改變遺傳規律重寫生命密碼：基因編輯技術面面觀

白足鼠在新型生物工具的幫助下能成功抵禦萊姆病

用白足鼠抵禦萊姆病

——基因編輯技術的應用

2016年6月，凱文?艾斯維爾特（Kevin Esvelt）登上了開往南塔克特島的船隻。

艾斯維爾特是麻省理工學院生物合成學助理教授，他此行的目的是說服當地的醫療官員共同解決該島長期存在的問題：萊姆病。

萊姆病是全美傳播速度最快的疾病之一。在南塔克特島上，超過1/4的人患有萊姆病。萊姆病通常伴有皮疹、發燒和寒戰。這種病若能及時診斷，只需一劑抗生素就能痊癒。但大多數人未能及時發現，因此要忍受好多年痛苦的神經癥狀。在美國東北地區，群眾對蜱蟲有著深深的恐懼，夏天家長禁止孩子赤腳在草坪或樹林中玩耍。

艾斯維爾特今年34歲，在麻省理工還領導了一個叫「雕刻進化」的小組，致力於研發能夠從根本上改變自然界的分子工具。

艾斯維爾特解釋白足鼠是萊姆病病毒最主要的儲藏所，白足鼠中萊姆病的病毒可以通過蜱蟲這一中介感染人類。艾斯維爾特說：「這是一個生態問題，我們想利用生態的方法阻止蜱蟲傳播萊姆病病毒，從而打破這個傳染鏈。」如果南塔克特島上的居民同意艾斯維爾特的計劃，他打算運用自己研發的分子工具重寫白足鼠的遺傳基因，使白足鼠能對萊姆病或其他蜱傳疾病產生免疫能力。

具體過程是：他的團隊會先在實驗室里培育一批老鼠，然後將它們放到無人島上，若傳染源蜱的數量急劇減少，那麼他會請求在南塔克特島和附近的瑪莎葡萄園島釋放這種能有效阻止疾病的小老鼠。目前人類萊姆病疫苗尚未得到批准，但狗和老鼠都有了相應的疫苗。艾斯維爾特和他的團隊打算給他們的老鼠接種疫苗，然後通過DNA測序得出最受保護的抗體，再將抗體基因植入到老鼠的卵子內，這種老鼠就能天生對萊姆病免疫。最終，如果有足夠數量的這類老鼠投放到自然界並與野生的老鼠交配，那麼整個白足鼠的物種都會對萊姆病產生免疫能力。蜱蟲吸食白足鼠的血液後，血液中的抗體能將蜱蟲自帶的病毒殺死，從而蜱蟲不再有威脅，人類也理所當然不會染上萊姆病了。艾斯維爾特說：「只要把老鼠放到那兒，整個傳染鏈就能崩潰。」

透明化的科學研究

——基因編輯技術的底線

之前從來沒有一個像這樣強有力的工具，它既能造福世界，也能給世界帶來災難。艾斯維爾特希望像槓桿一樣利用這個技術，撬開他認為那些隱秘的無須重複的科學研究。他說：「要想通過實驗消除整個種系，必須做到透明化。從道德和現實的角度來看，基因驅動只有在所有的研究都透明化的時候才有可能成功。如果基因驅動能做到這點，整個科學界也能做到這點。」

艾斯維爾特說：「我說的透明化就是指所有的過程都透明化。如果孟山都公司成為農業生物技術中最具控制權的公司，那麼我們一定是他們的對立面。」在南塔克特島的會議上，艾斯維爾特說他並不只是一位生物學家，他還是居民的代理人，一旦居民們對這個實驗沒有興趣了，他就會停止。他還承諾，此次實驗做到完全透明化——每個人都有權查看每封郵件、資助申請、數據建立、會議記錄，就連知識產權都會被放到網上。任何實驗未經科學家或者實驗可能涉及的相關人的批准不得實施。

基因驅動技術與人類未來

與萊姆病的戰爭只不過是拉開了序幕，人類還需努力打敗更痛苦的一些傳染病，比如說瘧疾和登革熱。雖然過去10年由這兩種傳染病導致的死亡率明顯下降，但目前世界上超過一半的人口依舊面臨著這兩種傳染病的威脅，而且，每年有近75萬人因此死亡。每天會有1 000個小孩死於瘧疾。

