【科技.未来】基因驱动用于野外 会不会失控?

撰文: 孔祥威
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基因驱动或可以控制传染病,杜绝农业害虫,拯救濒危物种。实际应用上,这项技术又会如何影响生态?考虑到相关的风险,我们不用这项技术又是否对疟疾病人公平呢?

释放野外之后 可控制性成疑

最令人关注的是,基因驱动散播至野外,让某种生物完全灭绝,对生态整体会有何影响?至少,疟蚊并不足以作为任何猎食者的粮食。乌干达病毒研究院(Uganda Virus Research Institute)高级研究主管卡约度(Jonathan Kayondo)说:“至今并无证据足以显示,甘比亚疟蚊在生态中是关键物种。没有物种专门吃它的,所以,我不认为会造成很多人所忧虑的生态系统破坏。”何况,3,500种蚊当中只有少数会传播疾病,而力图在非洲打击疟族的非牟利研究联盟Target Malaria也只是针对三种蚊。

但是,正如我们会有外来物种的问题,基因驱动物种也有可能按同样的原理扩散至目标以外的地区,例如带有雄性后代基因驱动的亚洲鲤(Asian Carp),不小心重新流入亚洲,就可能令原生的亚洲鲤消失。有时动物与近似的品种交配造成基因流动(gene flow),也可让基因驱动影响另一个物种。

正如亚洲鲤能穿越国界作为外来入侵美国品种,释放基因驱动生物又会否以同样道理影响其他地区生态?(视觉中国)

这种担心并非毫无根据。作为这领域的先驱,艾斯维去年11月也与几名同事发表论文,指出现时基因驱动不足以安全使用。他们以数学模型推算释放基因驱动生物后的情况,发现如果没有进一步的防护措施,修改的基因可能会扩散到非外来物种的所在之处,造成生态变化。

因此,是否释放基因驱动到野外,从来都不可能只是某个个别决定。有些人认为非洲新伙伴发展计划(NEPAD)可以担起这个重任,它也获得了开放慈善计划(Open Philanthropy Project)200万美元协助发展基因驱动;Target Malaria也曾向它咨询释放基因驱动疟蚊的可行性。不过,NEPAD要从各成员国取得同意和协调出管理制度,仍需一些工夫。卡约度还提醒:“从来没有管理者处理过这种技术,不止非洲,全球也是。”

NEPAD被视为监理和协作非洲各国使用基因驱动疟蚊的可行组织之一,问题没有人有这方面的经验。(视觉中国)

也难怪基因驱动引起某些团体反对。地球之友(Friends of the Earth)的高级食品及科技运动者佩斯(Dana Perls)就建议:“根本没有一个安全的办法可以在野外试验这种技术。在国际间未有强硬而合理的规管以决定基因驱动可以安全使用之前,我们应该在全球都按下暂停掣。”

社会上的制度和协作有待建立,同时也有科学家从各方面着手解决基因驱动潜在的过量问题。例如加州理工学院(Caltech)分子生物学家布斯希(Bruce Hay)正研发一种“高门槛”基因驱动,但需要一定数量生物才能有效散播;加州大学河滨分校(UC Riverside)分子生物学家艾巴利(Omar Akbari)正研发“分裂基因驱动”(split-gene drive),把驱动所需元素一分为二,在缺乏Cas9蛋白下,基因驱动族群就会自然消亡;艾斯维也正构想“雏菊驱动”(daisy drives),即基因驱动经历几代繁殖后就会停止散播。

用与不用基因驱动 都要负责

基因驱动固然有其潜在问题,但盖茨(Bill Gates)在今年4月中於伦敦举行的疟疾论坛上表示,不应为此停止研究CRISPR基因编辑和基因驱动。他忆起在坦桑尼亚医院看到一名感染脑部疟疾而痉挛的小童:“以世界现时的科学水平和财力,那应该是侮辱。我们真的不应该接受这种疫症仍然持续。”

盖茨(Bill Gates)大力支持发展基因驱动打击虐疾。(视觉中国)

美国科学记者卡恩(Jennifer Kahn)则在TED的演讲上鼓励人们勇敢面对新科技:“要继续向前,可以做的只有坦诚讨论利弊,以及为我们的选择负责。我指的不只为选择用基因驱动负责,同时也为选择不用而负责。人类倾向假设最安全的选择是维持现状,但这未必是对的。基因驱动有风险,需要讨论,但疟疾这一刻就存在,每日杀过千人。我们喷洒杀虫剂对付疫症,同时损害两栖类、鸟类等其他物种。我们或因恐惧而不敢行动,但不行动将会更差。”

艾斯维则认为,科学界应谨慎行事,因为他担心基因驱动研究努力毁于一旦:“基因驱动的主要危机是社会性的,不合伦理的闭门研究、过多的担心,或未经批准就释放基因驱动品种,将大大损害公众对科学和政府的信心。”回想1999年,年仅18岁、健康的盖辛格(Jesse Gelsinger)自愿参与宾州大学的基因疗法试验而死。他提醒:“基因疗法因为一宗死亡个案,导致整个领域滞后10年。若基因驱动在大陆之间扩散,情况会恶劣多少?”

强调当地民众参与

另一方面,他认为负责任的不只是科学家,他希望以基因驱动试验“反应科学”(responsive science):强调开放、在实验进行前公布、自由分享数据和研究方法以从科学家和社区得到最好的反馈,以及让受影响的人有最后决定权,选择某计划是否继续进行。他已在麻州的南塔克特岛(Nantucket)和玛莎葡萄园岛(Martha’s Vineyard)展开试验。他和同事提议在岛上释放一种基因改变的老鼠,无法传播莱姆病(Lyme Disease)至寄生于牠们身上的蜱虫,以消灭该疾病。他说两个岛屿都各自任命了委员会监督这个计划:“完全视乎他们决定什么应该进行,我们只提供可行的选项和技术支援。这就是我所谓的反应科学。”

对疟疾肆虐地区的人来说,比起是否理解基因驱动技术,能否消除疫症才是最重要的考虑。(视觉中国)

身处更为前线的Target Malaria团队正小心翼翼在布基纳法索尝试取得当地人同意,释放雄性不育的蚊。如果当地人习惯的话,才真正释放基因驱动疟蚊。但是,这些研究由欧美主导研发,未来却主要在偏远、贫穷、知识水平落后,甚至言语不通的非洲施行,要交由当地人决定,绝对比艾斯维的试验难得多。光是负责任地向当地民众解释何谓基因驱动,已是一大挑战,因为当地语言没有DNA相关辞汇,民众又欠缺疟疾知识,鼓励当地民众参与Target Malaria试验的人类学家柏利(Lea Pare)反映:“很多布基纳法索人误信吃得太油腻或太甜会惹上疟疾。”

实际上,当地人未必有外界那样的顾虑。盖茨说,在1月的高峰会上,非洲联盟(African Union)支持基因驱动研究作为消除疾病行动的一部分:“他们说,为了消除疟疾,值得使用新科技。”负责在非洲宣传基因驱动疟蚊的肯尼亚昆虫学家穆卡巴拿(Richard Mukabana)则表示,当地无数社区都有小童死于疟疾的经历,人们听到疾病有可能消除,都很支持,在他服务的区域从未听过有人反对:“人们根本不理会蚊会不会绝种。”

毕竟,真正身处疫区的是他们,而并不是坐在扶手椅上讨论的我们。

上文节录自第119期《香港01》周报(2018年7月16日)《基因驱动技术:有望根除疟疾》。

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