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基因編輯和弗蘭肯斯坦

基因編輯和弗蘭肯斯坦

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圖片來源:pixabay

「這個就是驚天醜聞,太離譜了,沒底線!」提及「免疫艾滋的基因編輯嬰兒誕生」一事,一位經驗豐富的醫學博士依舊無法遏止心中的憤怒。自此新聞一出,生物學界、醫學界等領域的專家紛紛表態,聲音幾乎雷同:憤怒、反對、譴責。

11 月 26 日,「中國誕生世界首例免疫艾滋的基因編輯嬰兒」的新聞一經傳播便激起了千層浪。事情的細節如下:南方科技大學副教授賀建奎宣布,世界首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒於 11 月在中國健康誕生。據悉,基因編輯手術比起常規試管嬰兒多一個步驟,即在受精卵時期,用「CRISPR/Cas9」基因編輯技術精確定位並修改基因——這次基因手術修改的是 CCR5 基因。

簡單來說,就是在 HIV 病毒入侵人體免疫細胞的過程中,CCR5 基因為其製造了路燈、指示牌。如果人體沒有 CCR5 基因,HIV病毒就找不到免疫細胞,也無法破壞免疫細胞,即稱為「免疫艾滋」。

聽起來,這似乎是一項讓人類熱血沸騰的科技進步。畢竟艾滋病作為一種讓人心力交瘁的疾病,目前我們還沒有很好的方法將其控制。所謂外行看熱鬧,內行看門道。這件事情很快就引起了相關領域專家、學者、與從業人員的注意。不過,到來的卻是一片指責、質問、批判、強烈譴責之聲。

一百多位科學家共同簽署了「科學家聯合聲明」,以示對這項研究的抗議。「這項所謂研究的生物醫學倫理審查形同虛設。直接進行人體實驗,只能用『瘋狂』來形容。」聲明中寫道。今日,140 位艾滋病研究學者又聯合發出聲明表示「反對」。《科技日報》更是四問「基因編輯嬰兒」,丁香園等醫學媒體也同樣發出「靈魂數問」。11 月 27 日,諾貝爾獎獲得者戴維·巴爾的摩教授在香港大學舉行的第二屆人類基因組編輯國際峰會時表示,此事很不幸。

總結來說,所有的質問與譴責幾乎都包含了兩個關鍵問題:一是此項研究是否違背倫理道德;二是該項技術後續是否會造成不可預測的風險。目前,南方科技大學對於賀建奎的研究,以官方立場表示「不知情,不支持」。據央視新聞報道,深圳醫學倫理專家委員會也已啟動對深圳和美婦兒科醫院(涉事醫院)倫理問題的調查。

「基因編輯嬰兒」事件在持續發酵。和目前一片譴責聲不同的是,之前人民網曾報道過的一些信息顯示,中山大學一研究團隊發布了國內首份針對普通公眾和 HIV 攜帶者關於基因編輯認知的比較報告,超六成受訪者對基因編輯技術的運用持積極態度。美國皮尤研究中心曾針對 2537 名美國成年人的一項調查顯示,60% 的美國人支持對未出生嬰兒進行基因編輯,認為為了降低患嚴重疾病的風險,基因編輯是一種有效的醫療手段。不過,很明顯,此次基因編輯嬰兒研究不僅在倫理報備醫院等方面頗受爭議,最大的詬病點是:其將諸多不穩定因素,倫理道德敏感、且歷來被政府和科學家謹慎對待的技術大張旗鼓、毫不顧慮後續影響地帶到了臨床。

是的,基因編輯技術不是一門新出爐的技術,而是擁有幾十年的歷史。以人類科技發展的速度,為什麼幾十年的時間,我們依舊沒有研發出像科幻電影里那樣強大的變異體?最好的答案就是:人類自己有意在避免打開潘多拉魔盒的悲劇。那麼,目前處於風口浪尖的基因編輯技術到底是什麼,為什麼人類對其如此敬畏與防備?

據了解,基因編輯是一種可以改變 DNA 的技術。這種技術允許在基因組中的特定位置添加,去除或改變遺傳物質。目前,科學家已經開發了幾種基因組編輯方法,基因編輯嬰兒事件種使用的即是最新的 CRISPR/Cas9 方法。基因組編輯的方法包括幾種:

