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人類是動物，這句話和價值判斷無關，只是生物界的事實而已。我們早就知道，從鮭魚到綿羊、從雞到牛，基因編輯在許多動物身上都能發揮效用。因此，我們有充分的理由認為，這項技術在人類身上也能發揮用處。現在已經知道的是，針對實驗室的人類細胞，基因編輯是成功的。接下來就得弄清楚，這項技術到底能不能在人體上發揮作用。

要在人類身上嘗試新技術，通常有一套沿用已久的程序，遵循由技術、醫療和道德倫理專家設下的規定。要遵守規範，要得到允許，要建立監測流程，你得先用細胞進行試驗，然後再把實驗對象換成其他動物，最後，經過多年來一系列謹慎小心、符合邏輯、循序漸進的實驗和重新檢討，你和你的研究團隊才能在真人身上嘗試這項技術。

或者，你可以自己當個「生物駭客」，省略所有程序，直接拿自己來做實驗。沒錯，你真的可以這麼做。因為基因編輯會用到的材料實在太便宜，取得也很容易，所以在家生產分子試劑來進行基因編輯，這件事實在簡單到一種驚人的程度。你真的可以往自己身上注射基因編輯所需的材料，任誰也拿你沒輒。

據我們所知，喬賽亞．柴納是第一個宣稱自己已經這麼做的人。令人開心的是，他果然就像大家心中想像的生物駭客一樣——在車庫經營著剛起步的科技公司，穿著奇特T恤，非常我行我素。柴納的雄心壯志是提升大眾接觸基因編輯的機會，他自己說過：「我想要生活在一個大家喝醉了，不會跑去刺青，而是『我喝醉了，我要去做CRISPR』的世界。」

你可能會覺得，比起讓民眾有更多機會機觸到不良選擇，生活在一個禁止酒醉者進入刺青店的世界會比較好，但這個世界總有各式各樣的意見。

柴納似乎很樂意為自己背書。二○一七年十月，在一場會議上，他朝著自己的手臂注射了基因編輯製劑。這種製劑的設計目的是刺激肌肉生長，其實，他就是透過基因編輯來抑制抑肌素基因，也就是在綿羊和兔子身上已經試驗成功，可以創造出高肌肉含量的方法。

某種程度上，柴納算是跟從了醫學界長久以來的自我實驗傳統。皮耶．居禮為了證明輻射會造成燒傷，把一塊鐳鹽貼在自己的手臂上。巴瑞．馬歇爾認為幽門螺旋桿菌會引發胃潰瘍，為了證明自己的假說，他故意把這種細菌吞下肚，結果證實他是對的，可憐的傢伙。

醫學界的自我實驗史中有個很明顯的特色，那就是實驗的過程經常會導致實驗者受到傷害。通常，這是驅動他們進行自我實驗的其中一項動力。因為在別人身上進行實驗，恐怕永遠得不到道德倫理上的認可，或者，這些實驗者本身的道德感不容許自己這麼做。

動物研究的數據指出，基因編輯是一種安全程序，但這不表示柴納的自我實驗就沒有風險。風險不太可能源於基因編輯本身，而比較可能來自人體對試劑產生的免疫反應，或者因為試劑製備時沒有滅菌而引起感染。

令人高興的是，我們這位自告奮勇的人類實驗者沒有蒙受任何不良影響，但是他的肌肉也沒有變大。那麼，就基因編輯對人體的功效而言，這樣的結果究竟傳達了什麼訊息？

答案很簡單：什麼也沒有。我們並不知道柴納注射自己所用的針筒裡面，究竟裝了什麼東西。雖然沒理由認為裡頭裝的不是基因編輯試劑，但我們完全不知道劑量多寡，不知道試劑的製備過程是否正確，對於會影響實驗成效的其他眾多因素，我們也不清楚。這是很厲害的個人經歷沒錯，但是對一般人來說，目前為止，舉重是增加肌肉量的最佳途徑，而不是注射試劑。

