基因編輯曾這樣應用:令埃及伊蚊絕育,通過獼猴研究先天疾病

2020-11-28 騰訊網

在過去一個世紀裡,沒有哪項科學成果能像基因編輯技術一樣,擁有如此廣闊的前景,卻帶來更令人不安的倫理問題。

基因編輯技術讓我們擁有凌駕於所有物種之上的力量?

MICHAEL SPECTER

封面:David Senior

如果你看一眼安東尼·詹姆斯 (Anthony James) 的辦公室,就不難猜出他是幹什麼的。牆上滿是蚊子的圖片,有關蚊子的書籍擺滿了整個書架。

在他的辦公桌旁有一幅效果圖,描述了一類特殊蚊種——埃及伊蚊的各個發育階段:從卵到蛹再到發育完全,那尺寸大到能把《侏羅紀公園》的粉絲嚇得臉色發白。他的車牌上也有一個關於該蚊種的詞: AEDES 。

「我痴迷於蚊子已經30年了。」這位加州大學爾灣分校的分子遺傳學家說。

蚊子的種類大約有3500種,而詹姆斯只關注了其中幾種,但這幾種都是地球上最致命的生物。這其中就包括通過傳播瘧疾,每年殺死成千上萬人的甘比亞按蚊。然而在詹姆斯職業生涯的大部分時間裡,他一直專注的是伊蚊屬。歷史學家認為,伊蚊在17世紀通過來自非洲的奴隸船傳播到新大陸,它帶來了殺死數百萬人的黃熱病。如今,這種蚊子不僅攜帶每年感染多達4億人的登革熱病毒,還有一些越來越危險的病毒,例如奇昆古尼亞病毒、西尼羅河病毒和寨卡病毒。

以上兩幅圖中顯示的都是按蚊,一種流行於亞洲城市的瘧疾的主要載體。詹姆斯使用CRISPR技術為右邊的幼蟲編輯了一對基因,從而使這種昆蟲無法傳播寄生蟲。螢光蛋白信號的出現表明試驗已經起作用。在野外放生這些經過基因編輯的蚊子,可能會最終替換那些攜帶病毒的蚊子。但把這樣的科學理論付諸實踐,仍然存在太多的不確定性。

2015年,巴西爆發了廣泛流行的寨卡病毒。這種病毒能夠導致多種神經系統疾病,例如一種叫做頭小畸形的罕見人體缺陷——嬰兒出生時伴隨著不正常的小頭和發育不全的大腦。

一直以來,詹姆斯和他實驗室的目標便是尋找操控蚊子基因的方法,讓其不再具有傳播多種病毒的能力。直到現在,這還是一條漫長而孤獨的研究之路,而且研究在很大程度上只能進行理論探討。但是通過一種革命性新技術——CRISPR-Cas9,以及其所附帶的一種以基因驅動聞名的自然系統,理論即將付諸實踐。

CRISPR技術將賦予人們操控基因的全新手段,科學家能夠迅速並準確地改變、敲除並且重新排列活有機體的DNA,例如人類。在過去幾年裡,該技術已經改變一些生物學基礎知識。通過動物模型,全世界的研究人員已經用CRISPR技術糾正了主要的基因缺陷,包括負責糾正肌肉萎縮症、囊性纖維化以及各類肝炎的基因突變。最近,幾支實驗隊伍已經在嘗試從人類細胞DNA中清除HIV病毒。雖然研究者只取得部分成功,但許多科學家依然相信,該技術將有助於愛滋病的治療。

在實驗過程中,科學家們也使用CRISPR技術去除豬身上的病毒,使豬器官能夠移植到人體。生態學家們也正探求保護瀕危物種的技術路線。此外,和各種農作物打交道的植物學家也已經踏上尋找刪除吸引害蟲之基因的道路。這樣,依靠生物學而不是化學,CRISPR技術能幫助農作物減少對農藥的依賴。

在過去一個世紀裡,沒有哪項科學成果能像基因編輯技術一樣,擁有如此廣闊的前景,還帶來更令人不安的倫理問題。最刺激的是,如果CRISPR技術被用來編輯人類胚胎生殖系細胞中能傳給下一代的遺傳物質,要麼就是糾正基因缺陷,要麼就是提升一種想要得到的特性,而這些改變將會永遠遺傳給被編輯者的後代。預見這種深刻變化產生的影響雖然是有可能的,但是卻很難。

