當人類扮演上帝

 

基因(Gene)一詞來自希臘語,意為「生」,是基本遺傳單位。生物個體所有基因的總和為「基因組(genome)」;物種之所有個體基因總合稱為「基因庫(Gene Pool)」。人類約有19,000-22,000個基因,承載著生命的密碼,藉DNA序列儲存控制生物性狀的遺傳信息,並通過複製、表達、修復,完成生命繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程。
進入21世紀,隨著分子生物學的突飛猛進,人類也陷入前所未有的生命倫理困境。

 

上帝之手

 

     21世紀迄今,對生命科學產生最巨大影響的,無疑是基因編輯技術CRISPR/Cas9。

CRISPR之謎

     1987年,日本化學家石野良純首度發現,大腸桿菌的基因體有一段用途不明的序列,古怪而有規律:某一小段DNA會一直重複;重複的片段之間保持等距間隔。於是,這種序列被命名為CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats),譯成中文就是「成簇之規律間隔的短回文重複序列」。

     後來,研究者在許多細菌中都發現了CRISPR的身影,但大惑不解的是,這種古怪而有規律的重複序列,究竟是派什麼用場的呢?直到進入21世紀,CRISPR之謎才被解開:原來,這是細菌免疫系統的一種機制,把曾經來犯過的病毒儲存下來。

 

微觀世界生死戰

     在CRISPR的神秘面紗下,是一場微觀世界的生死戰:當病毒入侵細菌時,便把自己的DNA注入細菌,藉此為自己複製分身,達到最終吞掉細菌的目的;細菌當然不能坐以待斃,為讓自己的免疫系統能夠辨識並摧毀病毒DNA,而將病毒的基因片段存檔——CRISPR即囊括了「罪犯資料庫」!

     這就是CRISPR為什麼一直重複不屬於自己的DNA,且保持等間隔的良苦用心:將曾經攻擊過自己的病毒基因片段,嵌入自己的基因組,當相同「敵人」再次來犯時,即可不動聲色地進行對照、偵測,繼而不費吹灰之力地將它繩之以法……

「基因魔剪」CAS9

     細菌將病毒繩之以法,採用的是多元集團作戰:既有被通緝者的圖樣,又有充當嚮導的RNA,還有擔任剪刀手的Cas(CRISPR-associated proteins);RNA按圖索驥,一旦鎖定入侵者,便交由Cas行刑,將病毒DNA直接從自身染色體上切除!

     在自然界裡,引導鏈球菌的Cas9找到入侵病毒正確位置的是兩個RNA分子;只有在RNA與DNA吻合時,Cas9才會「動手」。目前已發現的,有三種不同類型的CRISPR/Cas系統,CRISPR/Cas9是其中之一。

     人類,正是在破解了微生物的免疫系統CRISPR/Cas的機能後,才由多位生物學專家,幾乎不分先後地於2012年,開發出CRISPR/Cas9基因編輯技術,並迅速成為生命科學中最熱門的前衛科技,應用於微生物、動植物和人類醫學上。

     仔細想想,從CRISPR到CRISPR/Cas再到CRISPR/Cas9,其實就是一項比仿生(Biomimetic)還仿生的模仿自然技術,從發現到發明的歷程中,除了人為的研究處理手段外,連所運用的物質及系統都源自生物本身!那麼,真正的發明權自當屬於原創者——造物之主。

     讀者或會以為,這只是基督徒的觀點,其實不然。至今仍沒有任何一種學科可以證明《聖經》對生命起源的啟示——創造論是錯的,這是舉世所公認的事實:科學只能從已有的事實,證明可以證明的事實;無法對超越實證的理論,做出任何不能實證的推論!

