生物學家們又一次做到了。不久前,克隆和胚胎幹細胞挑戰了道德想象。如今,所有目光都集中在一種強大的新型DNA工程或“編輯”技術上。CRISPR相對容易學習和使用,它迫使科學家、倫理學家和政策制定者重新考慮實驗生物學中為數不多的看似紅線的領域之一:即基因修飾個體體細胞與工程化將傳遞給後代的種系之間的區別。與其對一個人進行基因工程,為什麼不從她的所有後代中消除這種疾病特徵呢?
本週,美國國家科學院、中國科學院和英國皇家學會正試圖找到方法來重劃這條紅線。並且以一種能夠幫助而不是傷害人類的方式重劃。或許倫理挑戰中最困難但最關鍵的部分是:以一種不會走上“改善”人類的黑暗道路的方式來實現這一點。
與以往的策略相比,被稱為 CRISPR(成簇的規律間隔的短迴文重複序列)的技術更快、更可靠、且成本更低,可以修改基因的鹼基對。CRISPR 由一把酶形式的剪刀組成,它可以切割 DNA 鏈,以及一個知道在哪裡切割的 RNA 嚮導,因此基因表達的性狀會發生改變。目前,實驗室正在多能幹細胞中應用基因編輯。較老的方法被用來幫助人類免疫系統的 T 細胞抵抗艾滋病毒,而使用 CRISPR 可能會做得更好。針對白血病等疾病的基因編輯試驗也即將展開。看起來這些魔鬼已經出籠了。
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自 20 世紀 60 年代以來,技術限制、意外後果的可能性以及蓄意改變後代的“優生”影響都強烈反對種系工程。包括許多歐洲國家在內的許多國家都有禁止人類種系修飾的法律。美國國立衛生研究院不會為這類研究提供資金,但沒有法律禁止使用私人資金。中國也不禁止。
但在過去的 20 年裡,實驗室技術的進步、疾病特徵的基因篩查以及人類基因組計劃的預期成果已經模糊了這條紅線。 逐漸地,改變人類種系的公共衛生益處與風險一樣受到重視。一些觀察人士指出,除了種系工程可能實現的效率之外,種系和體細胞修飾之間的倫理區別可能已經沒有意義,因為即使是體細胞修飾也可能“洩漏”到對配子產生影響。CRISPR 的出現使得推遲更明確的指導變得不可能。
即使撇開風險和益處不談,我們是否準備好修改我們的遺傳遺產,以及這對人類與自然界其他部分的關係的所有影響?在有關 CRISPR 的一波宣傳之後,去年春天,許多科學家和研究人員呼籲自願暫停使用它。他們的提議讓人想起 1975 年阿西洛馬重組 DNA 研究的暫停。阿西洛馬通常(但並非普遍)被認為是科學界對公眾對生物危害的恐懼的有效回應。
但如今的生命科學研究領域與 40 年前大不相同,當時該社群要小得多,也更親密。複雜的實驗生物學現在是一項全球性的事務。資金壓力、實驗程式和結果的幾乎即時可用性,以及研究人員可能面對面接觸有限的事實,使得自我監管比以往任何時候都更具挑戰性。事實上,在呼籲暫停使用的幾周內,一箇中國團隊對不可存活的胚胎進行了修飾,這是一個概念驗證實驗,它直接落入了倫理灰色地帶,並進一步動搖了人們對有效暫停前景的信心。
隨著事件的快速發展,由美國國家科學院及其英國和中國同行組織的峰會將需要面對一些關鍵的倫理問題。如何避免技術風險,例如改變重要基因而不是預期基因的“脫靶”效應?是否存在任何疾病可以證明試圖在人類群體中擴散基因改變是合理的?誰來代表未出生的世代做出如此重大的決定?來自科學院的建議不是法律,但它們可以為合法的科學實踐建立指導原則。
十年前,我共同主持的一個國家科學院委員會制定了人類胚胎幹細胞研究的規則,這些規則在世界許多地方被自願採用。在科學倫理方面,科學界需要發揮領導作用,但也需要聽取非科學家的意見。特別是在人類種系方面,一個值得捍衛的原則是治療和增強之間的區別。即使在某些情況下,全人口範圍的疾病預防是可以接受的,也應禁止以其他方式“改善”人類的嘗試。
其他原則將主要適用於農業研究。轉基因植物和動物是國家科學院並行研究的重點,該研究關於基因驅動實驗對生態的風險,這些實驗可能在未來導致對野外非人類種群的蓄意改變。像 CRISPR 這樣的新技術將使最近批准的快速生長鮭魚看起來過時。
最富有希望和風險的實驗是那些涉及快速繁殖物種(如昆蟲)的實驗,例如消除蚊子攜帶瘧疾寄生蟲的能力。而且事故總是可能發生的,因此必須審查和加強最佳生物安全實踐,包括可能使用近交生物屏障,如“自殺基因”,如果轉基因生物逃脫實驗室,會導致其死亡。
有一點很清楚:CRISPR 及其後代將在實驗室之外擁有生命。
喬納森·D·莫雷諾是賓夕法尼亞大學的戴維和林·西爾芬大學教授,他在那裡教授生物倫理學和科學史。他是《政治軀體:美國科學之戰》的作者。