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2012年11月的一天，哈佛大学的丘奇来到布罗德研究所参加学术活动，无意中得知张锋和丛乐一个多月前提交了一篇CRISPR基因编辑论文。丘奇极度震惊。张锋是他过去的博士后，丛乐则是他当下的研究生。他居然对两个年轻人在自己眼皮底下的作为一无所知。最让丘奇尴尬的是，他刚刚在10月26日送出自己实验室的论文。同样是证明CRISPR-Cas9适用于真核生物，同样地也是寄送给《科学》杂志，只是比两位学生晚了三个星期。 学术界像是一个大家庭。导师经常把从自己实验室里毕业的学生或出师的博士后看作长大离家的孩子。如果他们正试图在某个领域脱颖而出，已经功成名就的导师在鼎力相助之余理应退避三舍，不与学生竞争。这是学术界一个不成文的传统。如果事先知道张锋和丛乐的计划，丘奇会选择自觉退出。他因而对那两位的瞒天过海深感受伤，觉得遭受了自己学生的背叛。 《科学》编辑部先后收到张锋和丘奇两篇地址重叠、内容和结果大致雷同的论文时也相当诧异，怀疑它们属于一稿两投的学术不端。在核实那的确出自两个完全独立的研究后，《科学》干脆将两篇论文一起发表，在2013年1月3日的期刊中同时亮相。 杜德娜倒是对丘奇的意向了如指掌。她和沙尔庞捷的CRISPR-Cas9论文在2012年6月发表后不久，两人都收到丘奇的来信。已经58岁的丘奇在信中夸赞年轻得多的杜德娜和沙尔庞捷这篇论文非常鼓舞人心并富有启发性，同时表明自己将尝试将这个系统运用于人类的细胞。这也是学术界一个不成文的规矩。研究者在他人工作基础上继续推进时先打个招呼。虽然不需要对方的许可，但这个礼貌之举既可以避免不必要的出其不意，也可能带来互利互惠的合作机会。 丘奇是杜德娜在哈佛读研究生时的老相识。她收到来信时丝毫没有惊讶。寻找在细胞中进行基因编辑的工具是丘奇的专长和热情所在，他自然不会放过新出现的CRISPR-Cas9。杜德娜那时也收到另外几个实验室的类似来信，知道这条起跑线上已经拥挤着众多选手。她认定丘奇是最有实力者之一。当然与丘奇一样，她那时对丘奇身边还有一位已经“偷跑”了一年半的张锋毫不知情。 杜德娜自己的起跑很不顺利。沙尔庞捷还在继续学术流浪，那时准备离开瑞典前往德国。作为细菌学家，她对实用的基因编辑技术没有兴趣，只想埋头于细菌或果蝇的基础科学。她在维也纳的研究生奇林斯基正忙于撰写博士论文无暇他顾。杜德娜只得说服已经在自己实验室里做了四年多博士后的伊尼克再留下一年，完成在细胞环境中使用CRISPR-Cas9的最后冲刺。伊尼克极为勉强。他是一个习惯于在试管中做分析的生物化学家，根本没有在培养皿里养殖细胞的经验。他们不可能是丘奇等内行专家的对手。然而杜德娜毫不动摇，激励伊尼克知难而上。好在那年秋季入学的研究生中有一位在大学里做过细胞实验，正好为他们雪中送炭。半年后，他们终于看到CRISPR-Cas9在细胞核中剪切DNA的迹象。 那正是2012年的12月。丘奇的论文已经被《科学》接受。杜德娜知道《科学》发表论文的正规程序会拖延时日，不断地督促伊尼克撰写论文。伊尼克却觉得他们的实验结果尚未成熟，不愿意操之过急。杜德娜只好亲自执笔，抢在年底之前完稿。为抢时间，她舍弃《细胞》、《科学》或《自然》，将论文投送给新开张的《eLife》。那是一份由美国的休斯研究所、英国的惠康基金会和德国以物理学家普朗克命名的“马克斯·普朗克学会”¹共同创办的新型生物学刊物，以在互联网上开放阅读为号召。当然杜德娜看中的还是这个电子刊物许诺以最快的速度完成同行评议等手续。在2013年元旦前后，杜德娜每天登录《科学》网站查看丘奇的论文是否已经出现，一边不停地催促《eLife》加快自己论文的流程。 