國際奧委會(IOC)在世界反興奮劑大會上表示要在2020年東京奧運會(2021年應該會舉辦吧)引進新的興奮劑基因檢測方法,以應對運動員使用的基因興奮劑。
目前興奮劑的使用手段日益隱蔽,除了傳統藥物之外,隨著基因編輯技術的進步,通過引入外源DNA生效的「基因興奮劑」逐漸受到了關注。奧委會將「基因興奮劑」定義為「非治療目的使用以提高運動能力的基因、遺傳構件、細胞」 並列入禁用興奮劑清單。
目前人類基因治療技術的開發從保守到濫用可以分為四種情況。
1、體細胞基因療法,在體細胞內做DNA編輯,但不幹預生殖細胞,不影響下一代。這是臨床基因醫療的主流開發方向。美國人就正在研究用基因編輯治療先天性視網膜病。
2、對生殖細胞修復,修復導致遺傳疾病的DNA缺陷,雖然修復操作也不增加人類沒有的基因,但這個方向已經很敏感了,因為改造後的基因會遺傳給後代。
3、直接增加額外的基因或切除基因來治病,被判刑的賀建奎就是使用CRISPR技術敲除HIV受體基因製造不會感染愛滋病的轉基因嬰兒,這屬於嚴重違反科學倫理規範的技術冒險。
4、基因興奮劑,完全沒有任何醫學目標,純粹為了增強體能而改變DNA或者DNA在人體內的表達方式。這差不多可以理解為,第一代基因戰士已經出現了。
基因興奮劑和傳統的興奮劑相比效果有什麼不同呢?
先回顧一下興奮劑的歷史。從幾千年前古希臘奧林匹克就有運動員吃毒蘑菇用消除疲憊感。到兩次世界大戰中大量使用精神類藥物消除士兵疲勞,比如俗稱「覺醒丸」的苯丙胺就從二戰一直用到海灣戰爭。
後來科學家發明了從大豆油中提取豆甾醇的方法,從此運動員大量使用化學合成類固醇類藥物提升能力。
隨著反興奮劑組織對化學類藥物檢查更加嚴格,又開始使用人體本身的激素類興奮劑代替化學合成藥物,比如促紅細胞生成素可以明顯提高運動成績。
隨著技術進步現在外部注射激素可以查出來了,所以運動員開始直接改變自己的基因,讓細胞自己製造額外的激素和蛋白質,這種改變可能僅存在於肌肉中,且與人體天然產物完全一樣,無法通過現有的檢測手段檢測到,具有很高的隱蔽性。
本屆奧運會為了應付的這個新問題。一方面要求興奮劑檢查實驗室嚴格制度並使用新技術,另一方面就是長期保存樣品,2014年索契冬奧會後就將樣本8年保存期延長到了10年。希望用時間換空間,在新技術出來以後進行複查。在2016年的一次複查中就有31名08年奧運會的運動員興奮劑陽性,將面臨禁賽和收回獎牌的處罰。
CRISPR-Cas9一種新興的高效基因編輯技術
CRISPR-Cas9是一種新興的成本低廉、設計簡單、準確高效的基因編輯技術。該技術源自噬菌體病毒與細菌之間感染與免疫關係:噬菌體利用CRISPR將自身基因注入細菌,細菌利用Cas9切除被注入的基因。科學家利用這種注入和切除過程發展出可以準確的編輯基因序列的體系,該體系最重要的優勢是Cas9蛋白可在多個不同的gRNA的引導下同時靶向多個基因組位點。