基因編輯來治病,可以嗎?

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圖片來源:路透社

「震驚全球 70 億人的消息」,也許不再是標題黨,日前中國科學家賀建奎宣稱創造了世界首例基因編輯嬰兒,假如實驗屬實,猶如打開了人類久久不敢觸碰的「潘朵拉盒子」。畢竟基因編輯嬰兒實在太超前,道德和技術爭議尚未解決。據 2014 年北海道大學學者發表的一項研究報告所指,全球最少有 29 個國家明確禁止編輯人類胚胎。而按國際慣例,涉及基因改變的胚胎實驗期最多只為 14 日,不容許胚胎孕育成人。在造假成風的國度,許多人寧願相信這只是另一宗假科學實驗。

CRISPR-Cas9 基因編輯技術於 2012 年才面世,能簡易編輯基因,人類猶如掌握上帝之力。應用在農作物之上,來培育出抵抗力和產量更高的作物,道德上相對容易為人接受。可是,編輯人類基因,聽起來就毛骨聳然了,除了「突破人類道德底線」的基因編輯嬰兒,也有不少嘗試在體外編輯基因,然後來治療人類疾病的研究在磨刀霍霍。

CRISPR-CAS 本來其實是指多數細菌用以抵抗病毒的後天免疫系統,簡而言之,它主要由兩部分組成,一是用來切斷入侵病毒 DNA 的 CAS,二是嚮導 RNA,顧名思義是用來帶領 CAS 裁剪正確的位置。細菌被某種病毒攻擊後,生還的細菌便會自動錄取病毒 DNA 片段於其基因組中;下次相同病毒再度來襲,嚮導 RNA 與 CAS 便會雙雙出動,對照記錄在案的 DNA 辨識敵人,最後切斷病毒 DNA,即「雙鏈斷裂作用(double-strand break)」。

治療人類疾病磨刀霍霍

在歐美,醫療目的之人類基因編輯正計劃展開臨床試驗。例如,歐洲有項目正進行基因編輯階段 I/II 試驗,用於治療乙型地中海貧血。2018 年,美國計劃對鐮狀細胞性貧血進行一項 CRISPR 試驗,鐮狀細胞性貧血是另一種因紅血球細胞突變所引起的遺傳性血液疾病。這兩項實驗,基因編輯都是在患者體外進行。方法是於患者身上提取「造血幹細胞」,並在實驗室中進行編輯,在校正突變後,再將細胞重新引入相同的患者。期望通過糾正幹細胞,使它們能製造正常的細胞,根治疾病。

不久前「華爾街日報」報道,中國杭州腫瘤醫院正試驗應用 CRISPR-Cas9 ,來移除食道癌患者中一段干擾免疫系統抗癌能力的基因,從而改進抗病細胞。團隊將細胞注入患者體內,希望編輯過的基因將能提高攻擊腫瘤的能力。在人體臨床試驗上,中國領先歐美。杭州腫瘤醫院院長吳式琇直言:「本來中國不會是第一個去做這件事,但這裡的限制比較少。」

總部位於麻省的醫藥公司 Editas Medicine 今年宣佈,未來 5 年內將開發 5 種人用新藥。其他國家亦預計將會陸續進行更多醫療目的之人類基因編輯研究。

謹慎惟不必過分恐懼

匹茲堡大學病理學教授羅建華的實驗室,也在研發使用 CRISPR 來殺死癌細胞的方法,羅教授亦提醒在進一步實行臨床試驗時要分外小心。多項研究顯示 CRISPR 或許不像先前所認為般有效,並且在某些情況下它可能會產生副作用。

羅教授舉出 2018 年發表在「自然 — 醫學(Nature Medicine)」期刊的研究,研究發現,一種叫做 p53 的蛋白質,聞名能對抗腫瘤,但在編輯過程或會被細胞壓力刺激,然後該蛋白質會抑制 CRISPR 編輯。由於 CRISPR 的活動會導致壓力,因此編輯過程可能會在其完成任務之前受阻。

較早前另一項研究揭示了在人類中使用 CRISPR 的另一潛在問題。由於 CRISPR 是一種細菌蛋白,在常見的細菌感染之中,有不少人可能已接觸過它。在這些情況下,這些人的免疫系統可能已經開發出針對該蛋白質的免疫防禦,這意味著某人的身體可以攻擊 CRISPR 的系統,就像攻擊入侵的細菌或病毒,妨礙細胞受益於以 CRISPR 為基礎的療法。

此外,與大多數技術一樣,並非所有編輯都是準確無誤。偶爾 CRISPR 會「脫靶」,潛在引發其他疾病的風險。最近一項發表在「自然-生物技術(Nature Biotechnology)」的研究發現,當 CRISPR-Cas9 用於編輯基因組時,脫靶造成的基因損傷比以往所認知更為常見。在小鼠胚胎幹細胞的基因組編輯位置附近,CRISPR 或會導致大塊染色體意外重新排列。

儘管有研究揭示 CRISPR-Cas9 的潛在危險,但羅教授強調不必過分恐懼。「上述研究引發了媒體大量有關 CRISPR 潛在風險的報道,其中很多都引述了潛在的癌症風險。」羅教授認為許多都是牽強推斷:「據我所知,沒有使用 CRISPR-Cas9 系統治療的動物顯示其會引發癌症。」

展望未來,以 CRISPR 技術治療人類疾病,顯然極具潛力。但以上的研究無疑提醒人,CRISPR 編輯技術需要謹慎使用,打算應用以編輯人類胚胎者更甚。

早前英國智庫納菲爾德生物倫理顧問委員會(Nuffield Council on Bioethics)在報告中提出,在某些情況下,人類精子、卵子或胚胎的基因工程在道德上是可以接受的,該技術或可有助於消除遺傳性疾病或減少遺傳易患癌症。但該報告同時提出,這須遵循兩項原則,第一是基因編輯的後果不應該增加「社會中的劣勢,歧視或分裂」。第二是這種變化應該與未來人類的福祉一致。

無論如何,符合道德的前提是,任何形式的基因編輯都必須證明是安全的。科學進步需立足於穩紮的根基,大躍進式創意剪輯,剪不斷時則「理」還亂。