瞄準成功

唯有經過適當試驗，我們才能有絕對的信心認為基因編輯在人體內發揮效用是安全的，可以帶來生理上的改變。在製造、監督、監測、標準化和長期追蹤的層面，這些試驗需要以大量且高規格的方式進行，而且要有足夠的受試者，才能產生有統計意義的資料，讓我們對試驗結果懷抱信心。這需要一筆龐大費用，恐怕起碼要投入幾千萬美元。慈善贊助者不太可能出這筆錢，主要是因為：如果有這麼多錢可以花，想促進人類的健康和福祉，還有其他風險更低，效果更立竿見影的方法可用，馬上想到的就有下水道系統、疫苗、蚊帳和營養補品。那麼，真的能做這件事的就只剩下私人企業了，只有認為投資終會帶來利潤時，私人企業才有可能掏出錢來，而基因編輯最有吸引力的地方，就是可以創造出治療嚴重疾病的新方法。

從開始嘗試，一路到產品註冊，如果得花上幾千萬，甚至幾億美元，你當然希望找個有足夠機會能成功的疾病。這就牽涉到很多關鍵因素，比如說，你能百分之百確定被診斷為罹患相同疾病的病人，都有相同症狀嗎？這會排除思覺失調症等可能有許多不同病況的疾病。你知道病人罹病的確切原因嗎？這排除了第二型糖尿病，因為目前我們還不清楚這種疾病發展的關鍵步驟是什麼。你知道要對遺傳物質做出哪些改變嗎？這又排除了多發性硬化症，因為我們認為這種疾病是許多細微遺傳變異和環境因素交互影響的結果。你能確定進行你腦中構思的特定編輯，可以預防或反轉病理機制嗎？這排除了阿茲海默症，因為就在最近，針對預設的致病關鍵途徑展開藥物試驗，才剛遭遇慘烈失敗，相關公司可能損失了數十億美元。在基因編輯試劑進入最需要它的組織時，你能保證試劑有足夠濃度嗎？這大概排除了帕金森氏症，因為試劑很難進入腦部組織。經過編輯的細胞能在人體內活得夠久，並在理想狀況下把經過編輯的DNA傳給子細胞嗎？如果你想要限制病人接受治療的次數，這一點很重要。面對像老年人肌肉萎縮這樣的狀況，基因編輯可能很難使得上力，因為老年人的肌肉再生能力已經耗盡。

其實，許多常見疾病和讓人衰弱的症狀，在短時間內不太可能成為適合基因編輯處理的對象，因為它們涉及的問題領域實在太有挑戰性了。想到這些問題的複雜程度，我們可能會納悶：有哪一種疾病是符合條件的嗎？就算有，有足夠的病人讓基因編輯成為符合經濟效益的做法嗎？

說了你大概會嚇一跳，這兩個問題的答案都是「有」。這樣說吧，基因編輯發展的起源來自細菌和病毒之間的軍備競賽，而用基因編輯來治療疾病，有部分是源自於人類和寄生蟲的軍備競賽。

更好的血液

對幾乎所有脊椎動物來說，紅血球非常重要。紅血球其中一項重要功能就是把氧氣運送到需要的地方，並在組織中的二氧化碳濃度達到危險程度之前，把二氧化碳運走。氣體分子會和紅血球所含的色素——血紅素（讓血液呈現紅色的色素）——結合。血紅素由四條彼此關聯，共分成兩種型態的蛋白鏈組成。成年人體內的血紅素有兩條α鏈，以及兩條β鏈。紅血球裡面可說是塞滿了血紅素。

鐮形血球貧血症是一種遺傳疾病，病人體內血紅素β鏈的譯碼基因發生突變。這種突變遺傳自雙親，所以病人沒有可以產生這種蛋白質的正常基因。鐮形血球貧血症的病人，血紅素折疊的方式不正確，造成整個紅血球變形，難以穿越最細小的血管，卡在血管裡造成病人極大的疼痛。紅血球輸送氧氣到全身的效率也會因此變差，導致病人呼吸困難。