哈佛大學和麻省理工學院布羅德研究所所長、曾擔任人類基因組計劃的領導者埃裡克·蘭德 (Eric Lander) 說: 「這是一項非凡的技術,有很多偉大的用途。但如果你要做的是像改變宿命一樣改變種系,你最好告訴我你有相當充分的理由,最好能說明是社會作出了這樣的選擇。除非獲得廣泛的認同,否則我們是不會讓這種事發生的。」

雲南省靈長類生物醫學研究重點實驗室坐落於昆明。該實驗室的研究員周銀展示了一隻由CRISPR改良胚胎發育而來的長尾猴幼崽。這裡還有許多其他生物,例如雞、牛、小麥、蘑菇、鯰魚和鯉魚,它們都已經被設計攜帶了特定的遺傳性狀。以後還會有更多這樣的實驗繼續。

在過去一個世紀裡,沒有哪項科學成果能像基因編輯技術一樣,擁有如此廣闊的前景,卻帶來更令人不安的倫理問題。

「科學家們沒有資格回答這些問題,」蘭德告訴我說,「我也不知道誰才有這個資格。」

CRISPR-Cas9技術有兩個組成部分。第一部分是一種叫做Cas9的酶,它的功能是作為細胞的刀來切割DNA(在自然界中,細胞利用它來分離並剔除入侵病毒的遺傳基因代碼) 。另一部分則是能精準引導這把「刀」到指定核苷酸的嚮導RNA,而該核苷酸便是要被分離的DNA的化學鍵。

這一嚮導RNA準確得可怕,科學家們可以添加一個人造的替代品到基因染色體的任意位置,即使這個染色體由數十億個核苷酸組成。當它到達其目的地時,Cas9酶會剪去多餘的DNA序列。為了修補其破損,細胞會插入已經在CRISPR包中釋放的核苷酸鏈。

當爆發于波多黎各的寨卡病毒消退後,美國疾控中心根據其他蚊子傳播疾病的方式做出了估計:在擁有350萬人口的波多黎各市,至少有四分之一的人可能感染寨卡病毒。這也意味著有數千孕婦可能會被感染。

目前,唯一真正有效的抗寨卡病毒措施,可能就是用殺蟲劑來清洗整個島嶼了。詹姆斯和其他人提出,使用CRISPR技術來編輯蚊子的基因序列,並且使用基因驅動技術永久改變這些基因編輯,將會是個更好的辦法。

科學家們使用傳統的基因遺傳工程技術,從兩種魚類當中提取遺傳物質,從而創造新的轉基因三文魚——AquAdvantage鮭魚 (如上圖) 。因此,相比之前僅依靠自然界供給,該魚種的市場規模擴大了兩倍。這種魚吃的飼料少,並能在靠近城市的地方隔離封閉飼養。這大大減少運輸成本和排放量,並基本排除魚逃回野外的可能性。雖然美國食品和藥物管理局(FDA)已批准該魚作為一種完全安全的可消費產品,但大眾對轉基因產品的安全性仍然存在疑慮。未來,結合來自相同生物體基因的基因工程食品可能很快會被接受。

基因驅動技術將有力推翻傳統的遺傳學定律。通常情況下,任何有性繁殖動物的後代都會得到來自父母的一對基因拷貝。然而有一些基因是「自私的」: 演化賦予了它們一項權利,那就是這些基因擁有超過50%的遺傳概率。從理論上說,在放任動物自然交配之前,科學家們可以將CRISPR技術和遺傳驅動結合,通過附加一個想要的基因序列在這些「自私的」基因上面,以此來改變某個物種的基因編碼。把這些工具集中在一起,便可改變一個物種的幾乎任何遺傳特徵。

2015年,在一項發表在 《美國國家科學院學報》 (PNAS) 上的研究中,詹姆斯利用CRISPR技術重新編輯出一種新的按蚊蚊種,使這些蚊子不再具有傳播瘧疾的能力。「我們加入了一個小的基因,保留它們原來所有的其他功能,」他解釋道,「除了一個輕微的變化。」而這個變化便阻止了蚊子傳播這種致命的寄生蟲。

