首页
1
最新消息
2
健康新知
3
基因编辑技术该怎么用? 诺贝尔奖得主的呼吁――读《基因编辑大革命》我思(Part 1)4
Missing parameters [image]

基因编辑技术该怎么用?

诺贝尔奖得主的呼吁――读《基因编辑大革命》我思

2094e5a7a01387d2f9e61f5b2ef3db95.jpg


2020
年诺贝尔化学奖颁给道纳(Jennifer Doudna)与夏彭提耶(Emmanuelle Charpentier)两人,因其开发了CRISPR-Cas9基因编辑技术。

 

CRISPR为「常间回文重复序列丛集」(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR)的缩写,源自细菌的后天免疫系统,负责消灭入侵的外来质体或噬菌体。它由导引RNAguide RNA, gRNA)和切割酵素酶蛋白(Cas9)组成,前者带后者找到病毒的DNA序列进而将其切割分解。比起之前的基因编辑工具,如「类转录活化因子核酸酶」(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)、「锌指核酸酶」(Zinc-finger nuclease, ZFN)等,CRISPR大幅降低成本,操作简易且更精准,为当前最好用的基因编辑工具。到了今天此科技已广用於医疗与农业等领域,但争议也渐多。

 

科学家的妙笔生花

经数年目睹与反思该技术对社会的影响与争议,2017年,道纳与其学生著书《基因编辑大革命》(A Crack in Creation),向普罗大众作出解释。其揭橥的议题,在今天更形关键与急切、更值得深思与慎行,主因在於:生理演化的慢条斯理,赶不上文明的日新月异。

 

《基因编辑大革命》全书分为8个章节,一半解释CRISPR科技的来龙去脉,其余谈社会的认知争议与沟通。作者强调善用科技,悲天悯人的情怀,弥漫全书。

 

内容上亦穿插了作者的历程故事,让读者得以一窥科学家生涯的因缘际会,与把握机会的各种层面。例如道纳7岁时,举家从华府迁移到夏威夷,夏威夷岛上丰富且独特的生物形态,引发了童年的她对生物学的好奇,更在她心中埋下了科学研究的种子。到了中学,从她父亲赠与诺贝尔奖得主华生(James Watson)的著作《双螺旋:发现DNA结构的故事》(The Double Helix)获得启发,深深被这完美对称的双股螺旋结构当中的生命奥秘所吸引,进而投身於生命科学。又如,2006年时,加州大学柏克莱分校同事班菲尔德(Jillian Banfield)的牵线下,首度认识CRISPR,让她开始对这个发生在古微生物的有趣现象深深著迷。

 

而后在2011年,在一场国际研讨会,道纳经人介绍,认识了法国的微生物学家夏彭提耶,两人相谈甚欢而决定合作。夏彭提耶率先发现有两种RNA负责将Cas9导向目标DNA,道纳则发现这两个RNA可嵌合在一起,形成可客制化的单链导引RNA去找目标基因。合作结果,此「Cas9和单链导引RNA」双分子系统大幅简化实验步骤,使基因编辑更有效率。

 

担心基因编辑利器遭误用

基因编辑技术已产生许多令人惊艳的范例,包括修正猎犬的肌肉萎缩基因缺陷、抗病稻米,可望用来消除镰刀形血球贫血症与肌肉萎缩症等人类疾病,甚至改变后代的基因体。

 

好啦,我们能让胚胎突变细胞「正常化」,就可能有人能将正常细胞「超级化」,包括降低罹患糖尿病的机率等。也因此出现反弹声浪,认为将扩大社会和遗传不平等、促成新优生学等。《基因编辑大革命》即提出省思,认为人类已可控制我们这物种的演化,其结果将超出我们的理解范围,提出「像人类这般各持己见而又难妥协的物种,会用此强力科技工具做什么?」的大哉问。

 

作者原以为科技衍生的社会问题,就留给生物伦理学家,自己则专心科技研发。但后来转念:

「但身为开发此领域一份子,我深觉有责任协助引导相关的沟通……应当即刻展开对话。」

 

於是,作者到州政府、总统科技政策室、中情局等地说明;设立「创新基因体研究所」(内含科技沟通组);办理论坛与敦促国家科学院号召国际会议。

 