還有另一類稱為地中海貧血的病症，這種患者體內血紅素α鏈或β鏈的含量低於正常值，導致紅血球變得比較脆弱，壽命也不長，病人則是因為缺乏紅血球而產生貧血症狀，感到呼吸困難和疲累。地中海貧血症患者和鐮形血球貧血症患者一樣，從雙親身上遺傳到突變基因。

這兩種疾病普及程度都相當高。說來驚人，全球約有百分之一．一的夫妻有可能生下患有血紅素疾病的孩子。帶有一個血紅素突變基因複本（帶因者）的人數，遠超過正常遺傳分布狀況下的預期人數。然而，這是一種區域性效應，只發生在世界上某些地區。

一九五○年代初期，在肯亞工作的研究團隊發現，相較於罹患瘧疾風險較低的地區，在瘧疾流行地區更常發現這種血紅素的突變基因。他們進一步證明，比起正常人，帶因者的紅血球更能抵抗瘧疾感染。原本，研究人員只在鐮形血球貧血症中發現這樣的關聯，後來證實地中海貧血症亦是如此，也就是說，在瘧疾普遍發生的地區，帶因者出現的頻率比較高。

帶有兩個血紅素突變基因複本的缺點顯而易見——沒有人想要完整擁有鐮形血球貧血或地中海貧血的症狀——但就遺傳角度而言，擁有一個突變複本是利大於弊的。在相關地理區域，擁有突變複本的優勢讓帶因者得以在族群中維持相當高的比例，因為在對抗瘧原蟲的軍備競賽中，這些帶因者打了勝仗。

就以基因編輯為基礎的療法而言，血紅素疾病有許多特點，使它們成為完美的優先目標。這些疾病的診斷準確性可以達到百分之百，而且我們可以輕易在病人身上找到進行遺傳改變的目標。病人有兩個突變的基因複本，帶因者則是有一個正常的基因複本和一個突變的基因複本，而且帶因者是健康的。因此我們知道，把病人的一個突變複本改變成正常的複本，應該足以讓病人恢復到與帶因者相當的健康程度。雖然健康的紅血球在體內的壽命大約只有一百二十天，但我們應該還是可以透過基因編輯來進行小量的干預措施。這是因為我們可以從骨髓中抽取幹細胞，編輯幹細胞的DNA，再將幹細胞重新植入骨髓中，未來數十年，幹細胞應該可以繼續產生健康的紅血球。

這類疾病的患者數量也夠多，使得這麼做在經濟上合乎效益。雖然血紅素疾病發展於瘧疾肆虐的地區——通常是貧窮地區——但人類會在全球各處移動，即使在醫療基礎建設完備的國家，這些疾病也相當普遍。美國約有十萬人患有典型的鐮形血球貧血症，在歐盟則是十二萬七千人。重點是，對於這類疾病，目前沒有真正有效的療法。

說來有趣，醫界一開始會對這些疾病進行試驗，是因為在某些病人身上看到了不尋常的現象。長久以來，臨床醫生知道有些罹患鐮形血球貧血症或地中海貧血症的病人，病情應該要很嚴重，但他們卻健康得不得了。遺傳分析結果顯示，患者確實從雙親身上遺傳到突變的基因複本，但不知怎麼地，他們就是沒事。

詳盡的遺傳研究發現，這些兩個血紅素基因複本都異常的人之所以沒有發病，是因為他們受到另一種突變的保護。這聽起來可能有點奇怪，「突變」一詞通常帶有負面含意，但事實上，突變就只是DNA序列發生改變。對個體而言，突變可能沒有影響，可能有負面影響，甚或有正面影響。

成人所產生的血紅素叫做成人血紅素，這一點也不奇怪。不過，胎兒在子宮裡發育時，會產生另一種形態的血紅素，名稱保留了高度原創性，就叫做胎兒血紅素。這是因為子宮內的含氧量和外界不同，胎兒和成人產生不同類型的血紅素，確保各自都能以最佳狀態適應環境。胎兒血紅素和成人血紅素也源自不同的譯碼基因。

