賽場(chǎng)基因戰(zhàn)
作者:彭方晴 更新時(shí)間:2011-6-15 16:00:05 來(lái)源:湖南省株洲市第十八中學(xué) 【字號(hào):
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早在2001年北京申奧成功之時(shí)，有人就擔(dān)心“無(wú)需訓(xùn)練不怕藥檢”的“轉(zhuǎn)基因運(yùn)動(dòng)員”將出現(xiàn)在北京奧運(yùn)賽場(chǎng)上。近年來(lái)，科學(xué)家一直致力于相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的研究。現(xiàn)在，奧運(yùn)會(huì)即將拉開(kāi)帷幕，“基因戰(zhàn)斗”也將隨之打響。
對(duì)那些肆無(wú)忌憚的奧運(yùn)選手而言，服用禁藥或激素已是上個(gè)世紀(jì)的事了。他們正邁向更加危險(xiǎn)的一步：基因改造，即把能夠提升力量或耐力的基因永久地嵌入DNA.
“一旦將基因植入，你終其一生都將帶著它生活，”化學(xué)家拉里•鮑爾斯說(shuō)：“這一切無(wú)法逆轉(zhuǎn)，你不可能再把它取出來(lái)�！�
科學(xué)家們研發(fā)基因修補(bǔ)技術(shù)，是為了治療遺傳病。這種實(shí)驗(yàn)性的醫(yī)學(xué)技術(shù)是在不斷的失敗中發(fā)展的，剛剛?cè)〉靡稽c(diǎn)進(jìn)步，運(yùn)動(dòng)員和教練們就盯上了它。世界反興奮劑機(jī)構(gòu)（WADA）2003年就頒布了不得使用“基因興奮劑”的禁令。但是，禁令從來(lái)?yè)醪蛔∶半U(xiǎn)者的腳步。2006年，德國(guó)田徑教練托馬斯•斯普林斯坦被控讓隊(duì)員服用禁藥。在一場(chǎng)庭審中，檢察官宣讀了斯普林斯坦寫的一封郵件，其內(nèi)容令整個(gè)體育界震驚。“新藥Repoxygen十分搶手，”信中說(shuō)：“請(qǐng)給予新的指示，以便我在圣誕節(jié)前訂購(gòu)�！�
Repoxygen不是另外一種荷爾蒙或者類固醇，它是一種實(shí)驗(yàn)性病毒，可以往服用者的DNA中嵌入治療基因，促使人體內(nèi)產(chǎn)生更多的紅細(xì)胞生成素（EPO）。EPO是禁藥追求者的最愛(ài)，因?yàn)樗梢栽鲞M(jìn)人體血液供氧能力，提高其耐力。制藥公司研制Repoxygen本是為了治療嚴(yán)重貧血癥，結(jié)果卻誘惑了斯普林斯坦等“心懷叵測(cè)”之輩。
的確，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，基因改造的吸引力難以抗拒。2004年，加州生物學(xué)家埃文斯用類似技術(shù)“造”出了“馬拉松老鼠”。他往老鼠體內(nèi)嵌入含有PPAR-delta蛋白質(zhì)的基因，它可以加速脂肪燃燒，將之轉(zhuǎn)化成能量，還能將老鼠的“快肌肉”轉(zhuǎn)化成“慢肌肉”，增進(jìn)其耐力。結(jié)果，在未經(jīng)訓(xùn)練的情況下，受試鼠在跑步機(jī)上連續(xù)跑動(dòng)的時(shí)間和里程比普通老鼠多出一倍。
埃文斯說(shuō)，研究成果公布后，不斷有好奇的教練和運(yùn)動(dòng)員向他打聽(tīng)這件事�！坝行┻\(yùn)動(dòng)員會(huì)來(lái)聽(tīng)我的講座，然后直接拿著話筒問(wèn)：‘如果我注射了這種基因，它能和EPO以及生長(zhǎng)激素一起發(fā)揮作用嗎？’我的意思是，他們就是這么公開(kāi)，毫不隱諱�！�
因此，就在埃文斯宣布“馬拉松老鼠”出爐的同時(shí)，WADA宣布啟動(dòng)有關(guān)基因改造檢測(cè)技術(shù)的研究項(xiàng)目。
加州大學(xué)基因治療專家、WADA反基因改造委員會(huì)主席弗里德曼說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)界，基因改造行為基本上是不可避免的。但是，在基因治療開(kāi)始取得重大突破的時(shí)候，相關(guān)檢測(cè)技術(shù)卻相對(duì)落后。事實(shí)證明，了解運(yùn)動(dòng)員是否在體內(nèi)嵌入了陌生基因是一個(gè)可怕的挑戰(zhàn)。嵌入基因可能與自然基因一模一樣，無(wú)法區(qū)分；此外，頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員可能本來(lái)就具備普通人沒(méi)有的特殊基因。目前，科學(xué)家主要是以遺傳學(xué)對(duì)付遺傳學(xué)，他們利用最先進(jìn)的基因測(cè)序和蛋白質(zhì)活性建模技術(shù)尋找可疑的基因改造痕跡，但難度之大，不亞于在一個(gè)大草堆里尋找一根草。
最直接的辦法是在人體大約60億個(gè)基因編碼中尋找嵌入基因。在基因治療臨床實(shí)驗(yàn)中做到這一點(diǎn)很容易，科學(xué)家們知道嵌入基因的精確序列，也知道該基因會(huì)在染色體的什么位置結(jié)束。但是偷偷“基因改造”的情況就復(fù)雜多了�！澳悴恢阑驎�(huì)被嵌在什么地方，用的是什么載體，什么基因，”弗里德曼說(shuō)：“你不知道該去哪兒看，因此必須每個(gè)地方都看到�！�
