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基因灭虫是好梦一场? 科学家称前景喜人却面临困境

生物技术 时间:2019-11-30 16:41:24 作者:莫敖坤
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如果这种方法起作用,并通过监管和伦理审批,那么“基因驱动”可能是一种清除携带疟疾蚊虫的新方法。

这个想法听起来简单诱人:通过在一群动物中间迅速散布一种基因,可以阻止其传播疾病,或者直接杀死如农业害虫等物种。但美国国家科学院、工程院和医学院(NAS)近日在华盛顿特区主办的一次研讨会上明确表示,这种概念的核心,即基因驱动技术当前仍然面临各种科学和监管上的不确定性。因此,基因驱动技术的产业应用依然“任重而道远”,英国伦敦帝国学院人类遗传学家Austin Burt说。

过去3年来,一种叫作CRISPR-Cas9的技术(可通过DNA剪切技术治疗多种疾病)已经使科学家的精准医疗能力发生了一次改革,即通过改变多个器官的DNA进行精准医疗。这种技术成本低廉、便于操作,并且在几乎所有物种测试中均有成效,它正在推动另一种叫作基因驱动的技术被应用于大量生物体中。因为基因驱动可以把偏差遗传改变为支持某些特别的基因,这种基因改变如果被引入一个物种内的一些群体,就会迅速在该物种内蔓延。如果基因驱动能够控制繁殖或是在一定程度上控制该物种的生存,那么从理论上说,它就能够让该物种灭绝。

去年,华盛顿大学生物学家曾提出把CRISPR-Cas9基因驱动技术应用于消灭一些入侵物种,从而保护那些濒危物种。一些科学家立即呼吁增强对这种技术的管制,因为一旦被放行,那么一次基因驱动将很难被停下来或是被逆转。今年7月,遗传学家表示,基因驱动技术几乎可以百分之百地让色素突变基因在实验室中的果蝇群体之间传播,这增加了基因驱动技术带来的恐慌。

NAS组织了一个委员会评估这一技术,该委员会组织了4次关于基因驱动研究的科学、伦理和监管信息研讨会,此次在华盛顿举行的会议为其中的第二次。援救人员讨论了现有监管和伦理框架是否足以指导和管制基因驱动技术的发展,会议报告称,目前仍须了解更多关于基因驱动技术的生态效应、基因驱动目标的具体性以及研究人员在某个种群之间进行基因改变的有效性。“很明显,关于这个系统,我们知道的是如此之少。”弗吉尼亚理工学院暨州立大学分子遗传学家Zach Adelman说。但Burt表示,考虑到目前基因驱动技术仍处于早期研究阶段,因此NAS有充分的时间就这个问题理清头绪。

在报告中,Burt和一些科学家还强调了基因驱动技术可能不如一些人想象的那样有用或是吓人的原因:

目前尚未证明CRISPR-Cas9基因驱动改变会在某物种中延续许多代。

生物学家表示,目前几乎没有任何生物能够作为代表,用来预测一种基因改变或一种物种消失带来的生态效应。

在基因驱动技术被应用于野生物种之前,CRISPR-Cas9基因编辑技术需要变得更加精确,而不只是像现在实验室中的精确度一样。

现在可以做的并不是利用基因驱动技术让蚊子灭绝,而是应该采取一种在生态上更为安全的方法,如改变蚊子的基因,使其不能向人类传播疟疾病原体。

一种更加有效的“故障自趋安全”策略是,让这种基因驱动技术在影响某物种数代之后能够逐渐消失,或者研究人员可以决定他们是否需要停止一种基因的扩散。

在启动某项基因驱动技术之前,应该密切地研究哪些动物存在跨物种繁殖现象。

尽管一些研究人员争论称,当前诸如重组DNA的规章等监管措施和一些机构的审查委员会已经足以监督基因驱动技术,但是一些人则认为基因驱动技术是一种完全不同的技术,其核心不仅仅是改变并传播一个突变基因那么简单,波士顿学院生物技术国际条约研究专家David Wirth说:“因此拥有统一的标准非常重要。”

正如来自泰国、非洲和危地马拉的一些参会人员所说的那样,让当地人拥抱基因驱动技术仍然需要相当长的时间和过程。“并不是说我们只要获得了这种技术就能立即投入使用。”来自华盛顿特区智库伍德罗·威尔逊国际学者中心的Todd Kuiken说。

今年12月,NAS将组织一次关于另一种CRISPR-Cas9技术(编辑人类胚胎基因)的高峰论坛,这次高峰论坛从某种程度上说是在把已经冲出大门的脱缰野马拉回来。这种情况的严重性与基因驱动技术又不可同日而语,为此,NAS的审查“来得正是时候”,Kuiken说。

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