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基因破壞：基因編輯出了差錯

基因編輯工具可能會產生意想不到的後果，從而導致健康問題。

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量子運行遠見
2023 年 3 月 2 日

洞察總結

基因破壞，也稱為基因污染或脫靶效應，是基因組編輯的潛在副作用，已引起廣泛關注。當編輯過程無意中修改了其他基因時，就會發生這種異常，從而導致生物體發生意外和潛在有害的變化。

基因破壞背景

成簇的規則間隔短回文重複序列 (CRISPR) 是負責破壞外來 DNA 的細菌防禦系統的一部分。研究人員將其用於編輯 DNA 以改善食物供應和野生動物保護。更重要的是，基因編輯可能成為治療人類疾病的一種有前途的方法。該技術已在動物試驗中取得成功，並正在針對多種人類疾病（包括 β-地中海貧血和鐮狀細胞性貧血）的臨床試驗中進行探索。這些試驗涉及從患者身上獲取產生紅細胞的造血幹細胞，在實驗室中對其進行編輯以糾正突變，然後將經過修飾的細胞重新引入同一患者體內。希望通過修復幹細胞，它們產生的細胞將是健康的，從而治癒疾病。

然而，計劃外的基因改變發現，使用該工具可能會導致諸如刪除或 DNA 片段遠離目標位點的移動等扭曲，從而可能導致多種疾病。脫靶率估計在 XNUMX% 到 XNUMX% 之間。可能性相當大，尤其是在針對數十億細胞的基因治療中使用 CRISPR 時。一些研究人員認為，這種危險被誇大了，因為目前還沒有動物在使用 CRISPR 進行基因編輯後會患上癌症。此外，該工具已在多個實驗中成功部署，因此尚未建立結論性的科學敘述。

破壞性影響

從事 CRISPR 治療的初創公司可能會因忽視異常情況和未事先報告潛在危險而面臨強烈反對。隨著潛在風險的增加，可以預期會有更多的努力來研究使用 CRISPR 的可能影響。如果更多關於基因破壞的論文曝光，細胞癌變的可能性可能會阻止某些領域正在進行的進展。此外，在設計基因編輯工具時，對更強大的安全協議和更長的時間表的需求可能會加劇。

基因破壞的另一個潛在後果是出現所謂的“超級害蟲”。 2019 年，發表在《自然》雜誌上的一項研究表明，對蚊子進行基因改造以減少黃熱病、登革熱、基孔肯雅熱和寨卡熱的傳播的嘗試無意中導致了一種具有更高遺傳多樣性和能力的蚊子的出現在修改存在的情況下生存。這種現象增加了一種可能性，即通過基因編輯來控制害蟲的嘗試可能會適得其反，從而導致出現更具彈性和更難控制的菌株。

基因破壞也有可能破壞生態系統和生物多樣性。例如，將轉基因生物釋放到環境中可能會導致改性基因意外轉移到野生種群中，從而可能改變物種的自然基因構成。這種發展可能會對生態系統的平衡和某些物種的生存產生意想不到的後果。