「我一直默默工作了幾十年,現在可不一樣了,電話總是響個不停。」詹姆斯一邊說一邊朝桌上的一疊信件揚了揚頭。

同帶有多種不同病毒的埃及伊蚊戰鬥則需要一種稍微不同的方法。「你需要做什麼呢,」他告訴我,「就是去編輯基因驅動讓蚊子絕育。如果這蚊子還是可以傳播登革熱或其他病毒,那麼建立這種對抗寨卡病毒的蚊抵抗系統完全沒有意義。」

為了對抗登革熱,詹姆斯和他的同事們設計了一種CRISPR技術包,可以直接從蚊子的野生父母身上刪除一種自然基因,並用新的基因代替——使它們的所有後代不孕。如果足量的蚊子被釋放出去並進行交配,那麼用不了幾代 (通常只持續兩到三周) ,其整個物種都將攜帶這種不孕的基因。

詹姆斯敏銳地意識到,釋放一個旨在能夠迅速擴展至整個野生物種的基因變異,可能會導致意想不到的後果,而且這種後果不可逆轉。他說: 「釋放這些經過編輯的昆蟲有明確的風險,但我相信,如果不這麼做的風險可能更大。」

在深圳舉行的中國國際再生醫學會議期間,一名工作人員在等待進入一間乾淨的屋子,在這裡,豬的角膜被重新編輯並且移植到人體。中國的科學家們已通過CRISPR技術,兩次改進無法生存的人類胚胎。但是在基因編輯真正應用到人體胚胎之前,仍然需要大量的研究工作。

左圖:在廣州的醫藥工業研究院,獸醫龍海斌養了只叫「船長」的狗。孕育這隻狗的胚胎被編輯了雙倍肌肉量的基因 (這個胚胎生的是對雙胞胎,船長只是其中一隻) 。這種實驗能提高我們對肌肉萎縮症或其他人類疾病的理解程度。

右圖:周銀在安慰明明和寧寧,這對雌性獼猴雙胞胎是通過CRISPR技術修飾的卵子進行體外受精而出生的。這對雙胞胎的健康出生,也表明CRISPR技術第一次成功實施於選擇性改變靈長類動物的多重基因,這同時也意味著,我們對先天性疾病的理解能力將取得極大進步。

在同濟大學生命科學技術學院,研究助理寇曉晨懷抱一隻雪貂。這隻雪貂的基因組由CRISPR編輯,從而患有小頭症——一種大腦比正常要小的先天缺陷。這是一項最新的進展:寨卡病毒與小頭症直接相關。在建立動物模型研究寨卡病毒的嚴重後果上,CRISPR技術將體現出價值。

在四十多年前,科學家們已經發現如何從生物體的基因上切割核苷酸,並把這些核苷酸粘貼到其他生物的基因上,以新增他們想要的生物特性。分子生物學家們得知這一實踐的可能性後都很興奮。這就是重組DNA技術。然而從一開始,科學家們也意識到,如果他們真的能夠在物種之間轉移DNA,也會在不經意間轉移病毒或其他病原體。這可能導致意想不到的疾病,這種疾病沒有天敵,無法被治癒或治療。

沒人比科學家們更加害怕這種可能性。在1975年,世界範圍內的分子生物學家聚集在加州中部海岸的阿西羅瑪會務酒店,共同商討這一新技術帶來的挑戰。在本次會議上,與會人員制定出一系列保護措施,例如實驗帶來的潛在風險和升級實驗室的安全水平。

不久便明確了這些保護措施是有效的,而且這項研究具有巨大的潛在利益。基因工程開始改善數百萬人的生活,例如糖尿病患者。再例如,產量更高並且有抗蟲能力的轉基因作物已經開始改善全世界的農業現狀。

然而,雖然基因工程的藥物已經被廣泛接受,但以類似方式生產的作物卻並沒有被大眾所認同,儘管有大量研究表明,這些作物的危險性跟其他農作物比起來並不大。人們對轉基因食物的憤怒表明: 如果人們不去吃,這食物健不健康又有什麼關係呢。

CRISPR技術可能會讓我們擺脫科學和文化泥潭。從基因重組時代開始,人們對「轉基因」這個詞和「轉基因生物」這一術語的定義,都是只能在實驗室結合而不能在自然界交配產生的DNA物種。但科學家們希望,通過CRISPR技術改變的DNA可以安撫「反對派」。這項技術賦予研究人員直接設計並創造基因的能力,而不是從其他物種身上「借」。

