區結成醫生、邵鵬柱教授:編輯基因怕什麼?

2017-12-12

 


基因工程不是新事物。從上世紀七十年代開始,基因改造食物早已成為產業。據統計,現時世界各地種植基因改造農作物的土地有50個台灣那麼大,改造農作物可以抗蟲、抗除草劑、抗病、抗旱。然後科學家試驗用基因剪輯技術改造有害的昆蟲,製造低生育能力或不孕的昆蟲,放到野外與野生品種交配,這就可以減少害蟲數量,甚至可望滅絕。這開始有些複雜,因為難以預測對生態環境會造成什麼長遠影響。

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改造有害昆蟲方興未艾,基因編輯技術又有新突破。2013年,CRISPR-Cas9編輯系統成為超級熱門題目。這是全新的技術,令修改基因變得更準確也更簡單,你可以想像它像是發明了用簡潔的Apps取代傳統累贅又昂貴的電腦程式。一旦費用和技術門檻大幅降低,編修人類基因的盒子就打開了。

恍如軍備競賽

很少人會反對通過修飾基因來治療令人束手無策的遺傳性疾病。上月有報道指,一名7歲敍利亞男童哈桑因罕見的基因病,天生皮膚脆弱,全身大部分表皮脫落有如燙傷。

2015年,他給送到德國的兒童醫院接受治療,醫生最初認為他沒有機會存活了,但有來自意大利的科學家決定為他作實驗治療。先從哈桑身體取下一片完好未損的表皮,利用逆轉錄病毒(Retrovirus)將健康版本的LAMB3基因插入皮膚細胞核內,再在實驗室把被糾正基因的細胞培植出一片片基因改造皮膚,用來醫治哈桑。兩年過去,哈桑可以正常上學了。這樣的基因治療,誰會反對?

改造身體的組織和細胞例如皮膚、心肌等,用來治療基因變異而引致的遺傳性疾病,稱為「體細胞基因療法」(Somatic Gene Therapy),它只影響病人個體,經編輯的基因改變並不會傳給下一代,道德倫理爭議較小。

不過科技革命是不會停下來的,科學家接着動手改造生殖系的細胞(Germ-line Cells),這意味着基因編輯的改變,無論好與壞,也會一代又一代地傳下去。而且,在生殖系細胞做實驗,一定要用人類胚胎來試,這更令人不放心。

2015年12月,美國國家科學院、美國國家醫學院、英國皇家學會,以及中國科學院等知名研究機構的代表,隆重其事地在美國召開國際高峰會,結論認為生殖系細胞的基因編輯尚未具社會共識,應該暫行凍結。但只是短短兩個月後,英國人類生育與胚胎學管理局就率先批准基因編輯技術可以有限度地使用於健康的人類胚胎做研究。在中國,用人類胚胎的生殖系細胞做的基因編輯實驗也沒有完全停下來。

這有點像軍備競賽。理性上會建議小心謹慎行事,但實際上在激烈的科技競賽,誰也怕落後,誰願意接受倫理約束誰就會輸,而且,根治因基因變異而引致的遺傳性疾病,讓後代一直健康下去,誘惑實在大。

產生誤靶改變

CRISPR是簡稱,讀音如crisper,它全名是Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats,是基因學的專門名詞。它本是細菌的天生防禦機制,用以識別並消滅入侵的病毒。Cas9是一種核酸酶,它像一把分子「剪刀」,能夠乾脆剪斷病毒DNA。科學家利用了這特性,以一小段Guide RNA(引導核糖核酸)將Cas9帶到基因組上特定的位置,進行切斷,達至基因編輯的效果。因為這編輯系統比起其他傳統技術更有效率和更可靠,因此研究發展迅速。

雖然CRISPR有矯正遺傳疾病的潛力,但基因編輯還不是百分百準確的,會產生誤靶改變(Off-target Change),即是引起基因組不必要的改變,這也就是為什麼編輯生殖系細胞的基因總叫人產生道德疑慮。還有:這是否自行製造新人類物種的開端?

撰文:區結成醫生_中文大學生命倫理學中心總監
邵鵬柱教授_中文大學生命科學學院