另外一個(gè)困難是，外來(lái)基因的副本不一定存在于全部細(xì)胞里。攜帶基因的病毒會(huì)選擇性地瞄準(zhǔn)一些組織，比如肌肉或者肝臟。有些血細(xì)胞可能會(huì)含有這些基因信息，但問(wèn)題是，從運(yùn)動(dòng)員身上抽取的血樣并不一定包含了該基因。因此，反興奮劑官員不得不動(dòng)用活檢儀器，直接在肌肉組織中采樣，這難免有點(diǎn)痛苦。
“沒(méi)有運(yùn)動(dòng)員會(huì)同意進(jìn)行肌肉活檢，”弗里德曼說(shuō)：“除非他不想比賽了�！�
不過(guò)，在某些情況下，直接檢測(cè)行之有效。埃文斯說(shuō)，人工嵌入的PPAR-delta基因比天然基因小得多，以方便病毒攜帶。此外，基因可能會(huì)在平常不活躍的組織內(nèi)扎營(yíng)，令檢測(cè)變得一目了然。比如說(shuō)，制造紅細(xì)胞的EPO蛋白通常是在肝和腎里產(chǎn)生，但基因改造后，它可能會(huì)直接出現(xiàn)在肌肉組織里。這種把戲很容易被發(fā)現(xiàn)。
另一個(gè)辦法是使用醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，比如PET掃描。巴塞羅那市立醫(yī)學(xué)研究院的喬迪•瑟古拉和同事們給EPO制造過(guò)程中形成的分子加上了輕微放射性“標(biāo)記”，他們發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)的PET掃描可以定位這些放射能，揭示實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)哪些地方在制造EPO，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)“改造”痕跡。
由于放射能相對(duì)溫和，醫(yī)學(xué)成像技術(shù)常常利用這些標(biāo)記診斷疾病，不會(huì)帶來(lái)大的風(fēng)險(xiǎn)。但是弗里德曼指出，要求運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行這樣的檢查還是可能引起爭(zhēng)議。
在這種情況下，有些科學(xué)家放棄尋找嵌入基因本身，轉(zhuǎn)而在人體內(nèi)搜尋濾過(guò)性病毒傳染的跡象。即便是被弱化的病毒也會(huì)引起溫和但特殊的免疫反應(yīng)，會(huì)在血檢中表現(xiàn)出來(lái)。
這種檢測(cè)方法面對(duì)的最大挑戰(zhàn)是，病毒并非植入基因的唯一手段。“事實(shí)上，可以不使用病毒，直接把裸基因嵌入人體組織內(nèi)，”埃文斯說(shuō)，這種操作只需一個(gè)注射器：“直接嵌入更精確，更難發(fā)現(xiàn)。”
這種粗糙的辦法不會(huì)像注入血流的病毒一樣，把基因擴(kuò)散到人體全身。但是，位于注射點(diǎn)附近的細(xì)胞會(huì)吸納嵌入的基因，足以提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。此外，合成脂肪球也可以把違禁基因運(yùn)送到人體內(nèi)。
為防止違禁者用變換基因“運(yùn)載工具”的手段來(lái)規(guī)避檢測(cè)，科學(xué)家們也探索出了第三種檢測(cè)辦法：蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，即對(duì)人體內(nèi)所有蛋白質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的研究。
人體由組織緊密的蛋白質(zhì)和基因網(wǎng)構(gòu)成，無(wú)論搭乘什么載體，新的基因進(jìn)入人體都會(huì)帶來(lái)很多變化�！安还苣闱度胧裁椿�，嵌在什么地方，都會(huì)有全身反應(yīng)，”弗里德曼說(shuō)：“這可以作為檢測(cè)依據(jù)�！�
因此，痛苦的活檢可能并不必要，有血、尿、頭發(fā)甚至汗水等樣本已經(jīng)足夠。嵌入基因后，人體蛋白質(zhì)活動(dòng)會(huì)出現(xiàn)普遍變化，使用新興的基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)工具，科學(xué)家們可以同時(shí)檢測(cè)到數(shù)千基因或蛋白質(zhì)的活動(dòng)水平。弗里德曼將IGF-1基因注射到一種肌肉細(xì)胞內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有數(shù)百基因的活動(dòng)水平發(fā)生變化，包括制造膽固醇、類固醇和脂肪酸的基因。而簡(jiǎn)單的血檢就可以發(fā)現(xiàn)這些變化。
至于專家們是否為北京奧運(yùn)會(huì)做好了準(zhǔn)備，世界反興奮劑機(jī)構(gòu)沒(méi)有給出任何暗示，以免基因興奮劑使用者想出逃避檢測(cè)的辦法。即使檢測(cè)手段確實(shí)落后于奧運(yùn)會(huì)的發(fā)展，違禁者也要三思。弗里德曼指出：“我們會(huì)把運(yùn)動(dòng)員的血樣和尿樣都保存起來(lái)，再過(guò)幾個(gè)月或幾年之后，我們還可能利用最新檢測(cè)手段再次進(jìn)行檢測(cè)。”
人們之所以這樣做，就是因?yàn)橛行⿻r(shí)候，基因改造的危險(xiǎn)也無(wú)法阻止一些人鋌而走險(xiǎn)。
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