例如,黃金大米便是一項轉基因工程的結果,其含有的基因能在穀物的可食用部分產生維生素A,這在自然狀態下水稻是不會產生的。在發展中國家,每年有大約五十萬的兒童因為缺乏維生素A而失明,但轉基因食物的反對派阻撓相關研究,並抵制任何商業水稻產品。利用CRISPR技術,科學家們幾乎可以改變早已在水稻作物中活躍的基因,從而讓轉基因水稻達到同普通水稻完全相同的效果。

日本科學家通過CRISPR技術關閉控制作物成熟的基因,延長了西紅柿的壽命。通過刪除一種小麥基因的三個拷貝,蔡夏高和他的團隊在北京中科院創造出一株可以抗白粉病的小麥。

芝加哥生殖專家伊蘭·特爾-卡斯帕 (IlanTur-Kaspa) 利用針和超聲介導來收集患者的卵細胞。在體外受精之前便進行遺傳疾病的相關篩查,可以使父母免於艱難的抉擇:到底是終止妊娠呢,還是讓孩子一出生便遭受病魔的侵擾?

傑克的父母都是缺陷基因的攜帶者,他們被告知其後代會有25%的概率患上囊性纖維化疾病 (一種遺傳性胰腺病) 。16個月大的傑克也是個缺陷基因的載體,但自己卻不會遭受這種疾病。這些被成像的胚胎 (例如上圖展示的五個月大的囊泡) ,在植入母親的子宮之前要先選出一些沒有攜帶疾病的來植入,這個過程就叫做胚胎植入前遺傳學篩查 (PGD) 。進行這項治療的特爾-卡斯帕估算,PGD這種技術的應用,每年大概可以節省用於治療囊性纖維化的22億美元。

如果沒有規則,這場革命的巨大潛力可能會籠罩在恐懼中。

幾千年以來,農民們都是通過雜交育種來調整單一作物的基因。CRISPR技術僅僅提供了更加精準的方法來做同樣的事。在德國、瑞典和阿根廷等國,監管者已經要求明確區分轉基因食品和使用CRISPR等技術的食品。已經有跡象表明,FDA或許會效仿該做法,這可能會讓CRISPR創造的產品更容易獲得大眾認可,而且這種產品比其他形式的基因改良食物或藥物更容易管理。公眾是否會利用這些優勢還有待研究。

CRISPR改善人類醫學的潛力將難以估量。通過在實驗室更加容易地設計腫瘤細胞,CRISPR將有助於癌症研究,還能測試哪些藥物可以阻止腫瘤生長。不久的將來,醫生都可以使用CRISPR技術直接治療某些疾病。

例如,從血友病患者身上提取出來的幹細胞可以在體外進行編輯,以此來糾正導致該疾病的基因缺陷。變正常的細胞可以重新注入到患者的血液中。

在未來幾年內,我們將看到更令人激動的醫學進展。有12萬名美國人在等待器官移植,但器官數量從未滿足所有人。在這些人得到器官捐助之前,每年都會有數千人死去。更多需要器官移植的人甚至都進不了等待名單。

多年來,科學家們一直在尋求通過動物器官緩解供體短缺的方法。長期以來,豬器官都是哺乳動物中的備選品,部分原因在於,豬器官的大小和人體器官相似。但是,豬的基因組布滿豬內源性逆轉錄病毒 ,它和引起愛滋病的病毒很像,而且已被證實能夠感染人體細胞。沒有任何監管機構允許這種易感器官移植到人身上。而且直到現在,還沒人能在感染這種逆轉錄病毒後活下來。

如今,利用CRISPR技術編輯豬器官的基因組,研究人員似乎已經找到解決辦法。哈佛醫學院和麻省理工學院教授喬治·丘奇 (George Church)領導的小組成功去除豬腎細胞中的所有62項豬內源性逆轉錄病毒。一次性排列改變如此多的細胞,這尚屬首次。

在馬裡蘭大學拉爾斯·博多夫實驗室,研究人員把肺臟和心臟從一隻轉基因豬的身上移除。這個實驗室從2002年起便開展動物器官為人所用這一課題。一項花費研究人員幾十年時間的艱苦歷程,成功改變一組在器官排斥上起關鍵作用的糖基因,這是CRISPR技術徹底更新研究速度後的結果。