 

 

 

兩個第一例   反響雲與泥

     DNA中譯「脫氧(去氧)核醣核酸」,主要功能是儲存資訊,組成遺傳指令,指揮細胞生產蛋白質,引導生物發育與生命機能運作,因而被喻為「生命的藍圖」。若DNA發生突變,「細胞工廠」運作就會失控,進而造成重大遺傳疾病。要根治,就須更正藍圖——修改DNA,否則細胞便永遠製造錯誤的蛋白質,而CRISPR/CAS9技術為「修圖」作業提供了更精準、易操作、成本低的方法。

英國女嬰蕾拉

     編輯人體基因就是修改人體DNA:找到錯誤的DNA片段,用分子「剪刀」切除,或在切口處「貼上」正確的DNA,使基因突變引發的疾病得到徹底根治。

     英國女嬰蕾拉(Layla Richards),在14週大時即被確診患有急性淋巴細胞血癌,化療、骨髓移植等傳統療法均不奏效,生命危在旦夕。醫生建議嘗試仍處於實驗階段的新療法——一種只在老鼠身上測試過,從未應用於人體的基因療法。

     2015年11月,醫生將基因改造的免疫細胞UCART19注入蕾拉體內。為了避免產生排斥反應,研究人員利用分子剪刀,除去細胞中DNA的兩節,改變了捐贈細胞的密碼,令其在免疫系統前隱形,以通用在任何人身上,同時亦不受藥物影響。

     數星期後,癌細胞開始被清除;兩個月後,醫生再次為她移植骨髓;又一個月後,蕾拉奇蹟般痊愈!全球首例成功消滅體內癌細胞的基因療法,為世界帶來了驚喜。

中國女嬰露露娜娜

     中國也有一對聞名世界的女嬰。2018年11月26日,中國南方科技大學副教授賀建奎,在第二屆人類基因組編輯峰會召開的前一天,以英語視頻宣佈:基因編輯嬰兒露露和娜娜,已在中國健康誕生。

     參與賀氏實驗的共有八對夫婦,兩名志願者懷孕,露露和娜娜的母親是其中之一;她們的父親則是愛滋病毒(HIV)攜帶者。賀建奎在胚胎形成時,藉CRISPR/Cas9技術,對生殖細胞核中的CCR5基因進行了編輯,使她們出生後能天然抵抗愛滋病。

     CCR5基因是HIV病毒感染人體的媒介。在某些族群,如高加索人,CCR5變型為CCR5-Δ32,使R5型HIV病毒無法識別、結合,因而天然地具有對HIV的免疫。最著名的病例是「柏林病人(Timothy Ray Brown)」:在接受了CCR5基因突變者的骨髓後,愛滋病被徹底根治。

     賀建奎即通過編輯CCR5基因,讓露露和娜娜成為全球首例「免疫愛滋病」嬰兒,但他給世界帶來的不是驚喜而是驚駭。

醫學界嚇壞了

     基因編輯技術的發明者之一Jennifer Doudna說:我被嚇壞了,感到某種身體上的不適……

     基因編輯技術用於人類醫療,目前僅適用於體細胞(Somatic Cell),因為這種細胞與生殖細胞不同,其細胞遺傳信息不會遺傳給下一代,即其產生的突變不會對下一代形成影響(英國女嬰蕾拉所接受的治療就屬於這一類)。高等生物的細胞大部分都是體細胞,而體細胞最終都會死亡。

     生殖細胞(Germ Cell)卻不同,擁有延續和繁衍物種的功能。這也是露露和娜娜讓世界大驚失色的地方:她們被改造的基因,將通過複製把遺傳信息傳遞給下一代!這意味著人類基因庫從此將不可逆地混入改造基因,代代相傳。

     但是,這種基因改造會有什麼樣的長期後果,現在的人包括始作俑者賀建奎都無法得知,因為這是一個長期的過程,有可能發生在胚胎期或發育期,甚至可能到中老年期……所以世界上多個國家才明令禁止將基因改造的生殖細胞植入人體。

     事實上,被基因嬰兒嚇壤了的不只科學家,還有我們普通人。人們在網上評論:看到新聞,彷彿科幻電影情節在身邊發生。不幸的是,這並非虛擬的故事情節,而是木已成舟的真實事件。現在,就要過一歲生日的露露和娜娜可安好?

 

 

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