美國國家科學(xué)、工程和醫學(xué)學(xué)院召集的一個(gè)委員會(huì )日前警告稱(chēng),科學(xué)家尚未做好將一種可使特定基因在種群中快速傳播的技術(shù)在野外施用的準備。換句話(huà)說(shuō),對“基因驅動(dòng)”物種還需開(kāi)展更多實(shí)驗室研究及高度可控的田地試驗,現在把這類(lèi)物種如轉基因蚊子釋放野外用以應對寨卡疫情等挑戰為時(shí)尚早。
科學(xué)家對基因驅動(dòng)的研究已經(jīng)持續了半個(gè)多世紀,長(cháng)期以來(lái),它都被假設為根除一些蚊媒傳染病(例如瘧疾)的有效途徑。然而這一領(lǐng)域的發(fā)展一直受到技術(shù)上的牽制,直到最近出現的復雜但卻易于使用的基因工程工具,這一切才有所改觀(guān)。
基因驅動(dòng)是指特定基因有偏向性地遺傳給下一代的一種自然現象。在過(guò)去的兩年中,研究人員利用一種流行的基因編輯技術(shù)(CRISPR-Cas9)極大地促進(jìn)了基因驅動(dòng)。在酵母、果蠅和兩種蚊子中,基因驅動(dòng)能夠使一種特定基因在種群中以指數級的速度傳播,遠遠快于普通的基因傳播速度。
基因驅動(dòng)也因此成為目前生物學(xué)界的新興熱門(mén)研究領(lǐng)域,并促使美國國家科學(xué)、工程和醫學(xué)學(xué)院成立一個(gè)專(zhuān)家委員會(huì )對這種技術(shù)的利弊進(jìn)行調研。在6月8日發(fā)布的這份報告中,該委員會(huì )指出,此類(lèi)基因驅動(dòng)所引發(fā)的復雜的生態(tài)危險至今尚沒(méi)有得到很好的闡釋。
該委員會(huì )聯(lián)合主席、田納西州納什維爾市范德堡大學(xué)醫學(xué)院科研誠信教育家ElizabethHeitman表示:“現在時(shí)機尚未成熟,并且我們也沒(méi)有對任何一種釋放到野外的物種做好準備。”他說(shuō):“還有很多工作要做。”
盡管如此,Heitman和該委員會(huì )的其他成員認為,基因驅動(dòng)的可能性——例如對抗蟲(chóng)媒疾病——是如此的引人注目,必定會(huì )帶來(lái)額外的實(shí)驗室與野外研究。
然而Heitman指出,隨著(zhù)分子生物學(xué)研究在基因驅動(dòng)上的疾速發(fā)展,它已經(jīng)超過(guò)了科學(xué)家對其生態(tài)后果的認知水平。即便是來(lái)自實(shí)驗室的一次很小的、事故性的釋放都有可能造成全球傳播。該委員會(huì )在題為《基因驅動(dòng)出現在地平線(xiàn)上》的報告中寫(xiě)道:“在被釋放到環(huán)境中后,一次基因驅動(dòng)并不懂得什么是國境、邊界。”
該委員會(huì )在報告中說(shuō),現在還沒(méi)有“足夠證據”支持可以把基因驅動(dòng)物種釋放到野外。從不利的方面看,基因驅動(dòng)技術(shù)有可能帶來(lái)意想不到的后果,比如對非目標物種造成破壞或制造出新的適應力強的入侵物種。
但報告同時(shí)強調,基因驅動(dòng)對基礎研究與應用研究的可能益處是“明顯的”,因此應采取階段式測試方式對這種技術(shù)逐步展開(kāi)研究,首先在實(shí)驗室中證明其安全性,然后再開(kāi)展高度可控的田地試驗。
報告列出基因驅動(dòng)的潛在益處包括:在公共衛生方面,可利用這種技術(shù)制造遏制登革熱、瘧疾和寨卡病毒傳播的轉基因蚊子;在農業(yè)方面,可通過(guò)它控制或修改那些破壞作物或攜帶作物疾病的物種;此外,這種技術(shù)還可幫助解決一些環(huán)保相關(guān)的問(wèn)題。
在此基礎上,該委員會(huì )認為,應協(xié)調各國監管基因驅動(dòng)項目,并在實(shí)驗室中開(kāi)放共享最佳方法。該委員會(huì )還詳細說(shuō)明了應該用多個(gè)階段的測試評估一次基因驅動(dòng)的影響,并強調在決策的制定過(guò)程中需要涉及研究人員的所屬機構、監管機構,甚至公眾。
華盛頓哥倫比亞特區智庫威爾遜國際學(xué)者中心研究科學(xué)政策的ToddKuiken認為,這是一個(gè)很好的整體策略。但他強調,該委員會(huì )錯過(guò)了一個(gè)制定進(jìn)行基因驅動(dòng)野外試驗所需的基礎設施和安全措施的機會(huì )。“他們沒(méi)有指出如何實(shí)現這一切以及錢(qián)從哪里來(lái)。”
在開(kāi)發(fā)出基因驅動(dòng)技術(shù)之前,科學(xué)家已經(jīng)嘗試利用基因工程技術(shù)來(lái)控制蚊蟲(chóng)。比如,英國牛津昆蟲(chóng)技術(shù)公司在巴西投放的代號為OX513A的轉基因雄性蚊子,可導致與其交配雌蚊產(chǎn)下的幼蟲(chóng)早亡,從而達到減少攜帶登革熱和寨卡病毒伊蚊數量的目的。但這種技術(shù)使用的基因只能傳一代,高度可控,因而不能被稱(chēng)為基因驅動(dòng)技術(shù),基因驅動(dòng)技術(shù)使用的基因可多代遺傳。