當科學家們混合這些被編輯的細胞和人類細胞,沒有任何一個人類細胞被感染。研究小組同時也修改了另外一組豬細胞——已知的20個能使人類免疫系統發生反應的基因。這也將是這項移植工作的重要組成部分。

丘奇現已克隆了這些細胞,並且開始在豬的胚胎中培養。他希望在一兩年內開始靈長類動物的試驗。如果器官功能正常並且沒有被動物的免疫系統排斥,那麼下一步就是人體試驗了。丘奇說,對許多人而言,反正也是死,還不如試試看。

一直以來,丘奇都想為那些被認為身體狀況不適合接受移植的人提供移植方法。「對死亡名單上的人來說,能為他們做的就是,決定到底誰才能接受移植。絕大部分的決定都基於你還有什麼病。許多人由於傳染性疾病或藥物濫用問題被拒絕——這都是些很主觀的藉口。而結果就是,這些人難以享受到移植帶來的益處。但如果有充足的器官,他們當然會受益。」

黑足鼬是北美洲最瀕危的哺乳動物之一。在五十年前,野生動物生態學家曾不止一次地提出,這種在大平原繁盛一時的動物即將滅絕。現在他們在試著接近每一隻還活著的黑足鼬,這些黑足鼬的祖先均是1981發現的七隻黑足鼬。

但是這種近親繁殖的黑足鼬缺乏遺傳多樣性,這使得該物種更加難以衍生後代。

「這種黑足鼬就是可以通過基因組技術拯救的典例。」物種復原小組的瑞安·費倫 (Ryan Phelan) 說道,他們力求運用改變基因的方法來保護物種。費倫及其同事和聖地牙哥冷凍動物園的奧利弗·萊德 (Oliver Ryder)合作,正力圖通過從兩種保存30年的樣本中引入更多可變的DNA到黑足鼬的基因組中,增加其物種多樣性。

費倫的工作可以化解兩項迫在眉睫並且互有關聯的威脅。第一就是食物的缺乏:草原犬鼠是黑足鼬的主要獵物,但都被潛伏在森林中的瘟疫殺死了,這種瘟疫細菌和導致人體鼠疫的細菌是同一類。這種瘟疫對黑足鼬本身也是致命的,一般是在食用患病的草原狗屍體才被感染。1991年研發的對抗人類瘟疫的疫苗似乎給黑足鼬帶來持久的免疫力。魚類和野生動物服務小隊儘量捕捉野外的幾百隻黑足鼬,並在注射疫苗後將其放生。但這種黑足鼬互相傳播免疫的方法並不能拯救種群。

凱文·埃斯威特 (Kevin Esvelt) 提出了更加精準的解決方案,他是麻省理工學院媒體實驗室的副教授,同丘奇一同開發了有關CRISPR和基因驅動工程的技術。埃斯威特把他的工作描述為雕琢一般。他解釋道: 「我們需要做的就是持續發力。」通過編輯抗體來產生疫苗,並最終把這些疫苗編輯到黑足鼬的DNA當中。

科學家蔡夏高拿著一個裝著麵包小麥的陪替式培養皿,這一小麥的基因已經擁有抵抗白粉菌的能力 (一種農作物致病菌) 。CRISPR技術可以為數百萬以這種作物為主食的人提高產量。不同於轉基因生物,這種技術不會將外源DNA轉移到植物中。研究人員希望CRISPR改良食物不會像轉基因食物一樣遭到強烈反對。

基因驅動和CRISPR技術讓我們擁有凌駕於所有物種之上的力量。

埃斯威特認為,類似的方法不僅可以幫助黑足鼬抵抗瘟疫,也能幫其消除通常以白足鼠傳播的蜱細菌引起的萊姆病。

如果使用CRISPR技術把萊姆病的抵抗因子編輯到老鼠DNA中並傳播到野生種群,萊姆病可能會減少或消除,這種方法的生態影響是很小的。然而,埃斯威特和丘奇都堅信,只有公眾參與,同時那些實施它的科學家開發出反向系統,也就是一種矯正方法,否則不應該嘗試這種實驗。如果初始的編輯基因有不可估計的嚴重生態後果,也可以在種群中採取矯正方法抵消後果。

