近日，齊禾生科聯(lián)合牽頭與巴斯夫（BASF）、科迪華（Corteva）、先正達(dá)（Syngenta）、拜耳（Bayer） 等國(guó)際農(nóng)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)及國(guó)際作物生命協(xié)會(huì)（CropLife），在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Nature Biotechnology》發(fā)表重要觀點(diǎn)文章，共同呼吁全球監(jiān)管機(jī)構(gòu)重新評(píng)估基于SDN分類的監(jiān)管觸發(fā)機(jī)制，推動(dòng)建立全球一致的“以科學(xué)為基礎(chǔ)、以結(jié)果為導(dǎo)向”的基因編輯監(jiān)管框架。

現(xiàn)狀

基于SDN的“三分法”

文章指出，目前部分國(guó)家用于監(jiān)管基因編輯植物的核心依據(jù)，是基于2012年提出的SDN分類法。該體系根據(jù)基因編輯過程中是否引入DNA雙鏈斷裂（DSB）以及是否使用外源修復(fù)模板，將編輯結(jié)果劃分為三類：

SDN-1：在特定位點(diǎn)切斷DNA雙鏈，利用細(xì)胞自行修復(fù)機(jī)制，在此過程中產(chǎn)生的小片段DNA插入、缺失或替換。

SDN-2：在特定位點(diǎn)切斷DNA雙鏈，利用同源重組修復(fù)機(jī)制，在一個(gè)小片段DNA供體修復(fù)模板的指導(dǎo)下進(jìn)行修復(fù)，實(shí)現(xiàn)小片段DNA替換。

SDN-3：在特定位點(diǎn)切斷DNA雙鏈，利用同源重組修復(fù)機(jī)制，引入一個(gè)大片段DNA（例如一個(gè)基因）的修復(fù)模板，實(shí)現(xiàn)該DNA序列被插入到植物基因組的特定位點(diǎn)。

然而，這一分類體系在今天已與技術(shù)現(xiàn)狀不符合且日益過時(shí)。新型精準(zhǔn)基因編輯技術(shù)，如堿基編輯和引導(dǎo)編輯技術(shù)，從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上已不依賴DNA雙鏈斷裂，無法被納入SDN類別。傳統(tǒng)監(jiān)管體系導(dǎo)致完全相同的遺傳改變，因?yàn)榧夹g(shù)路徑不同，就可能面臨非常大的監(jiān)管差異。

困局

新技術(shù)無處安放與監(jiān)管悖論

文章強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)行的SDN分類體系在技術(shù)上已“日益過時(shí)”。以堿基編輯和引導(dǎo)編輯為代表的精準(zhǔn)編輯技術(shù)，在設(shè)計(jì)原理上已不再依賴DNA雙鏈斷裂：

• 堿基編輯通過將催化受損的Cas酶與脫氨酶融合，能夠直接在DNA靶點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)單個(gè)堿基的精準(zhǔn)替換，整個(gè)過程無需切斷DNA雙鏈，也無需任何DNA修復(fù)模板。

• 引導(dǎo)編輯則利用工程化的逆轉(zhuǎn)錄酶和RNA模板，同樣在不產(chǎn)生雙鏈斷裂的情況下實(shí)現(xiàn)核苷酸的精準(zhǔn)替換或小片段插入/缺失。

面對(duì)這些新技術(shù)，監(jiān)管部門陷入尷尬境地：它們既不屬于SDN-1，也不屬于SDN-2或SDN-3。如果僵化地套用舊體系，這些技術(shù)產(chǎn)物將因“無法歸類”而面臨監(jiān)管路徑模糊甚至空白的困境，嚴(yán)重阻礙技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化。

此外，現(xiàn)有體系也存在邏輯悖論。

以豌豆白粉病為案例，其抗性源于MLO基因的一個(gè)特定點(diǎn)突變（mlo抗病等位基因），導(dǎo)致基因功能喪失。文章對(duì)比了六種不同的育種路徑，得出獲得的抗病豌豆最終基因型與表型完全相同——都攜帶著同樣的mlo突變。