终于，《eLife》在1月3日通知杜德娜接受她的论文。但在那前一晚，杜德娜收到一封电子邮件。张锋在祝福她新年快乐的同时附上他自己的论文，告知她该论文第二天会在《科学》网站上出现。至此，杜德娜的努力付之东流，即使在发表论文这个没有多大实际意义的最后角逐中也未能拔得先筹。 杜德娜的论文最终在1月29日出现于《eLife》的网站上。那是张锋和丘奇的两篇《科学》论文的近一个月之后，没能再引起轰动。同一天，韩国一位分子生物学家也发表类似论文。其后不久，哈佛的另一个实验室报告在斑马鱼²细胞中完成同样实验。于是，在杜德娜和沙尔庞捷2012年6月那篇论述CRISPR-Cas9机制论文的短短半年后，五个团队相继证实CRISPR-Cas9的确能够在真核生物细胞中施行基因编辑。 于是，鲜花、荣誉和奖金接踵而至。 传统上，科学界的最高荣誉是已经有了100多年历史的诺贝尔奖。在那之外，各国科学院和专业学会设立有多种奖章。那些业界的内部奖励不大会为常人所知。但在2010年代，以互联网为标志的高科技革命造就出新一代的大富豪。他们志得意满后也日益关注科学的进步，在世界各地催生出五花八门的新奖项，与传统的科学奖争妍斗奇。CRISPR-Cas9的突破正逢其时。作为这项新技术的代表人物，杜德娜和沙尔庞捷顿时成为颁奖台上的常客。自2014年起，她们在短短几年中赢得20多种名目不一、数额不等的奖。沙尔庞捷不得不在自己的电子邮件信箱里设置自动回复，率直地声明她忙于满世界奔波领奖，根本顾不上查阅邮件。 相对而言，新奖项中比较引人注目的是由谷歌等高科技公司巨富们共同设立的“生命科学突破奖”³。顾名思义，他们嘉奖的是生命科学中的重大突破。⁴每个项目的获奖者分享三百万美元的奖金，约为诺贝尔奖的三倍。如此大手笔的奖励保证这个新奖项能在同类中傲视群雄。 杜德娜和沙尔庞捷在2014年11月得到好消息，双双被选为2015年度生命科学突破奖的获奖者。基因编辑无疑是一个重大的突破，她俩也几乎是理所当然的人选。但众望所归的背后却也不乏争议。 生命科学突破奖最早在2013年开始颁发。那年的第一批获奖人中有张锋所在的布罗德研究所的主任兰德（Eric Lander）。作为获奖者，兰德有资格参与后几年的评选。他事后透露2014年时原来只有杜德娜一人得到基因编辑的提名。兰德竭力主张该奖应该由杜德娜与沙尔庞捷和张锋共同分享。但他只成功一半。张锋最后还是名落孙山⁵。 兰德没有死心。他本来是位数学家。与物理学家费曼类似，兰德在哈佛任教时突然对弟弟在麻省理工学院的生物学研究发生极大兴趣。他的不务正业更为彻底，干脆自学成才投身分子生物学，搜寻致病基因。在随后的人类基因组测序大潮中，他担任麻省理工学院和哈佛大学联合测序项目的总负责人，也是人类基因组计划最后在《自然》杂志发表集大成论文的主笔。因为这些成就，兰德在2013年赢取生命科学突破奖。布罗德研究所创建时，他也当仁不让地受聘为第一任负责人。 2016年1月，兰德在《细胞》杂志发表题为《CRISPR的英雄们》⁶的长文，回溯从莫希卡开始的CRISPR发现史。文章着重介绍那些不怎么为人所知的早期英雄：莫希卡、霍瓦特和巴兰古，还有沙尔庞捷和远在立陶宛的西斯尼斯。在兰德眼里，相比于这些细菌学专家，“外来者”杜德娜的功劳微不足道。他在文章中只是一笔带过。不过，同样是细菌学外行的张锋却得到浓墨重彩的描述。兰德刻意强调张锋率先证明基于CRISPR的基因编辑适用于真核生物，属于最为关键的“临门一脚”。 《细胞》发表这篇文章时没有按常规注明作者的利益冲突：张锋是兰德在布罗德研究所的属下。但兰德的生花妙笔立即遭到同行的一致抨击。