我們出生後，胎兒血紅素的基因表現量就會回調，成人血紅素的基因表現量則增加。幾個月後，紅血球所含的血紅素全部都是成人血紅素基因的產物。但偶爾，胎兒血紅素基因的控制區發生突變，導致基因無法關閉。擁有這個突變的成人會持續產生胎兒血紅素，幸好，這似乎不會造成任何危害。

本來應該產生鐮形血球貧血症或地中海貧血症症狀，健康狀況卻很良好的人，除了遺傳到會引發病症的成人血紅素基因突變以外，也都遺傳到這個發生在胎兒血紅素基因控制區的突變。他們持續產生胎兒血紅素，保護他們免於遭受最嚴重的病症。

CRISPR Therapeutics 這間基因編輯公司利用了這一項臨床知識。他們的策略是抽取血紅素疾病病人的骨髓，在實驗室裡對DNA進行編輯，使後續的幹細胞擁有這種自然界中偶然一見，具備保護功能的突變，然後再把經過編輯的幹細胞植回病人骨髓中，這些幹細胞產生的紅血球會產生胎兒血紅素，藉此保護病人。

各位可能會問：這間公司為什麼選擇這種做法，而不是去編輯成人血紅素基因發生的致病突變呢？這是因為，無論致病的突變是哪一種，他們傾向採用應該可以適用於任何一位病人的策略。也就是說，他們可以創造一種適用所有病人的基因編輯標準流程，而無須針對每個病人設計試劑和程序。這麼做可以縮減成本，也讓臨床試驗在標準化和結果解讀時更加輕鬆。

在實驗室利用人類細胞或動物模型進行的所有初步工作，前景看起來都相當光明，而且CRISPR Therapeutics公司（以及他們的合作夥伴福泰製藥公司，Vertex Pharmaceuticals）也在二○一七年十二月向監管機構申請，準備在罹患這種疾病的成人身上試驗他們的方法。到歐洲臨床試驗資料庫查詢，可以看到申請已經送出，事實上，這項申請目前已經獲得核准。

在美國，也有公司提出類似申請，情況似乎有所進展。然而，二○一八年五月底，送出申請的公司表示，食品和藥物管理局暫時中止申請進度，並要求他們提供進一步資訊。令人遺憾的是，目前食品和藥物管理局沒有做出任何公開表示，所以我們無法得知他們的擔憂為何。但這樣的狀況並不叫人意外，因為這將會是基因編輯技術首次進行大規模人體試驗，所以有許多未知問題有待處理。

書　名｜《竄改基因：改寫人類未來的CRISPR 和基因編輯》
作　者｜奈莎．卡雷（Nessa Carey）
譯　者｜陸維濃
出版社｜貓頭鷹出版社
出版日期｜ 2022年1月22日

基因編輯將會改變我們的未來，但我們準備好了嗎？躍上焦點的CRISPR
2018年，中國生物學家賀建奎透過基因編輯技術改造了一對雙胞胎的基因，並宣稱這一對雙胞胎未來會對愛滋病具有免疫力。這個事件引起了生物學界和國際社會的軒然大波，其中應用的CRISPR 技術也躍上檯面成為新聞熱議的焦點。2020年，道納和夏本提爾因為發現了CRISPR系統而獲頒諾貝爾化學獎。但到底什麼是CRISPR？基因編輯又會對我們的生活帶來什麼樣的影響？我們是否真的準備好迎接這個改變人類的重要技術？如同2018年轟動一時的基因編輯雙胞胎，像這樣修改會一代一代流傳的基因是可以接受的嗎？誰又能決定哪些應用是可以接受的？《表觀遺傳大革命》作者奈莎‧卡雷將要在這本書中從原理、應用到未來的道德思辨帶我們全面探索基因編輯這個改變我們生活的重要技術。