DIY编辑自己的基因,靠谱吗?

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DIY编辑自己的基因,靠谱吗?

来源:广州日报 日期:2018-01-08

  

CRISPR技术能精准编辑基因。

乔赛亚·扎耶纳宣称自己是全球首例正式公开的基因改造人。

 

  美国“生物骇客”为自己注射基因编辑试剂 成为全球首例正式基因改造人

  在美国,2017年已有三种基因疗法获批准上市,其中两种治疗癌症,一种治疗遗传病,这为2018年基因疗法市场的升温拉开序幕。生命科学持续升温、新型基因疗法加速迈向临床应用,令人们对基因疗法为重病难病提供全新治疗方案充满期待。

  但有一些人似乎迫不及待,他们不想等待循序渐进的发展,他们要自己动手改变自己的基因,并宣称要赋予普通人改变自己基因的能力,而且他们很多时候不是为了治病,只是为了颠覆。

  如今,乔赛亚·扎耶纳宣称自己是全球首例正式公开的基因改造人。

  2017年12月,扎耶纳在自己的博客上直播了改造自身基因的全过程:他将基因疗法试剂注射到自己的左前臂,目标是在这个区域去除肌生成抑制蛋白myostatin。

  扎耶纳采用的是新一代基因编辑工具CRISPR,试剂的组成成分包括 DNA 片段、Cas9 蛋白和指导 gRNA,试剂注射到前臂后,gRNA 会引导 Cas9 蛋白定位到基因组的特定位置,然后切除肌生成抑制蛋白的基因。由于这种蛋白会抑制肌肉生长,去除该蛋白后,理论上这一区域的肌肉应增加,从而增加手臂力量。

  尽管此前也曾有人通过其他方法改变自己的基因,但扎耶纳是第一个采用基因编辑工具CRISPR的人,也可以说是首个真正意义上的基因改造人。

  到目前为止,扎耶纳的左前臂肌肉并没有发生什么变化,类似的实验曾在动物身上做过,结果一般要在实验完成四到六个月后才会显现。虽然表示无法预计实验会对自己产生怎样的影响,但对其左前臂肌肉发生变化的可能性,扎耶纳“持怀疑态度”。尽管如此,扎耶纳仍对“自己动手(Do It Yourself,DIY)改造基因”的前景充满信心,“人类一直是自己遗传基因的奴隶。”他说,自己正在努力研究令人类摆脱这种束缚的基因技术,使人类成为新物种。

  这不是扎耶纳第一次拿自己做实验:他曾给自己注射绿色荧光蛋白基因,就是那种令水母发光基因,虽然没让自己发光,但在扎耶纳送检的皮肤样本中,这种基因被发现已附着于他的皮肤细胞;为了治疗困扰他多年的肠道疾病,扎耶纳还曾自主实施“粪便菌群移植疗法”,从朋友的粪便中提取“健康菌群”为自己“接种”……他称自己为“生物骇客”。

  不再是遗传基因的奴隶?

  纹身、染发、耳朵上穿满耳钉,扎耶纳的外表看起来和他的实验一样疯狂,但他却是科班出身——2013年获得芝加哥大学的生物物理学博士学位,拥有两年在美国航天航空局AMES动物病研究中心工作的经历。

  出于对常规科研机构工作进展缓慢的不满,扎耶纳在2015年年底创立了自己的公司“The Odin”,带领4名员工在车库制备各种基因产品,包括能酿出发光啤酒的酵母试剂盒,能够让顾客在家里做实验的细菌试剂盒。扎耶纳称,公司去年的销售额有20万美元。

  扎耶纳出售试剂盒包含进行样品试验的每一种试剂和耗材,每个150美元,远比大学实验室购买的所有CRISPR科学用品价格都要低,促进肌肉生长的基因试剂盒甚至仅需20美元,在为自己注射这种试剂的视频发布后不久,扎耶纳就卖出了10盒。

  扎耶纳还在网上免费为人们提供各种实验指导,甚至包括完整的改造自己基因的CRISPR试剂盒的文字指南。他不仅要自己动手改变自己的基因,还希望将这种看似高深莫测的科技推广到普通人。