杜德娜在哈佛的导师绍斯塔克、多年与她亦师亦友的丘奇等著名科学家挺身而出为杜德娜打抱不平。这场象牙塔中的纠纷还延续到新时代流行的社交媒体上。众多用户重提杜德娜少年时读过的《双螺旋》，指责兰德步沃森后尘，企图抹杀一位女性科学家的贡献。 《CRISPR的英雄们》的发表没能影响杜德娜的声誉。她继续与沙尔庞捷一起收获众多奖项的青睐。但同时，获奖人的队伍也开始扩展。在杜德娜和沙尔庞捷两人万变不离其宗的同时，共同获奖的出现形形色色的排列组合。2016年，由台湾企业家和中央研究院举办的“唐奖”⁷颁发给杜德娜、沙尔庞捷和张锋。那是35岁的张锋第一次在国际大奖的领奖台上现身。
那年加拿大的盖尔德纳国际奖⁸颁发给杜德娜、沙尔庞捷、张锋、霍瓦特和巴兰古。2017年美国的奥尔巴尼医学中心奖⁹给予杜德娜、沙尔庞捷、莫希卡、张锋和马拉菲尼。2018年，挪威的科维理奖¹⁰则选择了杜德娜、沙尔庞捷和西斯尼斯。那时西斯尼斯难得的一次露面机会。 尽管五彩缤纷，这些如雨后春笋般涌现的奖项还无法与诺贝尔奖媲美。当那个举世瞩目的传统奖在2020年惠临CRISPR时，获得殊荣的还是杜德娜和沙尔庞捷。两人分享那年的化学奖。自居里夫人在1911年独自赢得诺贝尔化学奖以来，已经有五名女性摘取这项桂冠，其中包括霍奇金和居里夫人的女儿约里奥-居里（Irene Joliot-Curie）。杜德娜和沙尔庞捷是第一个完全由女性组成的得奖团队。 在她们两位的名至实归背后，莫希卡、霍瓦特、巴兰古、张锋等人只得望奖兴叹。而分别在伯克利和维也纳的实验室里完成关键实验的博士后伊尼克和研究生奇林斯基也与导师所得的各种奖项完全无缘。奇林斯基已经博士毕业，继续在维也纳从事研究工作。伊尼克在2013年初离开伯克利，在苏黎世大学找到自己的岗位。2016年时，他赢得瑞士颁发给40岁以下年轻生物化学家的米歇尔奖。那是一项以最早分离出核酸的瑞士生物化学家米歇尔命名的大奖。 协助张锋完成实验的研究生丛乐也已经获得博士学位。夹在丘奇和张锋两位导师之间的微妙处境曾让他倍受压力，不得不远离CRISPR-Cas9这片是非之地。在布罗德研究所的另一个实验室里完成三年博士后训练后，丛乐在斯坦福大学获得教职。他的主要关注点转移到更为“安全”的免疫、癌症研究。但他也没有完全放弃基因编辑之梦。Cas9只是CRISPR系统中“相关”的众多Cas酶之一。他还可以探索以其它Cas酶实现更有效的基因编辑途径。 沙尔庞捷终于结束她的学术流浪，在德国以普朗克命名的马克斯·普朗克感染生物学研究所¹¹有了永久性职位。虽然她与杜德娜在各个金碧辉煌的颁奖仪式上表现得亲密无间，两人其实早已渐行渐远。CRISPR-Cas9的光环更多地聚集在杜德娜头上，让最早在细菌中发现tracrRNA并将杜德娜带进这一课题的沙尔庞捷感到沮丧。 最早提醒杜德娜的伯克利微生物学家班菲尔德则自嘲自己毕生最大成就可能在于告知杜德娜CRISPR。 在令人目不暇接的发奖仪式背后，另一场更为激烈的争夺战也在紧锣密鼓地展开。 20世纪初，伦琴和居里夫人在分别发现X射线和具放射性的镭元素之后主动放弃申请专利，以便这些发现更快地投入实用，治病救人。他们的义举没能成为科学界不成文的传统。恰恰相反，自从斯坦福大学通过科恩和伯耶的基因重组技术专利获得两亿多美元收益后，专利不再只是商业公司追求的目标。大学和研究院不再自持清高，纷纷成立专门机构帮助并督促科研人员为新发现申请专利。那甚至比及时发表论文更为重要。 即使是在最担心她们的成果可能被西斯尼斯或其它研究组抢先的2012年5月，杜德娜还是先咨询伯克利的专利办公室，在他们帮助下递交专利申请之后才送出科学论文。