2020 年正式展開的四項生技革命

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科學界發生的革命比其他領域要來的更加激烈、更加有衝擊性。其他技術可以改變、改善人類的生活,生物科技則是可以改變人類一切本質的潛能。即使到了2019 年,我們依然可以看到科學界如火如荼變動著。接下來的內容是計劃進行到2020 年的臨床試驗,並且在生技領域有很大進展的最新新聞。儘管2018 年我們預測了治療遺傳基因的產品在2019 年時會獲得廣範圍的許可,但是大部分的結果都被推延了。或許現在的預測最後也會脫離我們的預料,不過,我們還是必須瞭解目前有什麼技術,以及這些技術離我們有多近。

2020 年正式展開的四項生技革命

基因改造的不孕蚊子誕生

基因驅動(gene drive)是一項可以將改造過的基因快速傳播出去的技術,這項技術會透過基因編輯(gene editing)讓基因改造的生物進行繁衍交配,以徹底改變該生物群體好幾代的基因。因此,基因驅動的這種概念也為許多人帶來了恐懼。

比起基因編輯CRISPR 技術或其他基因編輯工程,基因驅動能帶來更有影響力的結果與嚴重性。可以改造精子、卵子、胚胎的基因編輯技術通常只會給一個家庭、一條基因線帶來影響;基因驅動則有改變整個「種族」的力量,簡單來說它是一小塊基因密碼,幾乎是百分之百可以幫助父母把基因遺傳給子女。基因驅動完全打破了一半基因來自父親、另一半基因來自母親的常識。

2020 年正式展開的四項生技革命

換句話說,只有在必須改變整個種族的基因時,才能考慮是否使用基因驅動工程。雖然這聽起來很像是電影裡有著強大反派的故事,但是科學家們計劃將這項技術應用在傳染病源的蚊子或老鼠等齧齒動物上。其中,蚊子的基因改造實驗已經開始了,如果放出少數幾隻突變體的蚊子,讓牠們負責運送使蚊子不孕的基因驅動的話,那我們就能完全消滅帶來瘧疾、登革熱、茲卡病毒等的所有病媒蚊。

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2018 年聯合國慎重地批准基因驅動技術可以在有條件的地方使用,而現在研究團隊正在非洲布吉納法索進行基因改造蚊子的實驗,這也是基因驅動技術首次的實地實驗。這次實驗只針對帶有瘧疾的瘧蚊(Anopheles),第一階段已釋放出一萬隻以上的雄性蚊子到野生,而科學家們會觀察這些負責搬運基因驅動的蚊子們如何存活與擴散。他們讓帶有可以殺掉雌性蚊子的基因改造蚊子與天然蚊子交配,向天然蚊子傳遞不孕基因,這也是「蚊子」(Mosq)計畫基因驅動工程策略的一部分。駭入基因排序,拯救數百萬人性命的蚊子計畫預計將在2024 年正式啟動。

流感萬靈丹

可能有些人認為流行性感冒只是個很煩人的疾病,但是根據美國疾病管制與預防中心(CDC)的統計,流感是一種每年會奪走數十萬人性命的致命疾病。流感病毒變異速度非常地快,我們幾乎不可能馬上做出有效的疫苗,所以可以說是一種很難對抗的病毒。為此,科學家們動員了所有的人力與資料,致力於研發可以治療所有已知與未知變種的萬能疫苗。然而,就如同它被稱為藥學界的聖杯一樣,開發流感萬能疫苗是一件相當困難的挑戰。

2019 年4 月時,以色列BiondVax 公司開發的首款萬能疫苗進行了三期臨床試驗,這意味著該疫苗已經在少數實驗者身上驗證了安全性與效果,並且進入了以更多人為對象的實驗。這款疫苗的特徵是它不使用死掉的病毒,而是使用組成蛋白質結構的胺基酸序列,藉以刺激人體免疫力系統達到高警戒狀態。

另一方面,美國政府也投入了1 億6,000 萬美元在這類研究上,且已經有幾款候選的萬能疫苗進入了臨床試驗,預計將在2020 年找到新的突破。

人體內的基因編輯技術

基因編輯CRISPR/Cas9 技術在過去幾年間一直是科學界最大的話題,不過其實有一個和它相似卻未能廣泛傳播的技術,那就是人體內的基因編輯技術(In-body Gene Editing)。

2018 年9 月位於加州里奇蒙市的Sangamo Therapeutics 製藥公司為了治療無法分解黏多醣的罕見疾病韓特氏症(Hunter Disease)病人的基因缺陷,設計了基因編輯酵素,並注射進病人體內。韓特氏症是一種因為無法生產IDS 酵素而產生的遺傳病,IDS 酵素負責分解人體內的黏多醣,當無法分解的黏多醣堆積起來時,可能會危害到肺、心臟等器官。這套技術和「抽取」人體的細胞後,重新編輯基因序列,再次「注射」回人體的CAR-T 技術明顯不同。

Sangamo Therapeutics 的技術是將編輯過的基因直接注射進人體內,這種方式比其他基因治療方式更進步。不過,因為現有的基因治療方式都無法精準地將健康基因插入正確地方,所以人們多少會擔心注射的基因可能會傷害到其他重要的基因。目前為止這項技術看起來很安全,但是還需要些時間驗證成效。

如果人體內的基因編輯技術接連成功的話,這意味著我們將有可能只要幾次的注射就能治好致命的遺傳疾病。如果SangamoTherapeutics 公司的臨床試驗出現好的結果,日後人體內的基因編輯技術會加倍受到關注,也能提高治療各種疾病的可能性。

Neuralink和腦機介面

伊隆.馬斯克因為想開發出人類大腦直接連接人工智慧的技術,所以在2016 年建立了新創公司Neuralink。Neuralink 公司正在做的事就像科幻小說裡才會出現的事一樣,他們正在嘗試利用移植到大腦的微小粒子,以物理學的方式連接矽元素硬體(silicon hardware)與網路。馬克斯在最近舉辦的活動上公開了一項還在研發中的技術,這是一項可以利用神經細胞的腦機介面(braincomputer interface,簡稱BCI),以治療疾病或提升能力為目標。

對打造人類與人工智慧共生關係抱有熱情與想像的不只有馬斯克一人。為了治療全球醫院裡的腦麻痺、記憶喪失、神經受損的病人們,研究團隊正在努力開發腦機介面,並自認獲得了成果。再更深入來說,2020 年可能會發展到不需要腦機介面和神經調節器之間的「線」,即不用外部的監控,電子也將能自行在大腦裡運作,而為了降低副作用,只在需要的時候對電子進行刺激即可。或者他們可以允許科學家們不使用光纖,而是用光來控制大腦。這只是根據病人大腦微調神經治療過程的第一步而已,2020 年這個領域將會獲得更多的進展。


2020 年正式展開的四項生技革命


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