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“基因興奮劑”檢測方法，助力里里約奧運(yùn)會檢測工作

[2016/8/11]

    這些天，相信大家的朋友圈都被正在進(jìn)行的里約奧運(yùn)會刷屏了。當(dāng)我們一邊在享受這一體育界饕餮盛宴時，一邊為俄羅斯代表隊近1/3隊員被“興奮劑”斬于馬下而震驚，為澳洲游泳運(yùn)動員霍頓惡意攻擊孫楊“興奮劑選手”而叫屈，“興奮劑”似乎再次成為熱點(diǎn)話題。事實上，這屆奧運(yùn)會上，首次采取了反“基因興奮劑”的基因檢測方法。

　　

　　近年來，除了傳統(tǒng)的藥物或者物理療法的興奮劑，采用植入外源DNA的“基因興奮劑”也引起了越來越多人的關(guān)注和國際奧委會的重視。

　　

　　2003年，國際奧委會（IOC）和世界反興奮劑機(jī)構(gòu)（WADA）頒布的禁用興奮劑清單，首次將“基因興奮劑”列入其中。禁用清單對“基因興奮劑”做了如下定義，即：非治療目的使用以提高運(yùn)動能力的基因、遺傳構(gòu)件、細(xì)胞。

　　

　　面對采用遺傳物質(zhì)制作而成的這種“新型興奮劑”，科學(xué)界一直在從事相關(guān)研究，并提出應(yīng)對之道。今年，科學(xué)家們首次采取了一種基因測試，以檢測為提高運(yùn)動員耐力和性能而非法注射的EPO基因，成為了首個反“基因興奮劑”作弊的基因檢測方法。

　　

　　興起

　　

　　進(jìn)入21世紀(jì)，基因工程技術(shù)的迅速發(fā)展并且廣泛應(yīng)用于與生命現(xiàn)象有關(guān)的各學(xué)科中。

　　

　　美國生物技術(shù)公司BioViva的CEOElizabethParrish就曾以身試法，她向自己的身體里注入了兩種還在試驗階段的基因療法，其中一種具有阻斷肌肉組織分解的作用。換句話說，通過該技術(shù)，即使你平時從不鍛煉，你可以讓你的肌肉保持強(qiáng)壯或者是生長得更快。

　　

　　在運(yùn)動生物科學(xué)領(lǐng)域，基因技術(shù)在運(yùn)動員身體機(jī)能評定、運(yùn)動營養(yǎng)等方面也嶄露頭角。如利用基因、遺傳物質(zhì)或細(xì)胞等非治療性的“基因治療”技術(shù)，將提高運(yùn)動能力的基因?qū)脒\(yùn)動員的靶向細(xì)胞中，以不正當(dāng)提高運(yùn)動成績的目的。這種行為也常常被稱作使用了“基因興奮劑”（genedoping）。

　　

　　該方法除了將某種目的基因轉(zhuǎn)入人體細(xì)胞內(nèi)，也可以利用某些藥物或物理等手段調(diào)節(jié)某些基因的表達(dá)。

　　

　　挑戰(zhàn)

　　

　　與傳統(tǒng)的興奮劑藥物和方法相比，“基因興奮劑”或僅存在于肌肉中，且與天然產(chǎn)物完全一樣，無法通過現(xiàn)有的檢測手段檢測到，具有很高的隱蔽性。因此，從傳統(tǒng)的注入體外重組蛋白到如今“基因興奮劑”的出現(xiàn)，給興奮劑檢測工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

　　

　　2011年，一項匿名調(diào)查顯示：有超過1/3的運(yùn)動使用興奮劑，但被檢測出來的比例不到2%，其中使用“基因興奮劑”被檢測的概率更低。

　　

　　更為糟糕的是，雖然基因編輯只是在近3年變得異常火爆，但其最早的研究可以追溯到幾十年前。因此在基因編輯的“黑市”中，一些黑客已經(jīng)先進(jìn)于法律規(guī)定，流氓的運(yùn)動員和科學(xué)家沆瀣一氣，采用該種技術(shù)達(dá)到非正常目的。

　　

　　按照全球各國的法律：到目前為止，由于不能排除使人類或動物患上癌癥等其他致命性疾病的可能，基因編輯主要是實驗性的，只用于研究人類一些罕見病和嚴(yán)重疾病的治療。

　　

　　對策

　　

　　根據(jù)國際奧委會發(fā)布的通告，今年尚未發(fā)現(xiàn)“基因興奮劑”在奧運(yùn)會上出現(xiàn)。不過，反“基因興奮劑”的基因檢測方法，在如此重大的賽事首次正式“亮相”，從科學(xué)研究的角度，仍是明顯進(jìn)步。

　　

　　澳大利亞國家計量院（Australia’sNationalMeasurementInstitute）的分子生物學(xué)家AnnaBaoutina發(fā)現(xiàn)：人體內(nèi)源性的能夠編碼EPO的基因含有四個內(nèi)含子（內(nèi)含子是一段在基因轉(zhuǎn)錄后，從信使RNA中被剪切掉的序列，即在進(jìn)化過程中喪失功能的基因部分），而在基因治療中人工合成的EPODNA序列中則沒有內(nèi)含子。

　　

　　因此檢測者可以從樣品中尋找不帶內(nèi)含子的EPO基因，用來識別出哪些運(yùn)動員是注入了外源的“基因興奮劑”的。

　　

　　由于該技術(shù)已經(jīng)相對成熟，在本屆奧運(yùn)會上，針對EPO的基因檢測首次被派上用途。

　　

　　擔(dān)憂

　　

　　雖然人類在反對“基因興奮劑”上已經(jīng)取得了一小步的勝利，但不容樂觀的是，隨著基因編輯技術(shù)CRISPR的橫空出世，開發(fā)出針對采用CRISPR的“基因興奮劑”的診斷測試，勢必是更加困難和更加昂貴的。

　　

　　這主要是由于：CRISPR僅改變單個DNA堿基，作為一種改變“表觀基因組”（Epigenome）的方式，它僅僅改變基因的活性，而不改變DNA序列。它排出了科學(xué)家對導(dǎo)入外源性基因制造的蛋白對人體造成的潛在隱患。

　　

　　專家認(rèn)為，表觀基因組編輯（Epigenomeediting）在治療疾病上可能比基因組編輯更有用。一旦表觀基因組編輯能夠成為一種治療技術(shù)，那不可避免它或在運(yùn)動員身上濫用。

　　

　　還有人認(rèn)為，之所以有些人能成為卓越的運(yùn)動員，本身就存在天生的遺傳差異性。有研究證實，與普通人相比，卓越的運(yùn)動員存在200多個基因位點(diǎn)的變異。一旦基因編輯被批準(zhǔn)用于人類胚胎編輯，人類或可“訂制”超級嬰兒，屆時運(yùn)動會將成為“超人間的對抗”。

（來源：生物探索）