半年后，布罗德研究所的张锋也是同样地论文与专利齐头并进。而在他们之前，丹尼斯科公司的霍瓦特和巴兰古、立陶宛的西斯尼斯都曾为他们各自的研究成果申请了专利。 最早认识CRISPR的莫希卡没有申请专利。他发现的是细菌历经几亿年进化而来的免疫系统。那是自然现象，并非自己的创造发明。霍瓦特和巴兰古的专利是借助CRISPR中储存的碱基序列辨别分析牛奶中病毒种类。但从西斯尼斯开始，CRISPR的专利进入基因编辑的角逐。这是一个比基因重组更具商业潜力的工具，价值几乎不可限量。 科学家在本职工作中发明创造的专利通常属于他们服务的机构，由机构再给发明者分红获利。杜德娜的专利归她和伊尼克所在的伯克利、奇林斯基所在的维也纳大学和沙尔庞捷个人共同拥有——沙尔庞捷所在的瑞典比较特殊，专利完全归个人所有。张锋的专利则由他和丛乐所在的布罗德研究所和马拉菲尼所在的洛克菲勒大学共同提出。但其后不久，布罗德研究所突然单方面决定将曾经大力协助张锋的马拉菲尼和洛克菲勒大学排除在申请人之外，企图将专利全部据为己有。马拉菲尼大惑不解，只得自己也申请专利。 虽然在申请专利时比杜德娜晚了半年，张锋在2012年底提交申请时额外缴纳70美元的加急费，倒抢在杜德娜之前得到受理并顺利获得批准。杜德娜和伯克利不得不依法表示异议，由此开启长达十余年的专利争夺战。 天时对他们很是不利。与绝大多数国家奉行的“谁先申请归谁”原则不同，美国专利法传统上遵循“谁先发明归谁”的标准。直到2013年4月，美国专利局才改弦更张与国际接轨，改为更容易执行的“谁先申请归谁”政策。杜德娜和张锋的专利都是在2012年申请。仅仅因为这一年之差，杜德娜一方无法以申请在先为由自然而然地获胜。专利法庭必须甄别谁最早做出这一发明，决定未来几百亿美元潜在收益的归属。为此，伯克利和布罗德研究所全力以赴，不惜成本聘请大量律师和专家投入这场较量。在这两强相遇的格斗中，西斯尼斯的专利申请很快也与他的论文一样被遗忘。 CRISPR-Cas9专利的价值在于该系统在真核生物细胞中施行DNA剪切的能力。毋庸置疑，张锋的实验室首先实现这一操作。但在那半年前，杜德娜和沙尔庞捷的团队已经发表CRISPR-Cas9剪切DNA的具体机制。伊尼克还将crRNA和tracrRNA两个分子连接，制造出自然界不存在的sgRNA，属于货真价实的发明创造。美中不足的只是她们那时的实验只在试管中进行，不具备真实的细胞环境。她们那时已经在论文中指出这个机制应该能适用于任何生物体。区区六个月后，不仅张锋和丘奇获得成功，另外三个实验室也相继完成这最后一步，包括杜德娜自己那个完全没有细胞研究基础的实验室。他们使用的为Cas9添加核定位信号“通行证”使其进入细胞核和其它的优化措施不过是细胞生物学界早已熟识的操作，并非新发明。因此，伯克利团队认定张锋只是在杜德娜和沙尔庞捷已有的发明上做了一点显而易见的改进，不具专利价值。尤其是张锋在实验中也使用了她们发明的sgRNA。 布罗德研究所自然针锋相对地强调张锋的成就完全由他们独立取得。如同兰德在《CRISPR的英雄们》中所称，张锋在杜德娜和沙尔庞捷2012年6月发表论文时已经进行了一年半的实验，CRISPR-Cas9在细胞中的运用大致完成。那篇论文的唯一作用是启发他采用sgRNA的技巧手法。¹²张锋辩解这个技巧其实无关大局，因为即使只是直接使用crRNA与tracrRNA，Cas9也能完成DNA剪切。 尽管杜德娜在自己的论文中已经展望CRISPR-Cas9在细胞中应用的前景，她本着科学家应有的谨慎和负责态度在那半年中经常在文章和讲演中提醒试管实验并非最后成果，下一步还可能困难重重。这些言论也被张锋一方频繁引用，证明在细胞中实现基因编辑才构成真正的发明。 