  • 一是同源重組,開發於 20 世紀 70 年代後期。同源重組是兩條相似(同源)DNA 鏈之間遺傳信息的交換(重組)。這種方法具有低效、準確率低的缺點。
  • 二是鋅指核酸酶(ZFN),開發於 20 世紀 90 年代,研究人員開始使用鋅指核酸酶(ZFN)來提高基因編輯的特異性並減少脫靶。該方法成功率提高,不過流程困難且耗時。
  • 三是轉錄激活因子樣效應物核酸酶(TALENs),開發於 2009 年,能夠與特定的 DNA 序列結合。TALENs 是一種可靶向修飾特異DNA序列的酶,能夠與特定的 DNA 序列結合。相比於 ZFN,TALENs 具有更簡單的優點。
  • 四是 CRISPR,其通過一種名叫 Cas9 的特殊編程的酶發現、切除並取代 DNA 的特定部分。這種技術可改變老鼠皮毛的顏色到設計不傳播瘧疾的蚊子和抗蟲害作物等。該技術具有非常高效、精準、廉價、易於使用,並且非常強大的特點。

值得注意的是,基因編輯在預防和治療人類疾病方面具有重要意義。目前,大多數關於基因編輯的研究都是利用細胞和動物模型來研究。科學家們仍在努力確定這種方法是否安全有效,可以應用到人身上。其中備受關注的即是 CRISPR/Cas9 基因編輯技術。這個看起來十分酷的技術似乎可以給人類在疾病方面一些新的治療思路,但是隨之而來的則是倫理、社會、法律等方面的擔憂。之前,由於害怕出現人類基因變異等情況,曾有人提出禁止人類基因編輯技術的相關研究。

但《美國人類遺傳學雜誌》(The American Journal of Human Genetics)上的文章《Human Germline Genome Editing》表示其曾對美國國家科學院、美國國家醫學院、中國科學院、日本基因治療學會、國際幹細胞研究學等做了一個關於人類基因編輯的調查發現,其中大多數聲音都同意應該進行基因編輯的基礎研究,但至少應該在短期內避免臨床應用。因為,當使用如 CRISPR/Cas9 等技術的基因組編輯用於改變人類胚胎基因等時,我們對「是否難以避免脫靶效應」等問題還不能肯定,而且被修改的基因很有可能會代代相傳。

一方面,這會影響人類的基因庫。「這些經修改的基因也將成為人類基因庫中的一員。一旦被修改的基因序列被引入人類種群,這樣的遺傳學改變將很難逆轉。」加州理工大學病毒學家戴維·巴蒂摩爾(David Baltimore)曾表示。另一方面,如果這種技術進入臨床,進入市場,很有可能會造成深遠的社會影響,例如一些人用其增強正常的人類特徵(如身高或智力)。在這種情況下,網路上一句戲言就很可能成真:富人靠科技、窮人靠變異。

所以,特別是對於人類胚胎基因的編輯,很多國家及行業專家學者的態度都是反對的。根據 NIH官網的信息顯示,2014 年的一份研究報告顯示,在接受審查的 39 個國家中,有 29 個國家禁止對人類生殖基因進行編輯。2015 年 4 月,美國國立衛生研究院發表聲明重申,由於道德和安全問題,它不會為人類胚胎中的基因編輯提供任何資金。該聲明指出,編輯人類種族是不應越過的一條線,並且目前沒有非常可靠的醫學證明表示在胚胎中使用 CRISPR / Cas9 是正確的。英國政府批准編輯人類胚胎實驗,不過,這些用於試驗的胚胎將在發育第七天時被銷毀。再者,此前,中山大學科學家宣布將通過CRISPR / Cas9技術修飾人類三原核受精卵(不能正常發育的受精卵),儘管中山大學已經表示不會孕育出嬰兒胚胎,但還是引發了很激烈的討論。

我們如果把視線回到「基因編輯嬰兒」事件本身,會發現基因編輯嬰兒將很多科學家與業內人士共同維護的原則打破,所有的擔憂伴隨著兩個生命的出現變成了現實中的恐慌與痛心。安全問題和倫理問題如果回答不好,基因編輯嬰兒始終無法說服眾人,對於兩個嬰兒來說,未來等待他們的是什麼也不得而知。我們需要承認基因編輯是一個未來感十足的技術,但是,也許這項技術應用在現在還缺乏一些因素。

就像 CRISPR / Cas9 基因編輯技術領域的先驅者張峰曾在接受《大西洋月刊》時說的那樣:「我們離定製嬰兒等目標還有很遠的距離。我們還不夠了解生物學,甚至沒有想過這些東西到底會是什麼。我們現在甚至還無法應對導致鐮狀細胞病的單一突變。」其實,我們說「弗蘭肯斯坦」難免有些杞人憂天,但在基因編輯這種正在探索的領域,謹慎一些總不是壞事。

註:《弗蘭肯斯坦》是英國作家瑪麗·雪萊在1818年創作的長篇小說。弗蘭肯斯坦是作為科學家的主人公製造的人造人怪物。

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