比爾和梅琳達基金會對帝國理工學院奧斯汀?伯特（Austin Burt）領導的「瞄準瘧疾」項目投資了幾千萬美元。在實驗室測試中，這個小組成功地運用CRISPR系統，編輯了帶有瘧疾寄生蟲的甘比亞瘧蚊的基因，使得雌性甘比亞瘧蚊產出不具繁殖能力的卵子。根據這個設想，一旦這些修改後的蚊子投放到撒哈拉以南地區和當地的蚊子交配後，蚊子的數量會大大減少。之前，孟買的塔塔基金會也宣布會資助一個在印度的相似計劃。

基因驅動技術還可以消除血吸蟲病。血吸蟲是一種寄生類疾病，每年有幾億人感染，約有20萬人死亡。除此以外，新技術還能消滅很多侵略性物種，比如那些專門禍害莊稼的害蟲以及傳播鳥瘧的蚊子。

艾斯維爾特說，基因驅動帶來的並不只是消除瘧疾、血吸蟲病或是萊姆病等疾病，它還能改變我們研究科學的方式。這就是艾斯維爾特在世界各地一直宣揚的理念，那些原先持反對意見的人在聽過他的演講後都轉變了態度。草藥學家丹妮卡?康納斯（Danica Connors）在南塔克特島的會議上說：「在此之前我本來想說絕對不行，但聽了他的演講後，我就說我們要修改遺傳基因。」

通過CRISPR基因驅動的動物或植物真正運用到自然環境中還需幾年時間，還有很多的管理、政治和社會障礙要去溝通。艾斯維爾特估計，萊姆病抗體老鼠出現在南塔克特島或是瑪莎葡萄園島還需將近10年時間。但好消息是，科學上的障礙一般很快就能得到解決，所以我們翹首以盼那些致數十億人喪生的疾病會消失，具有破壞性的害蟲會滅絕，那些瀕臨滅絕的物種類似於黑足雪貂會保留下來，但想實施這種根本的科學變化還需改變公眾對自然世界的態度。

技術永遠是一把雙刃劍。科學家若能重寫蚊子的基因，使他們不再傳播瘧疾、登革熱、寨卡或其他傳播疾病，那麼他們同樣也能使昆蟲變為一種武器。

但任何事情有好有壞。加拿大環保組織小組的負責人吉姆?托馬斯（Jim Thomas）告訴我：「任何有關轉基因生物（GMO）的研究都會得到批准。首先這種實驗只在實驗室里做。其次，就算應用，也只是在有限的範圍內，不會有什麼風險。哪怕最後說要放到自然界，大家也不會有意見，因為大家都認為它們無法在自然界存活。但今天我們的技術不但能使GMO存活，而且還能讓它佔主導的位置。」

每一個新技術的出現，無論是轉基因食品還是無人駕駛車，都需要我們對風險和成就一起考慮。對於改變整個生態平衡的基因驅動技術來說，意見兩極分化。部分原因是這個技術對於非洲有巨大的用處。而在過去，西方科學家一直在未經非洲人民許可的情況下，甚至在他們不知情的情況下將他們作為自己的研究對象。

在醫藥界，道德倫理選擇很少是直言不諱的。之前在烏干達進行的艾滋病疫苗實驗就招致很多西方公共衛生官員的強烈不滿。一些人認為在那些無法做出判斷的人身上進行臨床試驗是不道德的。大多數學術人員都認同醫療倫理道德的普遍性，如果在美國不能進行的實驗當然也不能在烏干達進行。

然而，坎帕拉的一位醫療官員幾年前告訴我：「雖然我們也很看重原則，但我們身陷死亡的恐懼太久了，我們不能依靠原則來避免死亡。」

原文作者麥克?斯貝克特（Michael Specter），1998年擔任《紐約客》記者，一直關注艾滋病、肺結核、瘧疾、農業生物技術、禽流感、淡水資源減少問題以及合成生物學領域

原文作者：麥克?斯貝克特（Michael Specter），1998年擔任《紐約客》記者，一直關注艾滋病、肺結核、瘧疾、農業生物技術、禽流感、淡水資源減少問題以及合成生物學領域。江澤珍/編譯 世界科學（World-Science）

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