現在是奧運年,這意味著李·斯威尼(Lee Sweeney)的電話響個不停。運動員們每天給他打三到四個電話尋求幫助,並給他提供金錢。他們很執著,幾乎是懇求,但他總是拒絕。
畢竟,斯威尼不是一名運動教練;他是賓夕法尼亞大學醫學院一位說話溫和的生理學家,他正在開發可以阻止與年齡相關的肌肉衰退的治療方法。但斯威尼承認,“當你的年齡更大時,讓肌肉更健康的方法也會讓年輕人更健康”,而運動員們知道這一點——這就是他們想成為他實驗品的原因。
斯威尼的研究吸引運動員不僅因為他幫助肌肉更好地發揮功能,還因為他專注於基因治療,這是一種將新的或經過修飾的基因插入患者細胞的醫療方法。雖然它尚未在臨床上完全證明自身,但基因治療直接修改DNA——因此,從理論上講,治療效果可以持續數月、數年甚至終生。其效果比傳統藥物或每日注射更微妙且一致。而且,由於醫生可以將基因直接插入到需要它們的組織中,基因治療的副作用應該比其他治療方法少,並且在血液中無法檢測到。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將有助於確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
哪個運動員不想要一種難以檢測、持續時間長且副作用少的效能增強劑?這正是為什麼將基因治療用於增強目的的“基因興奮劑”正成為世界反興奮劑機構(WADA)的難題。該機構是獨立的國際機構,負責監督體育興奮劑。這個總部位於蒙特利爾的監督機構自2002年以來已就此主題舉行了三次國際會議,重點討論如何預防和檢測這種行為。(到目前為止,他們在兩者方面都沒有取得太大進展。)根據WADA主席加里·瓦德勒(Gary Wadler)的說法,基因興奮劑只是時間問題:運動員“閱讀科學文獻,他們知道什麼是前沿的——這一點毫無疑問,”他說。
斯威尼的研究在運動員中很受歡迎已有十年之久。1998年,他和他的同事在《美國國家科學院院刊》上發表了一項研究,他們使用一種常見的病毒將胰島素樣生長因子1(IGF1)的基因插入到幼年和老年小鼠的肌肉細胞的DNA中。這樣做使幼鼠的肌肉質量和力量增加了約15%,並逆轉了老年小鼠與年齡相關的肌肉變化,使其比以前強壯了27%。
這些被稱為“施瓦辛格小鼠”的動物,讓斯威尼立刻成為科學界的明星。此後不久,他的電話開始響個不停。他最早收到的請求之一來自賓夕法尼亞州一所大專院校的一位足球教練,他想讓斯威尼給他的整個球隊使用興奮劑。當然,他拒絕了。
斯威尼還在開發抑制肌肉生長抑制素功能的基因療法,肌肉生長抑制素是一種調節生長的蛋白質,可以抵消IGF1的作用。肌肉生長抑制素的缺失不僅會增加肌肉,還會減少脂肪,因為肌肉生長抑制素在脂肪沉積中起作用。斯威尼正在使用病毒將肌肉生長抑制素的抑制劑插入到健康的狗以及患有某種形式的肌肉萎縮症的狗體內。由於肌肉萎縮症中的肌肉組織週轉率很高,他將基因插入到肝臟中,在那裡它被製成蛋白質並排洩到血液中,然後血液會傳播到肌肉並對其進行修飾。
斯威尼專注於肌肉生長,但其他科學家最近開發了增強耐力的藥物。上個月,加利福尼亞州拉霍亞市索爾克生物研究所的科學家們確定了兩種新的耐力增強化合物。一種可以增加肌肉脂蛋白(稱為PPARdelta)的活性,讓小鼠在進行四周訓練後可以跑得更長68%,更遠70%。另一種激活了一種叫做AMPK的肌肉酶,這種酶通常在運動後產生。服用該藥物的小鼠甚至不需要訓練就可以提高耐力。與沒有服用該藥物的久坐小鼠相比,服用AMPK的小鼠跑得更長23%,更遠44%。
促紅細胞生成素(EPO)是一種可以提高紅細胞計數從而提高血液氧氣水平的激素,也可以提高耐力。它目前以注射激素的形式存在,儘管WADA有一種可以檢測以這種形式給藥的EPO的方法,但透過基因治療輸送的EPO可能無法被檢測到。英國製藥公司牛津生物醫藥公司目前正在開發這種療法:它被稱為Repoxygen,它將EPO基因輸送到DNA中,當身體檢測到血液氧氣水平低時,該基因就會被啟用。2006年,德國田徑教練托馬斯·斯普林斯泰因(Thomas Springstein)因試圖向未成年女運動員提供類固醇而接受審判,還被發現他曾試圖為其運動員購買Repoxygen,儘管該產品仍在開發中。
美國食品和藥物管理局尚未批准任何基因療法,但運動員似乎並不在意。“無論我告訴他們[基因療法]有多危險和實驗性,”斯威尼解釋說,“這並不能讓他們放慢腳步——他們只是不斷地催促,說,‘我想成為實驗品,我想成為你第一個嘗試這種方法的人’。我只是客氣地說,‘看,這是不可能的,我做不到。’”
問題仍然是,WADA究竟將如何檢測到使用這種療法的運動員的基因興奮劑。該機構正在資助一個專案,以開發檢測與肌肉生長抑制素相互作用的分子方法,原因是擔心肌肉生長抑制素抑制劑可能很快成為一種流行的興奮劑選擇。此外,該機構還在研究開發一種試劑盒,該試劑盒可以檢測血液中稱為質粒的基因轉移載體的痕跡,這將有助於他們抓住使用基於質粒的方法的基因興奮劑者。
但是,由於某些療法根本不會進入血液中——例如,它們可以直接注射到肌肉中——因此在某些情況下,這些測試將是徒勞的。“我個人認為,如果他們真的想要挑戰,我可以向[WADA]證明,我可以給狗使用興奮劑,並且除非他們進行組織活檢,否則他們永遠不會發現哪些狗被使用了興奮劑,”斯威尼說。
然而,有可能以其他方式檢測基因興奮劑。加利福尼亞大學聖地亞哥分校的基因治療專家、WADA基因興奮劑小組主席西奧多·弗裡德曼(Theodore Friedmann)認為,有一天可以透過觀察其對身體和特定組織的更廣泛影響來檢測基因興奮劑。WADA目前正在開發一個所謂的“護照”計劃,以基於運動員完全乾淨的前提,建立精英運動員的長期血液和尿液檔案,他們的血液會隨著時間的推移保持大致相同。如果他們不乾淨,他們血液中的各種引數將受到興奮劑的影響,從而會隨著時間的推移發生波動——從而被檢測到。
弗裡德曼指出,“希望能夠識別出變化的特徵,就像癌症的跡象一樣。”美國反興奮劑機構正在開發一個類似的試點專案,稱為“相信專案”,該專案將對十幾名志願者運動員進行嚴格的血液和尿液測試,以建立一組基線檔案。
事實是,如果運動員現在正在濫用基因療法並且逃脫懲罰,他們可能從中並沒有獲得太多好處。斯威尼說,基因療法目前還不是很有效,因為沒有人找到一種方法可以使外來基因安全地透過人體挑剔的免疫系統。換句話說,它在基因發揮作用之前就破壞了它們;在某些情況下,身體對它們的反應會失控,導致患者生病,甚至死亡。
但是,如果斯威尼說了算,科學家們將很快克服這些障礙。“一旦有人真正可以提供有一定機會起作用的基因治療方法,就會有人在門口排隊,”他說。