CRISPR 可能無法解決禽流感

新的研究表明,基因編輯技術 CRISPR 可能會使雞更能抵抗禽流感。但其使用引發了許多倫理和科學問題

2 young broiler chickens craning their necks upwards from a larger group of chickens to drink from a water dispenser

Alexey Rezvykh/Alamy Stock Photo

最近,一組科學家宣佈了一項對抗高致病性禽流感(禽流感或鳥類流感)的突破性方法,禽流感是一種嚴重的鳥類疾病,自 1996 年出現以來,已導致全球數百萬只雞死亡,並持續摧毀鳥類種群。這種疾病已迅速成為人類健康的潛在威脅,並影響了食品價格和供應。

他們的方法使用了一種名為 CRISPR/Cas9 的基因編輯技術。一般來說,這種方法會改變動物基因程式碼的特定片段,從而在功能上改變該程式碼的作用。在本例中,CRISPR 被用來改變雞的基因程式碼,使雞更能抵抗禽流感。雖然這是這項技術的一個引人入勝的用途,但任何時候科學創新影響到我們吃的食物,它都會成為一個敏感的問題。除了對在我們的食物供應中使用 CRISPR 的哲學擔憂之外,我們認為,用 CRISPR 修飾的雞來對抗禽流感存在太多不可預測的結果,以至於我們不期望這項技術能夠成為解決這種破壞性疾病的方案。

雖然 CRISPR 為解決社會面臨的一些與健康相關的挑戰創造了幾乎無限的機會,包括最近針對人類鐮狀細胞病的療法,但它不太可能成功控制禽流感。所有禽流感病毒都起源於水禽,如鴨子,它們是家禽種群潛在新病毒的持續來源。禽流感病毒也很容易改變——或突變——它們的遺傳物質,使病毒能夠迅速適應家禽以外的不同宿主。這種快速進化的能力也迅速改變了病毒的傳播方式,使得控制變得具有挑戰性,並且難以預見任何干預措施的影響。


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例如,在 2015 年和 2022 年,禽流感蔓延到美國,導致了前所未有的家禽疫情,導致數百萬只鳥類死亡,造成家禽產品短缺和雞蛋價格上漲。在 2014 年和 2015 年,一種北美新型禽流感病毒從歐亞大陸傳播到西海岸,並在家禽中引起了戲劇性且廣泛的疾病爆發,然後在 2015 年夏季消失。在 2022 年,一種相關的毒株傳播到北美東海岸,造成了更廣泛的傳播和更具破壞性的疫情。

2022 年的病毒已經發展出不同的生存策略,在水禽種群中持續更長時間,並跨越不同的生命階段。儘管我們目前的控制方法——例如銷燬受感染和附近的家禽、增加對受感染農場周圍區域的檢測以及限制動物及其產品的流動——並不完善,但如果農場裡有 CRISPR 修飾的雞,這些疫情的規模也不會改變,因為疫情過去和現在都可能仍然是由野生鴨子引入病毒驅動的。

遺傳變異性和多種鳥類和哺乳動物都可能感染禽流感,這使得預測使用 CRISPR 提高雞對禽流感感染的抵抗力的結果非常困難。存在發生意外或不可預測後果的真正機會。例如,一旦病毒難以感染 CRISPR 修飾的雞,它就會改變和適應。雖然大多數改變不會幫助病毒存活,但在數十億次的改變中可能會有一次改變會奏效。這種突變可能會導致雞群中更致命的禽流感爆發,這對於我們食物供應的這一部分來說可能是災難性的。而且,數十億次改變中的一次可能使病毒更容易在 CRISPR 修飾的雞中存活,也可能使其更有可能感染包括人類在內的哺乳動物。

因此,即使我們對流感病毒瞭解很多,但我們不瞭解的更多。

最後,除了使用 CRISPR 改變雞對禽流感的易感性的所有病毒學影響之外,我們還需要考慮人們可能如何看待食品供應中的這項技術。家禽養殖公司不僅是動物畜牧業和福利方面的專家,也是營銷和產品差異化方面的專家,有時會使用造成消費者困惑和誤解的語言。例如,在美國,給家禽或豬餵食激素是違法的,但公司仍在其產品上貼上“未新增激素”的標籤,試圖暗示其他公司可能正在這樣做。我們可以設想一家公司宣傳其“抗流感”雞更具環境可持續性以影響消費者,而另一家公司可能會透過警告消費者轉基因的危險來回應,以營造他們的非轉基因雞對人類消費“更安全”的印象。此類營銷技術已經用於其他轉基因(或者,正如它們現在被標記為“生物工程”)農產品,例如玉米、油菜籽、大豆和甜菜。

話雖如此,科學創新在應對氣候變化、食品安全和所有型別食品生產的碳足跡減少等重大挑戰方面發揮著至關重要的作用。我們應該使用 CRISPR 來提高生產的環境和經濟可持續性,但任何使用基因工程技術來改造我們所吃食物的公司或研究小組都需要清楚地說明這些創新的影響,以確保公眾信任。我們不能創造失敗的機會,否則我們將不會有另一次機會。

禽流感爆發威脅著動物健康、人類健康和食品安全,我們需要制定更好的預防策略,並推廣公認的策略,例如疫苗接種,以保持我們食品供應這一方面的穩定。但使用 CRISPR 改變雞以使其更能抵抗禽流感並不是正確的方法。

這是一篇觀點和分析文章,作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。

卡羅爾·卡多納是一位流感科學家,在明尼蘇達大學獸醫學院擔任 B.S. Pomeroy 禽類健康主席。卡多納擁有普渡大學的獸醫學博士學位和密歇根州立大學的獸醫病理學博士學位,並且是美國家禽獸醫學院的外交官。

更多作者:卡羅爾·卡多納

米歇爾·克羅姆 是一位在家禽和人類健康交叉領域執業的獸醫。她專注於抗菌素管理、食品安全和動物健康緊急事件(如禽流感)等領域。克羅姆擁有愛荷華州立大學的獸醫學博士學位、愛荷華大學的公共衛生碩士學位和佐治亞大學的管理學碩士學位,並且是美國家禽獸醫學院的外交官。

更多作者:米歇爾·克羅姆
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