着接受。这些都是他此前从未享受过的生活。
哈桑在踢足球丨bbc视频截图
德国医生和意大利科学家全力合作，救了一个小男孩——这真是一个科学故事所能有的最好结局。
而且他们还发了篇Nature。
参考文献：
[1]Hirsch, T., Rothoeft, T., Teig, N., & De Rosa, L., et al. (2017). Regeneration of the entire human epidermis using transgenic stem cells. Nature. doi:10.1038/nature24487
[2]Mavilio, F., Pellegrini, G., Ferrari, S., &Capurro, S., et al. (2006). Correction of junctional epidermolysis bullosa by transplantation of genetically modified epidermal stem cells. Nature medicine, 12(12), 1397-1402. doi:10.1038/nm1504
[3]Aragona, M., &Blanpain, C. (2017). Gene therapy: Transgenic stem cells replace skin. Nature. doi:10.1038/nature24753
贺建奎手里的基因编辑技术是杂耍飞刀，让没有治疗需求的人承担未知的风险；但基因编辑在这个故事里，却是一把救命的手术刀。中立的技术，不该为某些”科学家“的莽撞和野心背锅。
本文来自微信公众号：果壳（ID：Guokr42），作者：游识猷，编辑：odette、李小葵，头图来自：视觉中国。