《基因編輯大革命》:電影裡的基因改造人比較優秀,但事實上⋯⋯

《基因編輯大革命》:電影裡的基因改造人比較優秀,但事實上⋯⋯
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《基因編輯大革命》這本書也讓人見視到發明革命性技術的科學家,針對該技術帶來的風險並不避諱,而且對該發明的未來有什麼樣的責任感。

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文:Gene

大學時看過一部好萊塢電影《千鈞一髮》(Gattaca),描述未來人類世界中,一般公民都能訂製優良基因的後代,靠自然生育生下的後代都是賤民(in-valids)(沒錯,我是說在座的各位都是賤民)。

男主文生(Vincent Freeman)是因為爸媽慾火焚身生下的,天先就是賤民,他弟弟則是用遺傳工程誕生。文生天生帶有幾項缺陷,包括弱視、情緒化及短命等等,但是他夢想成為太空人,為了達成心願,他假冒前游泳健將傑洛米(Jerome Eugene Morrow)混進太空公司。後者因為一次意外導致癱瘓,把優良基因證明賣給文生。

文生偷天換日地通過各種測試,獲得登上太空船的機會。他愛上美麗的艾琳娜(Irene Cassini),她則因為心臟病而不能執行太空任務。就在文生要展開宇宙之旅的前一個星期,該項太空任務的指揮官遭人謀殺,所有太空人都是嫌疑犯,文生被迫接受更嚴格的基因檢驗,真實身份面臨被揭穿的危機⋯⋯

看了這部被片名耽誤的勵志電影,我很感動,因為我也是天生一堆殘缺、飽受歧視和霸凌長大的。不過很慶幸的是,電影中隨心所欲更改編輯人類基因的科技,在我成長時還不存在,而身為分子生物學家,我很清楚要精準編輯基因有多困難。好幾年前親朋戚友問我身為遺傳學家,為何要白天做雞、晚上做鴨,而不好好用心地把人類改造成超人時,我心中總認為反正我們不可能做到,隨便打打嘴砲就好。然而,這幾年的幾個新聞,讓我們不得不面對:改造人類基因真的可能是家常便飯了。

首先是中國廣州中山大學的黃軍就等人在2015年利用CRISPR基因編輯技術改造人類胚胎的基因,這個轟動一時的研究,原本是會投稿頂尖的科學期刊《自然》(Nature)或《科學》(Science)的,不過據說因為生物倫理的疑慮,被這兩家期刊拒刊,於是就刊登在較名不見經傳的《蛋白質及細胞》(Protein & Cell),但仍引起軒然大波。當時大家都覺得,利用CRISPR基因編輯技術改造人類的日子似乎不再遙不可及了。

2018年10月的一個晚上,一對早產雙胞胎女嬰露露和娜娜通過緊急剖腹產手術降生。她們並非普通的雙胞姊妹,中國南方科技大學的賀建奎,利用了CRISPR基因編輯技術對她們進行過基因改造,試圖防範愛滋病,此舉震驚全球。賀建奎很快就被美國《時代雜誌》(Time)選進2019年全球百大最具影響力人物榜,但他的作為同時引起全球學術界的憤怒,讓很多人懷疑中國的倫理道德標準是否是遺世獨立。

賀建奎不久就被查水錶了——中國政府官方調查認為,賀建奎為「追逐個人名利,自籌資金,蓄意逃避監管,私自組織有關人員」,實施國家明令禁止的以生殖為目的的人類胚胎基因編輯活動;他通過他人「偽造倫理審查書」;為規避愛滋病病毒攜帶者不得實施輔助生殖的相關規定,「策劃他人頂替」志願者驗血,指使個別從業人員違規在人類胚胎上進行基因編輯並植入母體。並且認定他的行為嚴重違背倫理道德和科研誠信,嚴重違反國家有關規定,在國內外造成惡劣影響。中國政府將對賀建奎及涉事人員和機構依法依規嚴肅處理,涉嫌犯罪的將移交公安機關處理。胡搞成這樣還那麼高調囂張,奇葩啊!

賀建奎被學界稱作「CRISPR流氓」,他所使用的CRISPR基因編輯技術,是由法國科學家夏彭提耶(Emmanuelle Charpentier)、美國科學家道納(Jennifer A. Doudna)和美國華裔科學家張鋒(Feng Zhang)等人共同發明的,他們因此獲頒2016年的唐獎生技醫藥獎,也是未來的諾貝爾生理醫學獎的大熱門。

道納指責賀建奎這一不計後果的實驗,不僅打破了科學、醫學和道德規範,且在醫學上也本無必要。她發表聲明,質疑賀建奎的研究並未經過同儕審查,並強調,各國科學家早在2015年國際人類基因組編輯峰會就達成共識,現階段要將CRISPR應用在人體上還「言之過早」。

CRISPR基因編輯技術究竟是什麼通天大聖啊?作為CRISPR基因編輯技術的發明人之一,任教於加州大學伯克萊分校的道納和研究伙伴山繆爾.史騰伯格(Samuel H. Sternberg)在半自傳《基因編輯大革命:CRISPR如何改寫基因密碼、掌控演化、影響生命的未來》(A CRACK IN CREATION: Gene Editing and the Unthinkable Power to Control Evolution)中,娓娓道出研發的過程。

