本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
夏季奧運會即將在里約熱內盧拉開帷幕。現在是慶祝來自冰島到奈及利亞等世界各國運動員的非凡才能、堅韌和優雅的時刻。同時也是思考有多少參賽者正在使用違禁物質來提高他們的表現的時刻。
世界反興奮劑機構（WADA）就非法提高運動表現向奧運會和其他體育組織提供建議，該機構指責俄羅斯為其運動員實施國家運營的興奮劑計劃。當然，俄羅斯可能只是冰山一角。
在20世紀80年代初我開始撰寫科學文章時，我們擔心運動員是否在服用安非他命或類固醇。這都是小兒科。最近，WADA官員越來越擔心參賽者可能透過擺弄他們的基因來提高他們的力量、速度和耐力。
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自20世紀90年代末以來，研究人員已經表明，透過將基因插入小鼠和其他動物體內，他們可以增加動物的肌肉質量，幫助細胞更快地自我修復，並促進攜帶氧氣的紅細胞的產生。這些基因可以直接注射到目標動物的肌肉中，或者透過病毒滑入動物自身的DNA中。
這項研究的先驅是遺傳學家H. Lee Sweeney，他在2004年《大眾科學》文章《基因興奮劑》中描述了他的研究。當基因療法用於增強而非治療時，它被稱為“基因興奮劑”。
在20世紀90年代末，Sweeney將IGF-1基因（胰島素生長因子）插入小鼠體內，使其力量提高了27%。Sweeney和其他研究人員希望這些型別的基因療法可以使老年人、患有肌營養不良症的患者，甚至是在零重力環境中失去肌肉質量的宇航員受益。
當然，運動員在閱讀了關於“施瓦辛格小鼠”的媒體報道後，也開始對基因療法感興趣。自從他的工作首次公開以來，運動員們一直徒勞地懇求Sweeney在他們身上測試基因療法。他擔心運動員最終會找到人來給他們的基因興奮劑，就像他們找到了類固醇和其他非法效能增強劑的供應商一樣。
原則上，基因療法可以針對特定目標，例如快肌或慢肌細胞，以使特定運動員受益，例如鉛球運動員、舉重運動員、短跑運動員或跳高運動員。
直到最近，專家們還認為基因興奮劑的檢測需要進行肌肉活檢，這將需要切除一小塊肌肉。興奮劑基因、它們產生的蛋白質及其病毒載體很難在血液和尿液測試中檢測到。但據報道，WADA正在考慮一種由澳大利亞研究人員開發的基因興奮劑血液測試。
我們應該對里約奧運會上的奧運選手擺弄他們的基因感到多擔心？ 不用太擔心，因為到目前為止，人類基因療法遠未達到其宣傳的效果。（行為遺傳學也是如此。參見“延伸閱讀”。）
幾十年前，基因療法的支持者預測，它將很快消除許多疾病，從囊性纖維化到早發性乳腺癌，這些疾病都可以追溯到有缺陷的基因。一些狂熱者甚至預見到了基因工程“定製嬰兒”的出現，這些嬰兒長大後會比諾貝爾獎獲得者更聰明，比奧運選手更具運動天賦。
即使是比較保守的預測也沒有實現。根據《基因醫學雜誌》，世界各地已進行了2000多項基因治療試驗，但結果令人失望。是的，中國在2004年批准了一種癌症基因療法，今年，歐盟監管機構批准了一種療法用於治療患有嚴重聯合免疫缺陷的兒童。
但在美國，基因治療試驗佔全球一半以上，美國食品和藥物管理局尚未批准任何一種療法銷售。基因療法會引發人體免疫系統不可預測的致命反應。美國國立衛生研究院警告說，基因療法“可能具有非常嚴重的健康風險，例如毒性、炎症和癌症。”
基因興奮劑專家Sweeney去年告訴《紐約雜誌》，為了讓基因興奮劑起作用，“運動員的免疫系統需要受到抑制，這樣身體就不會試圖抵抗它識別為病毒的東西。這是一個危險的過程，需要很長時間才能完善。”
可能有一些想成為奧運選手的人會透過讓一個不法科學家來調整他們的基因，從而冒著他們的職業生涯、健康和生命的風險。但我懷疑基因工程會在短期內對奧運會產生重大影響。
如果可以安全地進行基因興奮劑，那應該值得慶祝，因為它意味著基因療法終於開始發揮其巨大的潛力。正如我的《大眾科學》同事史蒂夫·米爾斯基指出的那樣，世界級的運動員已經擁有優勢，包括基因突變，可以提高他們的表現。也許基因興奮劑只是在創造一個公平的競爭環境。
附錄：這是2012年帖子的更新版本。
延伸閱讀:
要了解運動表現的遺傳學，請參閱戴維·愛潑斯坦的暢銷書《運動基因》中的文章“DIY科學家、奧運選手和突變基因”。