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1 # 磨能兩可
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2 # 小宇堂
當然可以,賀建奎已經改造了人類的受精卵,造出了兩個被改造了的雙胞胎,對生物基因組進行少量改造的技術是具備的(全面改造目前還不可能,因為我們對遺傳資訊的構造還沒有完全掌握)。病毒比人類受精卵的基因組要小得多,改造自然是要更容易。轉基因的種子、酵母菌種早就被廣泛使用。該個病毒不是難事,難的是你想怎麼改就怎麼改。
所以能否改造已經不是問題。改造之後的結果才是問題:
病毒改造是利大於弊還是弊大於利?
我們能否充分評估改造病毒甚至其他生物的後果?
固步自封和過於激進的改造態度究竟如何取捨?
如何權衡利弊以及風險?斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)長期以來一直在分享他對地球和人類未來的悲觀看法,他說:“我認為如果我們無法逃脫我們這顆脆弱的星球,我們可能無法再倖存1000年。”他鼓勵人們追求太空旅行並居住在其他星球上,作為人類生存下去的手段。因為核戰爭、基因工程造就的病毒或其他災難性事件可能威脅到我們未來的生存。像霍金一樣,至少有十年來,一些專家一直在向我們警告這些基因改造病毒的危害以及傳染病爆發的風險。《毒理學與環境衛生雜誌》上的一篇文章針對的是經DNA修飾過的病毒以及使用基因工程改造過的病毒疫苗。文章說,它們“具有很大的不可預測性和許多固有的潛在有害隱患”,即使對於患者之外的其他人和其他物種也是如此。當疫苗中的工程病毒與其天然存在的同類病毒一起繁殖時,它們可能“在宿主偏好和致病潛力方面具有完全不可預測的特徵。”
人類往往無法認識超越自身經驗的東西,因此對危險和機會多數都總是低估的。病毒改造有風險,但機遇也不容忽視。實際上,科學家已經開始用病毒來治療人類的某些疾病,例如癌症。實驗室中的研究人員可以製造出靶向並殺死癌細胞的病毒,無需化療即可治癒患者。同樣的技術可以用應用到其它方面,包括吸毒、酗酒等等。基因改造的病毒可以透過將某種基因引入控制成癮的大腦行為的神經元中,然後操縱它們來鼓勵或阻止問題行為,從而減少飲酒的慾望。
上圖:醫生透過修改脊髓灰質炎病毒來對抗腦瘤
此外,
年齡相關性黃斑變性(AMD)是60歲以上人群視力喪失的主要原因之一。在更嚴重的溼性AMD病例中,一種稱為VEGF的蛋白質過度活躍。這種蛋白質刺激新血管生長,使血液和液體滲入眼睛。這種積聚的液體會損害感光細胞,使盲點逐漸增大。
當前的治療方法包括直接將VEGF結合蛋白(sFLT01)注入眼內,從而使VEGF不再發揮作用,預防和阻止溼性AMD發展。但是,機體不會自行產生sFLT01,因此必須每月持續治療,但這種治療使患者容易受到眼部感染和其他副作用的影響。
約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins)的科學家透過基因工程改造了一種普通感冒病毒(AAV2株),帶有一個編碼sFLT01的新基因。選擇該病毒是因為以前的研究表明它可以安全地用於眼睛。在一項小型臨床研究中,一次注射後有四名患者表現出明顯的改善,而兩名患者有部分改善。在研究之前,有五名患者的體記憶體在AAV2抗體,這意味著他們的免疫系統會在病毒生效之前殺滅該病毒。科學家們測量了該基因在患者體內的表達,持續了12個月,並得出結論,可以安全地使用更高劑量的藥物產生更持久的結果。
儘管這些初步結果令人鼓舞,但科學家們承認,在進行之前需要進行更大規模,更徹底的研究。這項研究是第一個表明預先存在的抗體將顯著影響病情轉歸的研究。由於大多數人都經歷過普通感冒,因此AAV2和相關病毒株的抗體可能已經廣泛存在。科學家可能不得不使用不太常見且可能不太安全的病毒株,才能對很大一部分人群產生有效的治療。
上圖:攜帶新基因的病毒。
我們如何檢測不為人知的病毒改造?目前的基因技術還達不到低成本高效率地想改哪裡就改哪裡的水平,要改造病毒並不像修改計算機上的程式那麼簡單,因為病毒是複雜的生物分子,改造的方法需要依賴我們對複雜生化機制的理解以及找到現實的手段。人類目前還不能像寫程式一樣輕鬆隨意地創造或改造病毒,不僅僅因為成本,而且還受限於科技。但透過多方面的線索還是可以推斷病毒是否人造。
上圖:一個像是機械的大腸桿菌噬菌體,作為基因藥物的載體非常好。
有幾種方法可以嘗試識別非自然病毒。人造重組病毒通常包含人工成分,通常是實驗室基因工具的殘留物,例如:
選擇標記:通常是用於對抗實驗室弱抗生素培養環境的基因。選擇標記基因是分子生物學和基因工程中常用的報告基因,用以指示轉染或其他旨在將外源DNA引入細胞的程式是否成功。這些基因不是給病毒自己使用的,因為抗生素對病毒並沒有殺滅作用。這些對抗抗生素的基因是在將病毒與實驗室的細菌混合在一起時使用的。這樣,就可以透過菌落是否能夠在抗生素條件下存活而斷定病毒是否存活(是一種判斷手段)。但是,找到已經含有這抗生素耐性細菌並不難,因為這些基因在天然細菌中並不罕見,因此這些基因本身並不能說明是人工成分。但這樣的“抗-抗生素”基因出現在病毒的基因組裡面就顯得比較可疑了,因為這些基因對病毒毫無用處。
限制性內切酶識別位點:這些通常是六至八個鹼基對。但這種跡象在自然病毒中也常見,所以在病毒的遺傳物質中發現幾個並不能證明是人為進行了基因修改,需要其它證據相互佐證。
限制性內切酶是一種能夠裂解切斷雙鏈DNA的核酸酶。這種酶可以以隨機或切斷特定的DNA序列A,這被稱為限制性位點。上圖:限制性內切酶的工作原理
多克隆位點。這些是幾種不同限制酶的識別位點的長簇。出現在病毒中的其中之一會立即提示人為操縱的可能。
上圖:人流感病毒的進化示意圖。
已知病毒型別的同源性在發現任何潛在的新病毒時,研究人員要做的第一件事就是將其序列與已知病毒家族進行比較。如今,這個過程大約只需要幾秒鐘。完全人工製造和控制的病毒可能與任何自然存在的病毒家族有很大不同。但基於現有病毒進行少量修改的病毒則可能與已知病毒具有較高的同源性,難以讓人確認是天然進化而成還是人工製造。如果找不到合理的病毒進化的線索,那麼和可能就是人造的。
上圖:不同品種的病毒基因的混合原理(如果兩種病毒感染同一個細胞就可能造成基因混合)。
總結病毒改造已經是科學界和實驗室中發生的廣泛的事實,所以這個問題不言自明。但對於改造病毒的後果值得我們充分地研究和評估。有危必有機,要客觀辯證地看待。
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目前以人類的現狀,對病毒都是無能無力的,何談改造呢,病毒來到地球比人類早的多,我們人類要不受病毒的干擾,就要學會和病毒和平相處,相互尊重,我們要清楚的認識人類不是地球之王,比人類厲害的生物太多了,不要想著改造誰,而是要想和這世界和諧相處。