基本上,CRISPR原本是自然界中細菌的一種免疫系統。噬菌體之類的病毒,是細菌的天敵,讓細菌無力招架,是優酪乳業者之痛。食品科學家發現:原來細菌的字典裡沒有放棄,因為已鎖定病毒,細菌從不寫空白的日記,日記裡全是病毒。經過科學家的巧思,利用這種系統的定位與切割功能,把它變成簡單、便宜又有效的基因編輯工具。如今我們可以用CRISPR編輯許多生物DNA上的字母,幾乎隨心所欲。

短短幾年間,我們不斷聽聞科學家用CRISPR基因編輯技術製造出能夠抵抗病害的水稻、無法傳播瘧疾的蚊子、不再長角的牛等等,並有望開發出治療癌症、遺傳疾病及愛滋病等疾病的療法等等。甚至有科學家正在讓滅絕的猛獁象、旅鴿復活等等。因為這個技術實在太方便了,不管喜歡與否,或者政策製定再延宕與否,一定會有人在世界的某個角落一再偷偷摸摸地用來訂製人類,甚至是病源體!與其天真地寄託於人的良善,還不如先下手地製訂標準和倫理規範,在可控的範圍允許操作。

《基因編輯大革命》中,道納分享了她作為一位科學家,一路走來的心路歷程。因為CRISPR基因編輯技術實在太好用了,對基礎研究和生物科技帶來很大的變革,所以作者花費不少篇幅探討CRISPR基因編輯技術帶來的種種生物倫理問題,這本書也讓人見視到發明革命性技術的科學家,針對該技術帶來的風險並不避諱,而且對該發明的未來有什麼樣的責任感。

頂尖醫學期刊《自然醫學》(Nature Medicine)近期發表的一篇論文指出,因自然變異而攜帶賀建奎改造基因的人,很可能英年早逝,這對賀建奎醜聞火上加油。賀建奎針對一種名為CCR5的基因進行改造,該基因對免疫系統的功能非常重要,也是人類免疫缺陷病毒(HIV)感染細胞的渠道。改造CCR5基因讓該渠道受阻,故可抵抗HIV。然而,CCR5也活躍於大腦,令人類抵抗其他病毒感染,尤其是流感。加州大學伯克萊分校的尼爾森(Rasmus Nielsen)等人分析了英國近四十一萬人的樣本。結果顯示,體內只帶有CCR5變異基因的人,在七十八歲之前死亡的可能性比其他人高了兩成。因此,我們很難預測基因編輯會對雙胞胎女孩產生什麼負面影響。這也是為何基因編輯技術無論精準與否,都不該用在改造人類,除非用來治療絕症,否則我們難以判斷基因的哪些改變會有意料之外的後果。

天生我材必有用,地表上從二十萬年智人演化出來後,從來就沒有完美的人類存在過,現在沒有,未來也永遠沒有,不信請讀讀《人類這個不良品:從沒用的骨頭到脆弱的基因》(Human Errors:A Panorama of Our Glitches, from Pointless Bones to Broken Genes)。而人類的各種變異,都是多樣性的體現。在生物學的世界,最完美的事只有一件,那就是多樣性愈高愈好。

雖然是本好書,但是《基因編輯大革命》仍有兩大問題,一是針對基因編輯技術研發的來龍去脈和難度等等的說明不足,另外一個問題是道納對其中涉及的專利戰避重就輕地忽略。這兩大問題,剛好在中國浙江大學的王立銘的好書《上帝的手術刀:基因編輯懸疑簡史》中可以補足,畢竟旁觀者清啊,因此建議兩本書要一起讀,才能掌握全局。

在《上帝的手術刀》 中,揭示的專利戰,灑狗血程度不下八點檔。麻省理工學院(MIT)的張鋒也是CRISPR應用的重要推手之一,MIT目前在CRISPR技術的專利戰上取得先機,因為他們多花了區區的七十美元做快速審批,儘管MIT的專利申請比加州大學晚了足足七個月。

同樣提交專利申請的加州大學和維也納大學跟MIT的法律戰已開打,現在暫時是MIT保持領先,但是要如何判斷是誰先想到CRISPR的應用價值,並不是一件簡單的事,鹿死誰手還很難說。道納事實上也是身陷在這場專利戰中,只是可能為了避免更多的爭議因此蜻蜓點水而已?

CRISPR的發現和應用也顯示,我們對生命科學世界的探索愈深愈廣,總會帶來不少驚喜,所以本來就不該劃地自限,功利地要求科學家一定得做什麼對社會有直接貢獻的研究,大力贊助純好奇心出發的基礎研究,才是造福人類的正道!否則全世界最頂尖的幾百打腦袋想破頭,都不會想到原來細菌還有這招!保育繽紛多彩的生物世界,也是為我們的未來儲備更多寶貴的資源!

本文經Readmoo閱讀最前線授權刊登,原文發表於此

責任編輯:翁世航
核稿編輯:丁肇九

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