其实，无论是张锋自己还是积极为他鸣锣开道的兰德都无法提出他在2012年6月已经获得成功的直接证据。倒是在双方各执一词难解难分的2015年2月底，杜德娜意外地收到一封来自一位名叫林帅亮（Shailiang Lin）的电子邮件。他来自中国北京，在2011年10月至2012年6月期间一直在张锋的实验室里访问学习。那正是张锋声称获得成功的关键时段。但林帅亮在邮件中指出张锋和丛乐等人那时都还在研究其它的基因编辑手段，实验室里只有他自己知道CRISPR。只是在2012年6月读到杜德娜和沙尔庞捷的论文后，张锋才急忙转向CRISPR-Cas9实验。林帅亮因此可以作证，张锋的成功其实完全来自杜德娜的论文。 杜德娜将这封信作为证据提交专利法庭。可是林帅亮在信中还提出希望能到杜德娜的实验室进修。张锋一方当即指出林帅亮动机不纯，因为在布罗德研究所到期后不得不另谋出路而不惜做伪证。因为这个明显的利益冲突，林帅亮的证词没能被法庭采纳。同时，他的说法也与张锋实验室里保存的原始实验记录不符。 从美国专利法院已经做出的几次判决来看，张锋一方始终占据上风。但杜德娜一方还在不屈不饶地坚持，屡屡试图转败为胜。而在欧洲，张锋一方却意外地惨遭滑铁卢。他们本来已经抢在杜德娜之前申请专利，按照那里“谁先申请归谁”的原则胜券在握。但因为他们随后又为遗弃马拉菲尼更改申请，被法院判定为重新申请，反而在时间上落到杜德娜之后。这一自伤行为可能会将大好河山拱手相让。 这场旷日持久的鏖战还在继续着。在CRISPR-Cas9基因编辑的科学发现整整十年后，其经济收益究竟鹿死谁手还尚需拭目以待。好在这项新技术的实际效用目前依然停留在“潜在”范畴，还没有现实的巨额收益亟需定夺。同时，不依赖Cas9酶的CRISPR基因编辑手段也在不断涌现。如若成功，它们或可绕开张锋或杜德娜的专利。当然，那也许也会引发更多的专利权争执。 在没完没了的专利纠纷之外，杜德娜有着更多的焦虑。 还在被媒体的镁光灯包围之前的2014年春天，刚刚取得CRISPR-Cas9突破不久的杜德娜曾经做过一个奇怪的梦。她应邀去拜访一位渴望了解基因编辑的名人。进门后，她看到办公桌后有个人正襟危坐，已经准备好认真地记笔记。奇怪的只是那人长着一张猪脸。他诚恳地请教杜德娜：“我需要弄明白你这个异乎寻常技术的用途和意义”。杜德娜意识到那不是别人，正是上个世纪人类最大种族灾难的罪魁祸首、第二次世界大战时的德国元首希特勒。 她猛然惊醒，心脏狂跳不已。 （待续） 1Max Planck Society；中文里经常简称为“马普学会”。 2 zebrafish 3Breakthrough Prize in Life Sciences 4另外还有基础物理突破奖和数学突破奖。 5无独有偶，一年后的生命科学突破奖授予张锋当年的博士导师戴瑟罗斯和师兄博伊登，表彰他们创立光遗传学的突破。张锋也没能进入获奖行列。 6The Heroes of CRISPR 7Tang Prize 8Canada Gairdner International Award 9Albany Medical Center Prize 10Kavli Prize 11Max Planck Institute for Infection Biology 12张锋和丘奇都独立地发现伊尼克的sgRNA只在试管中行之有效，在细胞环境中却不尽人意。这个问题可以通过人为地将sgRNA碱基序列加长得以解决。伊尼克和杜德娜后续的那篇匆匆而就的论文没能顾及这个缺陷。 |
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