基因技術:福兮禍兮?
監管如何做到既不妨礙技術創新、又能確保安全?
文/瞭望智庫助理研究員 云賀
隨著生物技術的成熟普及,如今的基因學已經不再是一門科研高墻內的學科,諸如基因編輯等技術正逐步走向大眾市場,在農業養殖、健康衛生等領域得到廣泛應用,潛移默化地改變著人類日常生活的諸多方面。
然而,基因學領域取得重大突破以及基因產業高地的快速形成,已經引起各國高度重視。這是因為一部分特定的基因序列在經過技術編輯合成后,或將被惡意利用,甚至導致“生化危機”般的災難性后果。
今年3月,蘭德公司發布了名為《評估基因序列數據庫的需求與應用》的報告,集結了包括美國國土安全部等政府部門、科研院所以及生物合成企業對于基因產業未來的看法。
特別是圍繞這一技術對人類社會發展帶來的潛在風險,報告探討了如何在鼓勵產業創新和保證社會安全之間做好平衡,并通過國際合作,建立一個統一的“特殊基因序列數據庫”的可能性。
基因學變“真金白銀”
在過去十年間,由生物基因技術進步帶來的經濟效益正在以不可思議的速度在全球范圍內增長?;驕y序、合成技術等一大批前沿生物技術正在諸多領域轉化為與人類社會生活密切相關的“真金白銀”:從人類疾病的新療法,到應對農作物害蟲的抗藥性,再到合成肉制品,等等。
更重要的是,基因學的應用門檻正在降低。比如,以CRISPR-Cas9為典型代表的許多新興技術,就可以利用很少的資源和專業知識,完成復雜的生物合成工作。
這樣一來,越來越多的公益機構或營利性企業都可以在現有技術條件下進行產品創新,從而助力公共衛生、動植物保護、農業增產等多領域的突破進展,甚至形成利潤豐厚的產業高地。
比如,現在一個如U盤大小的便攜式DNA測序儀,不僅可以在醫院檢測抗病性的新菌株,在南極冰谷探索微生物的多樣性,還能夠在食品供應鏈條中鑒別傳染性病原體。
在2015年,倫敦帝國理工學院公共衛生專業的喬安娜?伯茲博士,就曾利用一臺便攜式基因測序儀成功檢測出耳道假絲酵母菌——一種多重耐藥的“超級病菌”——是造成倫敦一家醫院病患大規模感染的源頭。
此外,基因編輯技術還可以廣泛應用于食品產業,比如:消除蘑菇中不必要的褐色、根除糧食作物中容易出現疾病的基因、提高肉類的“瘦肉率”等等。
避免“生化危機”
然而,蘭德公司的研究員們認為,在這個基因學的黃金時代,同時還存在著由于技術快速擴散帶來的巨大安全風險,甚至有可能為全球“生化危機”的上演埋下伏筆。
特別值得注意的,是諸如CRISPR一樣的“基因剪刀”技術,可以將本來無害的基因序列進行修改。
借助這種方法,諸如天花等已被消滅的疾病有可能借機“復活”;芬太尼等藥物甚至化學武器也能被合成制造出來。而這些對于公眾健康和國家安全來說,都是巨大的威脅。
去年12月,美國斯坦福大學國際安全與合作中心曾發布了長達110頁的《編輯生物安全:監管基因編輯的需求與戰略》報告。報告認為,過去十年間,基因編輯領域出現的一系列突破性進展實際上暗藏著不可估量的安全風險。
例如,早在2002年,美國紐約州立大學的科學家們就利用郵購的基因組序列信息,首次在試管中合成出了小兒麻痹癥病毒。
這一成果立即在業界引發爭議:一方面,這無疑給潛在的恐怖分子“提了個醒”:在無須獲得致命病毒的基礎上,就可以輕松制造出生物恐怖制劑;但另一方面,在科學領域,這一技術卻也可以為研制新型疫苗提供幫助。
蘭德公司在《評估基因序列數據庫的需求與應用》中的看法與斯坦福大學的意見一致,即基因工程學的“雙刃劍”作用,正在以不可思議的速度席卷全球。但是到目前為止,各國的監管體系似乎還沒能找到一個既不妨礙技術創新、又能確保安全的完美平衡點。
國際合作的必要性
美國疾病控制和預防中心和美國農業部動植物檢疫局在多年前就曾經整理出一份有潛在威脅的病原體和生物毒素名單,即所謂的“布薩特”清單(英文簡稱為BSAT) ,作為美國“生物國防”計劃的重要組成部分,便于各機構部門加強相關管制。
在美國,DNA供應商們在接到客戶訂單后的第一步,就是將訂單與“布薩特”清單以及國際管制的病原體和毒素數據庫進行比較,以確定基因序列是否存在安全風險。
但是現在來看,這份名單顯然是不夠的。如今的基因工程技術可以輕而易舉地利用那些無害的、自然生成的病原體,創造出全新的病毒。
具體來說,在科學界,一些特定的基因序列又被稱為“受關注的序列”(英文為sequences of interest,簡稱SOIs),這是因為它們更容易被用來制造破壞性活動。
在美國,包括國際基因合成聯盟(IGSC)、巴特爾(Battelle)研究中心、加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室,以及美國國土安全部,都已經開始著手建立自己的“SOIs”數據庫。
在《評估基因序列數據庫的需求與應用》中,蘭德公司認為,為了防止未來基因技術“步入歧途”、被有心人濫用或惡意利用,各相關方有必要攜起手來,建立一個 “SOIs”基因數據庫。
但同時,鑒于這項數據庫建設工程耗時耗資,各自為戰顯然不是上策。特別是出于國家安全考慮,這項工程更是迫在眉睫。那么,接下來的第二個問題就是:誰來牽頭建立這個統一的數據庫?
對此,蘭德公司認為,在籌建數據庫的過程中,需要引入包括安全部門、科研院所、代表企業等多方利益相關者。一是有助于清晰界定所謂“有害序列”的范圍;二是可以整合如今分散在各個主體手中的數據庫資源。
在這一過程中,報告特別強調了全球協作、同步推進的重要性。這是因為如果一個國家或地區的監管標準過嚴,那么在商業利益的推動下,基因產業勢必會向那些監管寬松的地區轉移,甚至形成“DNA黑市”。然而,市場可以轉移,“生化危機”帶來的影響卻往往是全球性的。
責任編輯:陳永樂
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