黑足鼬幾乎是唯一可以通過CRISPR技術和基因驅動技術挽救的瀕危動物。夏威夷的鳥類數量正在迅速下降,主要是由於一種能夠感染鳥類的瘧疾在作怪。在補鯨人帶回蚊子之前的十九世紀,夏威夷島的鳥類沒有接觸過這些蚊子攜帶的疾病,因而也就沒有免疫力。現在,夏威夷特有的一百多中鳥類只保留下來了42種,而且其中的四分之三被列為瀕危物種。美國鳥類保護協會已將夏威夷命名為「世界鳥類滅絕之都」。鳥瘧並不是夏威夷本土鳥類的唯一威脅,但如果繼續這樣下去,這些鳥可能會全部消失,但基因編輯可能是阻止這種狀況發展的最好方法。

傑克·紐曼 (Jack Newman) 是阿米瑞斯公司的前首席科學官,阿米瑞斯開創了青蒿素合成的先河,這是目前治療人類瘧疾唯一有效的藥物。現在他把注意力集中在鳥類易感的蚊蟲攜帶疾病上。保護鳥類免受瘧疾的唯一方法,便是通過在一大片區域噴灑化學藥品來撲殺蚊子,而這只能獲得部分成功。

紐曼說: 「這種殺蟲劑必須接觸到蚊子才能殺死它們。」這些蚊子都在很深的樹洞和巖石縫隙中生存和繁殖。為了能讓殺蟲劑接觸到它們,生活在夏威夷熱帶雨林中的大量其他生物都將遭受毒害。但是能使蚊子失去繁殖能力的基因編輯,可以幫助拯救這些鳥類而不破壞生存環境。紐曼說: 「利用基因遺傳學來拯救這些物種,能針對性地解決各種環境問題。鳥瘧正在侵害夏威夷的野生動物,既然我們有辦法阻止它,怎麼能繼續坐視不理呢? 」

2016年2月,美國國家情報總監詹姆斯·克拉珀 (James Clapper) 在他的年度報告中警告參議院:CRISPR這樣的技術應該被視為潛在的大規模殺傷性武器。許多科學家認為,這些評價是毫無根據的,甚至有些極端。對恐怖分子來說,相比造出新的作物傳播病毒或致命的細菌,有更容易的方式襲擊人群。

然而,既然擁有了這些分子工具,還繼續假裝有害 (包括甚至是意外傷害) 的風險是不存在,也是一種目光短淺的行為。大多數科學家認為,當我們開始編輯其它物種的遺傳基因,很難不去聯想人類的基因是否也能編輯呢?而一旦想到這一點,再回頭就很難了。

當我們在加州大學伯克利分校同分子和生物學教授詹妮弗·道納 (Jennifer Doudna) 交談時,她問道:「基因編輯的意外後果是什麼? 」在2012年,道納和她的法國同事艾曼紐·夏邦傑 (Emmanuelle Charpentier) 證明,科學家們可以使用CRISPR技術在實驗室純化DNA。「我們對人類基因組的了解,或者對其他物種的基因組了解都還不夠,目前很難回答這個問題。但不論我們是否充分了解它,人們都會運用這個技術。」

科學推動人類進步越快就越可怕。這句話一直以來都是正確的。DIY生物學已經成為現實,就像人們以前在車庫裡玩業餘無線電或初級電腦,大眾用CRISPR工具包做實驗也必定成真。運用這些技術,剛入門的遺傳學愛好者也能改變植物和動物的基因。

但這些技術帶來的好處是真實存在的,而忽略這些好處也有一定的風險。蚊子每年都給世界各地帶來巨大痛苦,能夠消滅它們攜帶的瘧疾或其他疾病將成為醫學界最偉大的成就。不過很顯然,利用CRISPR技術來編輯人類胚胎還太早了,還有不改變物種遺傳譜系就治癒疾病的其他方法。

例如,在先天薩氏病新生兒的大腦中,缺少一種能夠幫助人體代謝脂肪的關鍵酶。這種病極其罕見,而且是在父母雙方把基因缺陷都遺傳給孩子時才會發生。用CRISPR技術可以很容易地編輯父母一方的精子或卵細胞,以確保孩子沒有遺傳到兩份有缺陷的基因。這樣的幹預措施顯然可以挽救生命,並減少疾病復發的機會。通過體外受精,已經能夠實現類似的結果:植入缺少缺陷基因的胚胎來確保孩子不會把這一缺陷傳到下一代。

