美国为何放7.5亿基因蚊子?人类基因工程发展的尽头究竟在哪里

美国释放7.5亿不孕不育转基因蚊子,只为减少疾病发生,他们不怕引发新的灾难吗?转基因蚊子又是什么呢?跟随求知君带你走进本期节目——疯狂的基因。

美国为何放7.5亿基因蚊子?人类基因工程发展的尽头究竟在哪里

2020年8月美国佛罗里达州,批准2021到2022年度,在佛罗里达群岛放出7.5亿只转基因雄性埃及伊蚊,期望以此让岛上的蚊子“断子绝孙”,从而减少当地登革热等疾病发病率。这项实验计划一经公布,就遭到数十万美国人民的强烈反对,没人愿意当基因蚊子的“小白鼠”,谁知道它们会不会壮大蚊子的族群,携带更可怕的疾病呢?

据了解这种转基因蚊子是英国Oxitec公司专门培育出来的,这种名为OX513A的不育雄性埃及伊蚊,它们后代的存活率极低,在幼虫时期就会死亡,科学家们希望以此来减少当地蚊子的数量,从而降低疾病的传播率。如果真的能以此消灭蚊子自然是好事一件,但在没有完全实验的情况下,拿生态环境当赌注是否妥当呢?据求知君了解,美国并不是第一个释放这种转基因蚊子的国家,早在2009年,大开曼群岛就放出了330万转基因埃及伊蚊,三个月之后当地蚊子的数量居然减少了80%,而2011年在巴西释放的这种转基因蚊子,则让当地的蚊子数量下降了80~95%,不仅如此马来西亚、巴拿马等地都进行过这种转基因蚊子的实验,连世界卫生组织鼓励他们释放更多的蚊子来阻止疾病的传播。

美国为何放7.5亿基因蚊子?人类基因工程发展的尽头究竟在哪里

而美国此次释放的转基因蚊子,是Oxitec公司研发的二代产品,因为有这10年来的试验成果,联邦环保署才批准他们在美国本土投放这种转基因蚊子,那蚊子都被消灭光了,对人类会有什么影响吗?就目前我们知道的,蚊子的危害是大于其存在价值的,就算蚊子灭绝了对生态系统的影响也不大,但是一个物种灭亡了,必然就有另一个物种兴起,届时它们会不会取代蚊子之前的地位呢?对人类又会造成什么样的影响呢?关于这点我们也只能拭目以待。

基因蚊子的出现,让我们看到人类在基因工程里的巨大进步,自1973年人类发现DNA分子开始至今,人类成功的攻克了多种植物基因,创造出了基因大豆、基因玉米等,与原品种相比产量更高,营养价值更丰富的粮食。不仅如此基因工程在牛奶、啤酒等生产中,也起到画龙点睛的作用,比方说提高牛奶的热稳定性,缩短啤酒的生产时间,然而相比植物,人类更加痴迷对生物基因的改造。1996年全球第一只克隆羊多莉在美国诞生后,全世界都刮起了克隆研究的大风,1997年3月美国、澳大利亚相继克隆出了猴子和牛,1998年7月日本利用成年牛体细胞,克隆出两头牛犊—— “加贺”和“能登”。

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基因技术的飞速发展给人们的生活带来了无限的可能,连中国大熊猫的繁殖顾问陈大元都表示,克隆技术可能可以拯救我们的国宝大熊猫,而且这些基因技术不仅仅针对动物有益处,对人类也是如此。

我们都知道很多重症病患,急需移植匹配的器官才能活下去,根据世卫组织报告显示,全球每年有近11 万例的器官移植记录,而每年在我国就有近30万的患者等待着器官移植,可能获得名额的不足万人。就在2017年,美国eGenesis公司宣布他们运用基因技术,培育出了世界上首批用于器官移植的克隆猪,成功的为全球上百万患者带来了希望,对此很多人也提出了自己的疑问,猪的器官可以用于人体吗?会不会出现排斥反应呢?

