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周琪:服務臨床 基因編輯還需邁過技術和倫理關

2019-10-18 科技日報 畢文婷 翟玉梅
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  基因編輯技術的內核究竟是什么,人們為何對其如此著迷,是什么制約著基因編輯技術與成果向臨床應用的轉化?就此,記者與中國科學院院士、動物研究所所長周琪進行了獨家對話。

  理論突破和應用創新的重要領域

  記者:基因編輯技術受到的關注程度可以說是非常的高,就您的了解,發達國家對基因編輯技術的發展采取了什么樣的態度?

  周琪:基因編輯技術,通俗來講,就是通過基因編輯工具來精準地改變基因組序列。我們都知道,DNA是雙鏈結構,基因編輯工具就像一把剪刀,可以準確的在鏈上的某一個位點去插入、刪除、修改目標基因,是一種具有非常廣闊應用前景的顛覆性技術,但其在應用發展過程中所產生的潛在風險也引發了不少爭議和討論。

  美國和歐洲部分發達國家在基因編輯領域一直處于領先地位,尤其是在源頭技術的開發方面。他們的政府、科技界和企業界都高度關注并大力投入基因編輯的研究與應用,視之為驅動重大理論突破和應用創新的重要領域。

  在技術上,研究主要集中在開發新的基因編輯工具、提高基因編輯效率、減少脫靶效應、減少基因編輯工具免疫原性等方面。在應用層面,主要集中在重大疾病的體細胞基因治療,比如2016年,美國食品藥品監督管理局(FDA)首次批準了Sangamo公司基于鋅指核糖核酸酶(ZFN)的基因編輯療法用于治療MPS I和血友病B;2018年12月,美國FDA首次批準了Editas Medicine公司基于CRISPR基因編輯EDIT-101藥物的新藥臨床試驗(IND)申請,用于治療Leber先天性黑蒙10型(LCA10),這是世界上第一例獲得FDA批準并開展臨床試驗的CRISPR藥物。

  在基因編輯的倫理規范方面,美國科學院、英國皇家學會和中國科學院等機構聯合于2015年12月在華盛頓召開人類基因編輯峰會。科學共同體對基因編輯技術的相關應用達成基本共識,即現階段嚴格禁止人類生殖系基因編輯的臨床應用,同時鼓勵基因編輯的基礎研究和在成體細胞層面的基因治療。2017年2月,美國在設置了諸多前提的情況下,對基因編輯應用于人類生殖細胞的研究謹慎放開。美國國家科學院與美國國家醫學院下屬的人類基因編輯委員會發布了一份長達261頁的報告《人類基因編輯:科學、倫理以及監管》。報告顯示在嚴格的監管和風險評估下,基因編輯技術可用于對人類卵子、精子或胚胎的編輯,但僅限于父母雙方均患有嚴重遺傳疾病、想要健康的孩子卻別無選擇時。

  記者:對于普通人,更關注的可能是基因編輯對生活的影響,能否具體談談基因編輯將驅動哪些潛在的應用創新?

  周琪:作為一項重要的平臺技術,基因編輯的應用前景其實是非常廣泛的,比如,基因編輯技術就是基因治療的關鍵核心技術。基因突變導致的許多重大遺傳疾病,如果通過基因編輯在基因水平上進行錯誤DNA序列的矯正,有望得到治愈。目前,科學家們針對高血氨癥、血友病、地中海貧血、先天性黑蒙、杜氏肌營養不良等許多遺傳性疾病在動物模型中成功進行了基因編輯介導的基因治療,能夠有效改善病癥。

  在農業育種方面,基因編輯技術可以更精確有效地實現農作物和家禽家畜的經濟性狀改良,提高農作物和家禽家畜對病毒感染的抵抗力,從而大力推動新品種的開發。在基礎研究、工業生產與生物安全等領域,基因編輯技術也有廣泛應用。

  臨床應用面對諸多技術挑戰

  記者:美國科學家近期宣布首次通過基因編輯技術消滅了活體老鼠體內的艾滋病病毒,引發了關注。您認為,這樣的研究成果能否加快在人體的應用速度,我國在這方面的研究有什么進展?