當面對難以預計的風險時,我們有很強的不作為傾向。但是有數百萬的生命正瀕臨險境,不作為本身就是一種巨大的風險。2015年12月,來自世界各地的科學家在華盛頓會面,商討這些選擇的倫理難題。這些問題很難回答,但我們知道的是,在缺乏有力監管的情況下,在還沒有人類DNA被編輯出來時,這場擁有巨大潛力的革命可能只會籠罩在恐懼中。

「基因驅動和CRISPR技術是凌駕於所有物種之上的力量,」斯坦福法律和生物科學中心主任漢克·格裡利 (Hank Greely) 說。「這項技術有著巨大的前景。但我們需要承認,我們是在和一種全新的力量打交道,因此必須找到確保人們正確使用它的方法。但顯然,我們還沒有準備好,而我們是輸不起的。」

翻譯:趙赫

編輯:EON

https://www.nationalgeographic.com/magazine/2016/08/dna-crispr-gene-editing-science-ethics/

中文名均為音譯。

Michael Specter

美國記者,《紐約客》作家,關注科技和公共衛生問題。曾獲得2002年的AAAS科學新聞獎。

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  • 滅蚊大作戰:中國一田間試驗幾乎根除傳播登革病毒的白紋伊蚊
    當地時間7月17日,英國《自然》雜誌發表的一篇論文顯示,一項在中國開展的田間試驗幾乎根除了白紋伊蚊。這種方法通過將雌蚊絕育與雄蚊感染相結合,達到了控制蚊媒種群的目的。當前,奚志勇團隊正在研究如何使釋放的白紋伊蚊能夠在垂直空間內產生良好的壓製作用。奚志勇介紹,目前,該方案的成本為每公頃每年108至163美元,與傳統的昆蟲絕育工程來控制農業害蟲的成本非常接近,是一個比較可行的價格方案。國際範圍內,新加波和美國部分地區也在使用這項技術控制白紋伊蚊。
  • 安樂死、絕育以及大屠殺:被納粹歪曲的基因學說 | 知識周刊
    20 世紀40年代,納粹德國為了實現上述目標已經達到瘋狂的極限,他們利用某些殘忍的人體實驗來驗證優生學理論,其中包括絕育、安樂死以及滅絕人性的屠殺。絕育:讓「種族衛生」成為可能生物學家弗裡茨·楞次曾說過,納粹主義不過是「應用生物學」。
  • 基因編輯猴子胚胎帶來新希望,這種方法曾治癒兩名愛滋病毒感染者
    "這種基因突變把基因組切掉了一大塊,這樣就失去了一個功能性基因CCR5,它是HIV的共同受體,"威斯康星大學麥迪遜分校生殖科學家、比較生物科學和婦產科學教授Ted Golos說。"如果沒有CCR5,病毒無法附著並進入細胞製造更多的HIV。所以,在蒂莫西-布朗的案例中,他的感染被消除了。
  • 世界最大蚊子工廠:雄蚊變身「絕育雄兵」
    白紋伊蚊更因其兇猛,有「亞洲虎蚊」之稱,是造成廣州等地登革熱高發的「重要嫌犯」。但廣州市內卻建有目前世界上最大的蚊子工廠,每周向外釋放白紋伊蚊雄蚊300萬隻。原來這是中山大學-密西根州立大學熱帶病蟲媒控制聯合研究中心主任奚志勇團隊研發出的「以蚊治蚊」的絕招,正在導演蚊界「無間道」,被釋放的白紋伊蚊雄蚊都成了「特洛伊木馬」。
  • 杭州白紋伊蚊劇增 白紋伊蚊最易傳播登革熱
    有研究證明,它攜帶的病毒可以三代垂直傳播,假設有5隻伊蚊咬了同一個登革熱病人,那麼一個月內就會有12500隻攜帶登革熱病毒的伊蚊誕生。  延伸閱讀:什麼是登革熱?  登革熱(Dengue fever)是由伊蚊傳播的登革病毒引起的急性傳染病。