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《竄改基因》:基因編輯治療人類疾病的方式,跟目前所有藥物治療相比,幾乎是完全相反的

文:奈莎・卡雷(Nessa Carey)

永遠改變基因體

說到治療某人的竄改疾病,通常是基因基因疾病幾乎指治療一個已經出生的人。醫療干預措施幾乎可以在新生兒出生後就立刻介入。編輯在英國,治療治療所有五天大的人類嬰兒都要接受足跟採血檢驗,其實就是式跟用針刺嬰兒的腳跟,取四滴血做檢驗。目前這四滴血就足夠檢驗出九種罕見疾病,藥物包括鐮形血球貧血症、相比相反囊腫纖化症、完全一種荷爾蒙缺乏症以及六種造成新生兒無法正常代謝某些化學物質的竄改疾病。

若能及早知道新生兒將會受到其中一種疾病影響,基因基因疾病幾乎醫療專家就能採取干預措施,編輯提高孩子的治療治療存活率和生活品質。罹患囊腫纖化症的人類新生兒很容易有嚴重的肺部感染,及早使用抗生素的重要性攸關生死。患有先天性甲狀腺功能低下症的新生兒生長發育狀況不正常,而且可能會有嚴重的學習障礙,給予他們所缺乏的關鍵荷爾蒙就能達到預防效果。

有時候,醫療干預措施完全不需要使用藥物。在英國,每一萬名新生兒當中,就有一名會罹患苯酮尿症,病人無法分解組成蛋白質的其中一種胺基酸,導致這種胺基酸在腦部和血液中累積至有毒的程度。在我們還不了解這種遺傳疾病,沒辦法進行相關試驗之前,病人在成長過程中會出現學習障礙、行為問題和其他症狀,如反覆嘔吐和癲癇。

現在,罹患苯酮尿症的新生兒一出生,醫生馬上就能判斷出來,接著給予低蛋白飲食,並補充新生兒需要的其他胺基酸。只要堅持這種食物療法,並避開含有阿斯巴甜(在病人體內會轉換成引起問題的胺基酸)的人工甜味產品,就能完全克服這種遺傳疾病的所有臨床症狀。

隨著生命繼續向前走,我們往往會服用更多藥物,像是止痛藥、口服避孕藥、抗生素、抗組織胺,接受荷爾蒙補充療法,這些都是司空見慣的事了。就算是老當益壯的幸運兒,可能也會發現自己得服用斯他汀類藥物、低劑量類固醇以及克服勃起障礙的藥物。我們可能還會需要其他藥物,如抗抑鬱劑、糖尿病患者需要的胰島素、治療類風溼性關節炎所需要的抗生素,還有各式各樣用來治療或控制癌症的化合物。

不管你服用哪種類型藥物,也不管你吃藥的原因是什麼,這些藥物都有一個共通點:它們的作用都是在失調的病理途徑中干擾蛋白質活動,或者取代那些表現量不夠高,無法順利完成任務的蛋白質。這些藥物被設計出來的目的,並不是要改變人體的DNA。

其實,製藥過程中有很大一部分努力,投注在讓藥物不會影響DNA這件事情上。所有新藥在開發過程中都會經過篩選,那些會引起DNA變化——也就是造成突變——的藥物,不會是優先選擇的對象。這麼做的其中一項原因,就是為了使藥物在病人身上引起致癌突變的風險降至最低。另一個原因則是要確保藥物不會在生殖細胞(製造卵子或精子的細胞)中引起任何突變。現在,可能引起生殖細胞發生突變的藥物,是很難拿到許可證的。

如果藥物會誘發生殖細胞產生突變,那麼這些突變可能阻止卵子或精子正常發育,進而衍生出生育問題。同樣令人擔心的是,卵子或精子所攜帶的突變,會成為下一代的一部分,萬一發生這種狀況,下一代全身細胞都具備這個突變,而且會把它再傳給下一代。

其實,這種DNA變化隨時隨地都在發生,在從沒吃過藥的人身上也一樣。即使生殖細胞有很嚴格的機制可以控制突變,但突變是無可避免的。突變的發生,一部分是環境因素所致,一部分是因為卵子和精子發育過程中,發生了許多複雜的DNA事件。DNA事件的複雜程度愈高,時而出錯的機率就愈高。當你知道男性每秒鐘會產生一千五百個精子的時候,就知道基因體顯然是有可能發生變化的。

所以,科學家想要製造新藥的時候,通常會努力確保藥物不會讓DNA的突變率明顯上升到超過既有背景值的程度。

從某些角度來說,基因編輯治療人類疾病的方式跟目前人類發現所有藥物的治療方式相比,幾乎是完全相反的。基因編輯的目的是以一種受控程度極高、極為專一的方式,對DNA序列進行徹底改變。在第六章已經談過,科學家如何開發基因編輯技術,試著用這項技術來治療許多難治或不治之症。如果這些療法成功了,也不太可能對生殖細胞產生重大影響。

以治療鐮形血球貧血症為例,基因編輯的過程在病人體外發生,再將血液前驅細胞重新送入病人的骨髓裡。再說裘馨氏肌營養性萎縮症,基因編輯試劑可能會直接找上肌肉細胞。改變DNA就是治療病人的方式,但這只會改變病人基因體中體細胞的DNA,也就是說,病人體內有些細胞會受影響,但不會是生殖細胞。

現在,透過這項技術,我們可以改變人體每一個細胞的DNA,進而盤算我們的未來,這在人類史上可是頭一遭。接受治療的病人會把這種刻意製造出來的突變傳給下一代。我們已經來到了這個節骨眼,還很不湊巧的有如前言所說,賀建奎有如災難般的實驗。我們需要後退一步自問:我們為什麼會想到這些?

面對痛苦

對生殖細胞進行基因編輯,這件事最主要的爭議在於有人擔心如此一來會製造出基因體變強的超級人類,他們變得更高、更快、更吸引人。其實,對於這些特徵的遺傳基礎,我們所知相當有限。但我們確實知道,要用這種方式來強化人類是非常困難的,因為這些特徵大部分是許多遺傳變異相互影響產生的結果,對於最後呈現的樣貌,每一個遺傳變異都有些許貢獻。要對這些遺傳變異進行足夠的編輯致使特徵產生差異,是做不到的。


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