上圖展示了通過不同育種路徑可實(shí)現(xiàn)等同基因的豌豆抗白粉病品種。

然而，在沿用SDN分類法的監(jiān)管體系下，這些“相同”的植物卻可能面臨截然不同的監(jiān)管命運(yùn)：傳統(tǒng)雜交育種和誘變育種通常被視為常規(guī)育種，監(jiān)管寬松；SDN-1可能適用簡(jiǎn)化路徑；SDN-2可能面臨更嚴(yán)格的審查；而堿基編輯和引導(dǎo)編輯則因無法歸類而陷入監(jiān)管不確定性。

這種“同果不同命”的現(xiàn)象，從根本上違背了“以產(chǎn)品為導(dǎo)向”的科學(xué)監(jiān)管原則。基因編輯（尤其是基因敲除、點(diǎn)突變、同源基因轉(zhuǎn)移）產(chǎn)生的DNA變異完全可以由天然育種或傳統(tǒng)誘變育種產(chǎn)生，且基因編輯技術(shù)能夠最大程度減少非目標(biāo)位點(diǎn)的變異，產(chǎn)品遺傳背景更清晰、純凈。更為重要的是，在上述所有基因編輯路徑（c-f）中，最終編輯產(chǎn)物中均不含任何外源DNA。這一事實(shí)為建立科學(xué)合理的監(jiān)管新標(biāo)準(zhǔn)提供了關(guān)鍵切入點(diǎn)。

呼吁

建立全球監(jiān)管新框架

文章強(qiáng)調(diào)了一個(gè)關(guān)鍵科學(xué)事實(shí)：基因編輯（尤其是基因敲除、點(diǎn)突變、同源基因轉(zhuǎn)移）產(chǎn)生的DNA變異可以由天然育種或傳統(tǒng)誘變育種產(chǎn)生，且最大程度減少了非目標(biāo)位點(diǎn)變異，產(chǎn)品遺傳背景更清晰、純凈。

將基因編輯產(chǎn)品與傳統(tǒng)育種產(chǎn)品采取實(shí)質(zhì)等同的監(jiān)管策略對(duì)待是合理的。

文章呼吁，植物育種監(jiān)管政策必須與時(shí)俱進(jìn)。基于育種過程和性狀的監(jiān)管框架很快會(huì)在科學(xué)上落伍。聚焦于產(chǎn)品特性，而非育種方法的監(jiān)管框架相對(duì)更為有效。文章建議，理想的監(jiān)管體系應(yīng)具備以下特征：

• 以科學(xué)為基礎(chǔ)：尊重基因編輯與傳統(tǒng)育種的生物學(xué)等同性；

• 技術(shù)中立：不因育種路徑有差異而區(qū)分等同基因效果的作物；

• 面向未來：監(jiān)管框架能夠包容尚未出現(xiàn)的未來新型技術(shù)。

當(dāng)前，全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)正從傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)向以Cisgenic育種（同源基因轉(zhuǎn)移）為代表的新一代精準(zhǔn)育種。遺傳基因的交換未超出傳統(tǒng)雜交育種的天然存在，同時(shí)又能克服傳統(tǒng)育種的負(fù)面連鎖累贅與周期漫長(zhǎng)等缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜性狀的高效改良。

面對(duì)新的農(nóng)業(yè)科技革命浪潮，各國(guó)正競(jìng)相調(diào)整監(jiān)管框架，通過建立簡(jiǎn)化、差異化的審批制度，為新一代生物技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品營(yíng)造有利的政策環(huán)境，以鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。在氣候變化加劇、病蟲害不斷演變的背景下，如何加快培育優(yōu)良作物品種已成為全球性挑戰(zhàn)。

“我們鼓勵(lì)那些正在起草基因編輯監(jiān)管政策的國(guó)家，以及那些尚未啟動(dòng)這一進(jìn)程的國(guó)家，認(rèn)真考慮這種面向未來的監(jiān)管模式。”作者們?cè)谖哪懙?，“唯有建立以科學(xué)為基礎(chǔ)、具備適應(yīng)性且風(fēng)險(xiǎn)相稱的監(jiān)管體系，將最終產(chǎn)品特性置于育種方法之上，才能真正支持安全創(chuàng)新，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性，并夯實(shí)全球糧食安全的根基。”

來源 | 齊禾生科

編輯 | 農(nóng)財(cái)君

聯(lián)系農(nóng)財(cái)君丨18565265490

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