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美科学家警告慎用基因驱动

美科学家警告慎用基因驱动

  美国国家科学、工程和医学学院召集的一个委员会日前警告称,科学家尚未做好将一种可使特定基因在种群中快速传播的技术在野外施用的准备。换句话说,对“基因驱动”物种还需开展更多实验室研究及高度可控的田地试验,现在把这类物种如转基因蚊子释放野外用以应对寨卡疫情等挑战为时尚早。

  科学家对基因驱动的研究已经持续了半个多世纪,长期以来,它都被假设为根除一些蚊媒传染病(例如疟疾)的有效途径。然而这一领域的发展一直受到技术上的牵制,直到最近出现的复杂但却易于使用的基因工程工具,这一切才有所改观。

  基因驱动是指特定基因有偏向性地遗传给下一代的一种自然现象。在过去的两年中,研究人员利用一种流行的基因编辑技术(CRISPR-Cas9)极大地促进了基因驱动。在酵母、果蝇和两种蚊子中,基因驱动能够使一种特定基因在种群中以指数级的速度传播,远远快于普通的基因传播速度。

  基因驱动也因此成为目前生物学界的新兴热门研究领域,并促使美国国家科学、工程和医学学院成立一个专家委员会对这种技术的利弊进行调研。在6月8日发布的这份报告中,该委员会指出,此类基因驱动所引发的复杂的生态危险至今尚没有得到很好的阐释。

  该委员会联合主席、田纳西州纳什维尔市范德堡大学医学院科研诚信教育家Elizabeth Heitman表示:“现在时机尚未成熟,并且我们也没有对任何一种释放到野外的物种做好准备。”他说:“还有很多工作要做。”

  尽管如此,Heitman和该委员会的其他成员认为,基因驱动的可能性——例如对抗虫媒疾病——是如此的引人注目,必定会带来额外的实验室与野外研究。

  然而Heitman指出,随着分子生物学研究在基因驱动上的疾速发展,它已经超过了科学家对其生态后果的认知水平。即便是来自实验室的一次很小的、事故性的释放都有可能造成全球传播。该委员会在题为《基因驱动出现在地平线上》的报告中写道:“在被释放到环境中后,一次基因驱动并不懂得什么是国境、边界。”

  该委员会在报告中说,现在还没有“足够证据”支持可以把基因驱动物种释放到野外。从不利的方面看,基因驱动技术有可能带来意想不到的后果,比如对非目标物种造成破坏或制造出新的适应力强的入侵物种。

  但报告同时强调,基因驱动对基础研究与应用研究的可能益处是“明显的”,因此应采取阶段式测试方式对这种技术逐步展开研究,首先在实验室中证明其安全性,然后再开展高度可控的田地试验。

  报告列出基因驱动的潜在益处包括:在公共卫生方面,可利用这种技术制造遏制登革热、疟疾和寨卡病毒传播的转基因蚊子;在农业方面,可通过它控制或修改那些破坏作物或携带作物疾病的物种;此外,这种技术还可帮助解决一些环保相关的问题。

  在此基础上,该委员会认为,应协调各国监管基因驱动项目,并在实验室中开放共享最佳方法。该委员会还详细说明了应该用多个阶段的测试评估一次基因驱动的影响,并强调在决策的制定过程中需要涉及研究人员的所属机构、监管机构,甚至公众。

  华盛顿哥伦比亚特区智库威尔逊国际学者中心研究科学政策的Todd Kuiken认为,这是一个很好的整体策略。但他强调,该委员会错过了一个制定进行基因驱动野外试验所需的基础设施和安全措施的机会。“他们没有指出如何实现这一切以及钱从哪里来。”

  在开发出基因驱动技术之前,科学家已经尝试利用基因工程技术来控制蚊虫。比如,英国牛津昆虫技术公司在巴西投放的代号为OX513A的转基因雄性蚊子,可导致与其交配雌蚊产下的幼虫早亡,从而达到减少携带登革热和寨卡病毒伊蚊数量的目的。但这种技术使用的基因只能传一代,高度可控,因而不能被称为基因驱动技术,基因驱动技术使用的基因可多代遗传。(赵熙熙)

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