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DNA兴奋剂阴影浮现,初代基因战士登场

2020-04-15

电脑报 2020年6期
关键词:体细胞兴奋剂复查

国际奥委会(IOC)在世界反兴奋剂大会上表示要在2020年东京奥运会引进新的兴奋剂基因检测方法,以应对运动员使用的基因兴奋剂。

目前兴奋剂的使用手段日益隐蔽,除了传统药物之外,随着基因编辑技术的进步。通过引入外源DNA生效的“基因兴奋剂”被不少运动员偷偷使用。奥委会将“基因兴奋剂”定义为“非治疗目的使用以提高运动能力的基因、遗传构件、细胞”并列入禁用兴奋剂清单。奥委会的意思是没病的运动员不准改造DNA、RNA、细胞或者器官,不过西方国家现在就有很多“哮喘运动员”可以合法用兴奋剂(治疗哮喘的药物可以提高肺活量、增加肌肉力量、增强耐疲劳能力),将来百病缠身需要基因治疗的运动员可能也不会少。

目前人类基因治疗技术的开发从保守到濫用可以分为四种睛况。

1.体细胞基因疗法,在体细胞内做DNA编辑,但不干预生殖细胞。不影响下一代。这是临床基因医疗的主流开发方向。美国人就正在研究用基因编辑治疗先天眭视网膜病。

2.对生殖细胞修复,修复导致遗传疾病的DNA缺陷,虽然修复操作也不增加人类没有的基因,但这个方向已经很敏感了,因为改造后的基因会遗传给后代。

3.直接增加额外的基因或切除基因来治病,被判刑的贺建奎就是使用CRISPR/Cas9技术敲除HIV受体基因制造不会感染艾滋病的转基因婴儿,这属于严重违反科学伦理规范的技术冒险。

4.基因兴奋剂,完全没有任何医学目标,纯粹为了增强体能而改变DNA或者DNA在人体内的表达方式。这些第一代基因战士通过改造后的体细胞分泌出超量的激素或产生更多特种细胞来获得持续的运动能力提高。

基因兴奋剂和传统的兴奋剂相比效果有什么不同呢?

首先回顾一下兴奋剂的历史。从几千年前古希腊奥林匹克就有运动员吃毒蘑菇以消除疲惫感。到两次世界大战中大量使用精神类药物消除士兵疲劳,比如俗称“觉醒丸”的苯丙胺就从二战一直用到海湾战争。后来科学家发明了从大豆油中提取豆甾醇的方法,从此运动员大量使用化学合成类固醇类药物提升能力。

随着反兴奋剂组织对化学类药物检查更加严格,有人便用激素类药物替代化学合成药物,比如使用促红细胞生成素提高运动能力。

随着技术进步可以查出外部注射的激素了,又有人开始通过改变基因,让细胞自己制造额外的激素和蛋白质。这种改变可能仅存在于肌肉中,而且额外产生的激素或蛋白质与人体天然产物完全一样,很难通过现有的检测手段检测到,具有很高的隐蔽性。

本届奥运会为了应付这个新问题。一方面要求兴奋剂检查实验室严格制度并使用新技术,另一方面就是长期保存样品以备复查。奥委会2014年将样本8年保存期延长到了10年。希望用时间换空间,在新技术出来以后进行复查。在2016年的某次复查中就有31名2008年奥运会的运动员兴奋剂阳性,将面临禁赛和收回奖牌的处罚。

CRISPR/Cas9基因编辑技术

CRISPR/Cas9是目前基因编辑和基因修饰中效率高、设计简便、成本低廉、技术门槛低的技术之一,并因这些优点而被广泛使用。该技术源自噬菌体病毒与细菌之间感染与免疫关系:噬菌体利用CRISPR将自身基因注入细菌,细菌利用Cas9切除被注入的基因。科学家利用这种注入和切除过程研究出可以高效准确地编辑基因序列的体系,该体系最重要的优势是Cas9蛋白可在多个不同的gRNA的引导下同时靶向多个基因组位点。

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