透过基因编辑技术,科学家现在可操纵与修改每个物种的遗传密码;CRISPR可编辑生物基因体,且如编辑文章般容易。

 

「……我经常做这样的梦,现在想来很容易领略到其中深藏的意义。海滩仅是海市蜃楼,但波浪与其激起的恐惧、希望和敬畏的情绪都异常真实。」

 

本书前言中的这两句话约可形容作者的心情:担心此科技酿巨祸。书中,作者提到甚至梦见希特勒涉入此科技而吓醒。

 

接著,作者一想到基因编辑这利器可能遭到误用,顿觉自己如创造科学怪人(Frankenstein)。亦担心基因编辑步上「核武秘密研发惹出抗争」的后尘。虽然基因编辑不会引起像核武般的灾难性后果,但社会仍可能对此新生物技术产生不信任感。社会不信任或甚反感,可能来自资讯的缺乏或错误讯息的传播,而妨碍基因编辑应用在相对安全与重要的尝试上。

 

因此,这领域的科学家有责任公开其研究,也教育民众,并且参与公共论坛,讨论实验的风险、福祉,否则公众的反弹可能伤及该领域的发展。

 

以基改历史为殷鉴

基因编辑与基因工程均「改变基因」,是生命科学研发的利器;但改变的程序不同,前者直接修改基因,后者则引入外来基因,无论是相同物种间的同源基因转殖,亦或是相异物种间的异源基因转殖。

 

对於使用基因编辑技术改变作物,有人认为是新育种技术产物,但另有人认为是隐藏版的基改作物,试图以走后门的方式,偷渡上架。例如,反对者在2016年春天发起抗争,CRISPR科学家受到以前反基改者的威胁。

 

因此,《基因编辑大革命》作者探讨议题亦以基改(基因工程)为借镜。基改生物(Genetically Modified Organisms, GMO)至今已成过街老鼠。作者提问:民众会比照接纳辐射与化学药剂而改变基因的作物一样,接受基因编辑作物呢?或者会认为基因编辑作物也是基改生物而反对呢?

 

要探讨此议题,「食品政治学」成了作者需恶补的领域。美国农业部认为基改是「以基因工程或其他更传统的方法」,此广泛的定义涵盖基因编辑等新技术,加上突变育种等传统做法,则可说我们吃的食物几乎都是基改生物。不过,一般人认知的基改生物仅指基因工程产生的;其实,生物经历自然突变、化学诱变、辐射照射等,均改变基因而成为「基改」生物;若选择性地单挑基因工程反对,实在偏颇而不公平。

 

作者认为,反对者大声疾呼的,主要著眼於少数几篇基改生物对人与环境不利的研究,例如,基改马铃薯让老鼠罹癌或是基改玉米害死帝王蝶,但这些研究与后续验证不符,且受多数科学社群谴责。另一方面,基改技术实际上产生了许多福祉,包括拯救夏威夷木瓜产业。基改食物是消费品中受到最严密监督审查的产品,且有几乎一致的科学共识「基改食品与传统方法产生的食品一样安全」,获得英国皇家医学会、美国医学会、美国国家科学院、欧盟委员会、世界卫生组织的支持。尽管如此,仍有约六成美国人认为基改食品不安全。作者认为科学共识与民意分歧,部分因科学家与大众之交流失败。所以,科学家需走出象牙塔与善用庶民语言。同理,民众也要肯花心力学习新科技。

 

笔者在此补充,作者引述的六成美国人误解事宜,为深具公信力的美国公益皮优研究中心(Pew Research Center2015年提出的民调。相对於只37%民众认为安全,有88%的科学家(取样对象为美国科学促进会AAAS会员)认为基改食品安全。因此,不安之因很可能在於误解,一般人在正式教育中,缺乏这种「基改食品的健康效应」课程,或者,他们不知阅读优质生物技术专业读物、查询英国皇家医学会与世界卫生组织等深具公信力网站资讯。相反地,他们一直暴露在日常电视与社交媒体等尽是谣言(恶意或善意风向)或「同温层」(不解者互相强化认知)中。因此,著名荷兰专家须寇顿(Henk Schouten)名言「你可不喜欢基改,但不能说它危险」,更见针砭之力。

 



转载自:https://www.scimonth.com.tw/tw/article/show.aspx?num=4945&page=1

上一个 回列表 下一个