  “一直以来,人类都是自己遗传基因的奴隶,赋予人们改变自己基因的能力几乎等于重新定义人类。”扎耶纳说,“在我的想象中,今后人们会去某个类似纹身店的地方,但不是为了纹身,而是要挑出某些让自己肌肉更发达的DNA,或者改变发色或是眼睛的颜色。”

  风险:可致感染且编辑后不可逆

  然而,未经训练的平民百姓使用这一新的、强大的基因编辑工具安全吗?据扎耶纳称,自己在接受肌肉基因改造后至今没有不适感,也不害怕未来可能的产生影响,他甚至认为,自己改造自己的基因带来的潜在危险不比吸烟、日光浴等习惯大,后者也可能损害人们的基因。

  但多数生物专家却对自行实施基因编辑疗法的做法持谨慎态度。其中,“炎症反应”是专家们提及最多的潜在风险,人们在家中,即非无菌的环境下进行类似操作,容易造成感染,而且反复进行类似注射会引起身体的“炎症反应”,严重时可引发组织细胞的损坏,使局部组织细胞显现变性、坏死。

  至于“增加肌肉,增强力量”的噱头,专家称对成年人来说,这种可能性几乎不存在。“基因的作用在肌肉生长的早期最有效,肌肉生长成熟后,肌肉的分化生长就停止了。除了做运动,没有什么方法能使肌肉更大更有力量,所以,与其给自己注射试剂,还不如去做运动。”来自犹他州立大学的CRISPR专家达拉·卡罗尔说。卡罗尔认为,尽管没有用,但注射这种基因编辑试剂可能也没什么危害,“真正有效的基因编辑需要更成熟的材料和更完备的实验室来实施,比那个所谓的基因编辑试剂盒复杂多了。”卡罗尔说,但如果人们不仅仅满足于改变某部分肌肉基因,而想改变更多,那就要小心了。

  但也有专家认为,自己认为不重要的蛋白、基因,可能是构成某一重要生理过程的关键成分,贸然改变相关基因的表达,很可能会出现意想不到的并发症。而且通过肌肉注射编辑基因最大的问题是“近乎不可逆”,骨骼肌细胞是永久性细胞,是近乎不可能通过新生细胞的替换来恢复潜在的注射后遗症的。最后,此前在动物身上做的类似实验证明,虽然动物的肌肉量增大了,可是力量并没有增加,也就是说增加的是“死肌肉”。

  灰色地带:自己身上试验不违法

  当然,还有法律问题,扎耶纳改变自己基因的实践在美国似乎还处于法律监管的灰色地带。根据美国食品与药物管理局相关条例,一种新型药物或疗法需经批准才能用于人体试验,但如果这个药物或疗法用于自己身上,却没有明文限制——也就是说,扎耶纳改变自己的基因是合法的,至少不违法。

  实际上,扎耶纳似乎一直游走在法律监管的边缘,试探着监管者的底线。为了规避法律责任,扎耶纳在2016年淡化了公司对其销售的能酿出发光啤酒的酵母试剂盒的宣传;这次,他在促进肌肉生长的基因试剂盒包装上印了一行字,“该产品不可用于注射并不可用于人体”。除了撇清责任,这行字简直“此地无银”,并不排除有好奇的顾客看了扎耶纳的注射视频后仿效他的实验,给自己注射试剂。

  至于他在网上发布的改造自己基因的实施指南,扎耶纳称,那是“言论自由”。“即使撇清了法律责任,扎耶纳是否需要负上其他责任呢?在今天生物工程大发展和技术民主化的背景下,我们怎么定义这些责任呢?”来自智库伍德罗·威尔逊国际学者中心的基因和人工智能研究学者鲍威尔质问说。

  名词解释

  “基因剪刀”:CRISPR基因编辑技术

  CRISPR是生物科学领域的游戏规则改变者,这种突破性的技术通过一种名叫Cas9的特殊编程的酶发现、切除并取代DNA的特定部分。自2012年以来,研究人员常用一种叫做CRISPR的强大“基因组编辑”技术对生物的DNA序列进行修剪、切断、替换或添加。这种技术的影响极其深远,作用可从改变老鼠皮毛的颜色到设计不传播疟疾的蚊子和抗虫害作物,再到修正镰状细胞性贫血等各类遗传疾病等。