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据报道称,猪是国际公认的异种器官移植首选动物,而不同物种之间必然会出现排异反应,但在知悉如何克服排异问题之前,我们必须先了解器官供需失衡的困境。自2010年开始,中国红十字协会开展的人体器官捐献工作已经超过10个年头,我国人体器官捐献数量已位居世界第二,可饶是如此,依然缓解不了供需失衡的矛盾,而异种移植就在这种大环境下走进了医学领域。

那为什么不选择与人类最相似的灵长类进行异种移植呢?其实原因也很简单,灵长类的动物大多为保护动物,且数量稀少,还极有可能把致命的病毒传染给人类,但是猪就不一样了,猪的生理结构、器官大小、代谢都与人类相近,另外它们繁殖率高、生长快,极大缩短了患者的等待时间,所以国际上把猪当成了异种移植的首选。

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根据资料显示,早在 1905年,法国的Princeteau(普林塞托)就做过世界首例异种器官移植手术,他成功的将兔肾植入了肾功能衰竭的儿童体内,但因术后发生排异反应,导致那名儿童肺部感染,16天后还是死亡了。

但是今天eGenesis公司依靠“基因魔剪” CRISPR-Cas9 技术,成功的解决了这些问题,那CRISPR-Cas9 到底是种什么技术呢?我们都知道不同物种之间都存在着差异,而人类也承受不了各种生物自带的病原体,比如果蝠携带的埃博拉病毒,狒狒身上的HIV,理论上来说与人类越接近的生物,他们身上的病原体就更容易感染人类,而异种移植最关键的问题,就是如何解决跨生物之间病原体问题。在目前已知的26种高风险病原体中,猪内源性逆转录病毒(PERV)是最难解决的,这是一种逆转录酶的基因编码,他能整合感染其他物种的基因,所以如何消灭它就成了异种移植急需解决的头号难题。

而CRISPR-Cas9恰恰就是一种可以剪切基因编码的技术,它能一次性的解决猪基因组中的62个PERV片段,而eGenesis公司所做的体外实验,也验证了这种基因技术让病毒的感染率降低了1000倍,大大降低了器官移植时PERV的感染风险,而此次用于器官移植的克隆猪,就是运用CRISPR-Cas9剔除猪卵母细胞中的PERV,再将人类有益基因种入体细胞中,这些体细胞注入卵母细胞后就会形成克隆胚胎。

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接下来就是母猪代孕的时间了,经过4个月左右克隆猪就会出生,加上前期的准备工作,整个克隆猪的完成时间大约需要半年左右,但是和所有克隆产品一样,克隆猪胚胎的存活率也极低,大约只有1%到3%,所以一头母猪体内一般都会放入300枚克隆胚胎,最后可以成功出生的也就3到9只。

为了试验克隆猪器官移植的可行性,目前我国南医大的实验室,已经克隆出了20种不同的克隆猪,而且这些克隆猪的器官在移植到灵长类动物身上后,都有着非常良好的结果。其中有只做了心脏移植的沸沸已经活了900多天了,而一只得了糖尿病的猴子在移植了猪胰岛素后,也已经成功痊愈了。

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然而解决了异种移植的病毒传染只是异种移植的开始,要早日实现异种器官走进临床,还要针对免疫排斥等问题,对猪的基因继续进行改造,增加克隆猪器官的兼容性和功能性。当年克隆羊多莉的下场犹在眼前,因其身患多种疾病仅仅活了6年就离开了这个世界,虽然今天的科技日臻成熟,异种移植也依然是个极大的挑战,CRISPR-Cas9技术让停滞不前的器官移植工程坐上了火箭,但人命毕竟不是实验,还需科学家们经历千万次的打磨和研究,才能将其用于临床之上,造福人群。

美国释放基因蚊子以恶制恶,基因是人类生命的密码,是你我不同又相同的本因,生老病死在从前来说是命由天定,今天基因告诉我们一切都可以变得不同,但是我们也要正视基因的危险性,在研究基因的道路上谨慎前行。

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