本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。
夏季奥运会终于开始了!现在是时候庆祝来自世界各地不同国家的运动员(从冰岛到智利)的非凡才华、坚韧和优雅了。现在也是时候想知道有多少竞争者正在摄入兴奋剂。
当我开始在 20 世纪 80 年代初撰写科学文章时,我们担心运动员是否服用了安非他命或类固醇。小儿科。现在,奥运会官员担心,一些参赛者可能正在通过摆弄他们生物存在的核心——基因组来提高他们的力量、速度和耐力。
自 20 世纪 90 年代末以来,研究人员表明,通过将基因插入小鼠和其他动物体内,他们可以增加动物的肌肉质量,帮助细胞更快地自我修复,并提高携带氧气的红细胞的产量。基因可以直接注射到目标动物的肌肉中,或者通过病毒滑入动物自身的 DNA 中。
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这项研究的先驱之一是宾夕法尼亚大学遗传学家 H. Lee Sweeney,他在 2004 年的《大众科学》 中描述了他的工作。在 20 世纪 90 年代末,他将所谓的 IGF-1(胰岛素样生长因子)插入小鼠体内,将其力量提高了 27%。Sweeney 和其他研究人员希望,这些基因疗法可以使老年人、患有肌肉萎缩症的患者,甚至是在零重力环境中失去肌肉质量的宇航员受益。
自然而然地,运动员们在阅读了关于“施瓦辛格老鼠”的媒体报道后,也对基因疗法产生了兴趣。自从他的工作首次公开以来,运动员们一直恳求 Sweeney 在他们身上测试基因疗法。他总是拒绝他们,但他预测,运动员最终可能会找到愿意对他们进行基因疗法的人,就像他们已经找到了类固醇和其他非法兴奋剂的供应商一样。原则上,基因疗法可以针对特定目标,例如快肌或慢肌细胞,从而使特定的运动员受益,例如,铅球运动员、举重运动员、短跑运动员或跳高运动员。
世界反兴奋剂机构,该机构为奥运会提供关于作弊的建议,担心基因疗法将极难通过传统的血液测试检测出来,因为无论是新基因、其病毒载体还是基因产生的蛋白质都不会在血液或尿液测试中显示出来。检测基因兴奋剂的唯一方法是进行肌肉活检,不用说,许多运动员会抵制这一步骤,因为它需要切除一小块肌肉。
那么,我们应该对今年夏季奥运会的奖牌获得者可能是基因作弊者感到多么担忧呢?不必太担心,因为人类基因疗法总是远未达到其宣传的效果。就在二十年前,支持者还预测基因疗法将很快消除许多疾病,从囊性纤维化到早发性乳腺癌,这些疾病都可以追溯到缺陷基因。一些狂热者甚至预见到基因工程“定制婴儿”的出现,他们长大后会比诺贝尔奖获得者更聪明,比奥运选手更健壮。
不用说,这些情景从未完全实现。是的,中国在 2004 年批准了一种癌症基因疗法,欧洲可能很快就会允许一种使患者无法代谢脂肪的疾病的疗法商业化,根据《自然》杂志最近的一篇报道。但在美国,研究人员进行了 1000 多项基因疗法临床试验,但没有一项获得批准销售。事实上,在美国,研究人员不得不缩小他们的雄心,此前在试验中登记的患者发生了几起广为人知的死亡事件,尤其是 1999 年的 Jesse Gelsinger。
基因疗法可能会引起身体免疫系统的危险反应,而用于将基因引入体内的病毒可能会导致癌症。出于这些原因,美国国立卫生研究院警告说,“该技术仍然存在风险,并且仍在研究中,以确保其安全有效。”
可能有一些想成为奥运选手的人通过尝试未经证实的基因兴奋剂来冒着他们的职业生涯、健康和生命的风险。但我怀疑基因工程会在短期内对奥运会产生重大影响。当它确实产生影响时,那也许应该值得庆祝,因为那将意味着基因疗法终于开始发挥其巨大的潜力。
图片来自 http://joepapp.blogspot.com。
附言:这篇文章改编自最初发表在BBC Knowledge上的专栏文章。