  周琪:美國科學家在《自然·通訊》上報道了在感染HIV的人源化小鼠模型中實現HIV病毒的徹底清除,該研究的創新之處在于,將傳統的抗逆轉錄病毒療法(ART)和基因編輯技術相結合,從而獲得意料之外的療效。此類嘗試能夠加快基因編輯技術的臨床應用。

  我國在國家重點研發計劃等科技專項中都布局了基因編輯在疾病治療中的研究和應用項目,不過在已報道的基因編輯臨床應用中,仍以研究者發起的臨床研究居多,在以藥物申報為目的的臨床試驗比例上較少,因此仍需加強,這對基因治療產業的發展至關重要。

  記者:人們期待著基因編輯技術最終應用于疾病治療,目前實現臨床應用的最大瓶頸是什么?

  周琪:目前基因編輯的臨床轉化已經在β-地中海貧血癥等少數領域進行了試驗,但基因編輯療法本身還存在很大的技術挑戰。

  首先,是如何減少基因編輯的脫靶效應從而防止其引發的基因組非靶向突變風險。其次,是如何提高載體遞送系統的效率和安全性。目前,腺相關病毒(AAV)載體在臨床使用中較為廣泛,因為它具有較低的免疫原性,使其在肝臟中可以擁有相對高的感染效率,可以提高遞送系統的效率,但是它在其他器官的感染能力仍然有待提高。同時,目前的AAV容量太小,攜帶基因編輯工具進入人體細胞的效率受限,所以,我們還需要更好的遞送工具或者開發更小更高效的基因編輯工具。

  基因編輯倫理建設需高度重視

  記者:您在3年前就提出過,中國基因編輯技術還需要加強布局,您覺得我國應在哪些方面著力?

  周琪:在基因編輯技術的研究和應用方面,我國政府和業界的重視程度越來越高,也取得了許多重要的進展,為我國基因編輯研究與應用的進一步發展奠定了非常堅實的基礎。

  當然,我們仍然需要凝聚優勢力量,重點針對基因編輯技術的原始創新、基因編輯技術在重大疾病治療中的研究和應用,以及基因編輯動植物資源平臺的建立等目標,全面提升我國基因編輯技術的研發能力,加速推動基因編輯技術在轉化醫學和工農業生產中的應用,加快科研成果的應用和相關產業的發展。

  記者:除了您剛說的在技術方面所做出的探索外,我國在基因編輯倫理建設上還取得了什么突破?

  周琪:在倫理建設方面,我國也出臺了相關的文件,比如2016年《涉及人的生物醫學研究倫理審查辦法》、2018年《醫療技術臨床應用管理辦法》等文件,明確禁止將基因編輯的人胚胎用于移植和產生下一代;同時允許開展研究性質的人胚胎基因編輯,但必須符合“14天”準則,即進行人胚胎干細胞研究時,利用體外受精、體細胞核移植、單性復制技術或遺傳修飾獲得的囊胚,其體外培養期限自受精或核移植開始不得超過14天。另外,還要進行必要的倫理審查并遵守科研誠信、知情同意、風險控制、保護隱私等原則。這些原則也是目前的國際共識。

  但是相比發達國家,我國基因編輯倫理體系建設仍然比較滯后,我們仍然需要高度重視和加大力量完善立法和構建監管體系。

  記者:怎么理解您說的高度重視基因編輯倫理體系建設以及完善相關監管體系?

  周琪:在監管和倫理道德建設上,至少還需要加強四個方面的管理。

  目前我國與人胚胎基因編輯相關的法律規定是分散于多個部門規章和規范性文件中,各監管部門職能重疊,而國際上的技術發達國家則是以專門的法律加以規定。因此,首先需針對基因編輯領域制定專門的法律法規,明確監管部門之間職能界限,以保障法律監管的切實有效。

  還需要適當提高在基因編輯領域違反法律法規的懲罰力度。當前的一些部門規章或規范性文件未規定懲罰性措施,或懲罰力度遠遠不夠,在一定程度上削弱了規制監管的效果。反觀國外立法,若出現以生殖為目的而人為改變人生殖細胞遺傳信息的行為,在德國將面臨最高5年的監禁或者罰款,在法國可能處以30年監禁并處750萬歐元罰金。

  其次,要設立國家級統一的倫理委員會,或者多個區域性的倫理委員會,對于類似具有倫理突破性的研究及臨床應用加強審查。

  另外,在生命科學領域、醫學領域建議充分發揮科學共同體的自治作用,通過科學共同體制定倫理準則以及違反倫理原則的懲處措施,以約束科研人員和醫療人員的相關行為。同時,政府監管機構還應當與科學共同體協作,定期提供法律法規、倫理培訓,提高研究人員的自律意識。

  (原載于《前沿科學》2019年第3期,內容有刪節)

打印 責任編輯:侯茜
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