基因組編輯的未來(lái)以及如何進(jìn)行調(diào)控
一項(xiàng)名為CRISPR的新技術(shù)正在成為國(guó)際頭條新聞,成為基因工程的巨大飛躍。CRISPR是“聚集有規(guī)律的間隙短回文重復(fù)序列”的首字母縮寫詞,是一種基因組編輯技術(shù),它使科學(xué)家能夠比舊的基因工程方法更快,更容易,更有效地改變DNA。CRISPR對(duì)醫(yī)療保健和農(nóng)業(yè)的進(jìn)步具有廣泛的影響,并已被用于創(chuàng)造旨在幫助減少瘧疾傳播的基因工程蚊子。
在這一重大突破之后,UVA Today要求弗吉尼亞大學(xué)公共政策教授Randall Lutter解釋這項(xiàng)新技術(shù)的影響。Lutter現(xiàn)任UVA弗蘭克巴滕領(lǐng)導(dǎo)與公共政策學(xué)院的教員,曾任食品藥品監(jiān)督管理局政策副專員,負(fù)責(zé)管理轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。下面,他討論了基因組編輯的未來(lái)和最近的FDA更新以解決它。
問(wèn):基因組編輯與創(chuàng)建轉(zhuǎn)基因生物或轉(zhuǎn)基因生物的舊方法有何不同?
A.使用CRISPR等基因組編輯技術(shù),科學(xué)家可以在所需位置切割細(xì)胞基因組,以便移除現(xiàn)有基因或添加新基因。較老的技術(shù)因需要從不同物種引入遺傳物質(zhì)而不同,因此有時(shí)被稱為“轉(zhuǎn)基因”。
到目前為止,已經(jīng)證明精確編輯成功地創(chuàng)造了具有多種所需特性的生物,即使沒(méi)有從不同物種引入遺傳物質(zhì)也是如此。原則上,這種基因組編輯的結(jié)果可以自然地發(fā)生。
與舊技術(shù)不同,CRISPR也可用于影響遺傳性狀,即使在野生種群中也是如此。通過(guò)使用稱為“基因驅(qū)動(dòng)”的遺傳系統(tǒng),可以進(jìn)行編輯,該編輯將以一種方式創(chuàng)建具有新特征的生物體,其也以非常高的概率發(fā)生在該生物體的后代中。即使其他“野性”父母缺乏新特征,也會(huì)發(fā)生這種情況。因此,預(yù)計(jì)新特性將在整個(gè)野生種群中傳播 - 這一發(fā)展具有特殊意義。
問(wèn):FDA如何權(quán)衡此類技術(shù)可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)?
A.權(quán)衡風(fēng)險(xiǎn)和收益需要針對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行特定評(píng)估,但FDA的監(jiān)管決策側(cè)重于較為狹窄的問(wèn)題。
例如,當(dāng)2015年FDA批準(zhǔn)AquaBounty的基因工程AquaAdvantage Salmon時(shí),它發(fā)現(xiàn)AquaAdvantage Salmon的食物與非基因工程的大西洋鮭一樣安全和營(yíng)養(yǎng),而且對(duì)鮭魚也是安全的。它還研究了AquaBounty提出的對(duì)鮭魚的要求 - 它將比傳統(tǒng)鮭魚生長(zhǎng)得更快,這對(duì)養(yǎng)殖漁民來(lái)說(shuō)是一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì) - 并且發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造這種特性的重組DNA構(gòu)建體確實(shí)有效地促成了AquaBounty聲稱的更快的生長(zhǎng)。最后,它評(píng)估了對(duì)美國(guó)環(huán)境的潛在不利影響。在AquaBounty的營(yíng)銷和征求公眾意見(jiàn)的申請(qǐng)中檢查了多種形式的物理和生物遏制,并咨詢其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu),
目前的監(jiān)管體系帶來(lái)的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是,它可能過(guò)于緩慢地批準(zhǔn)新產(chǎn)品。美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)AquaBounty Salmon是在向該機(jī)構(gòu)提交初始文件后約20年。由英國(guó)公司Oxitec生產(chǎn)的一種基因工程蚊子,用于控制埃及伊蚊,一種攜帶登革熱和寨卡病毒的蚊子,已被批準(zhǔn)僅用于美國(guó)的田間試驗(yàn),盡管常規(guī)針對(duì)登革熱和寨卡病的措施似乎不足。
批準(zhǔn)延遲意味著繼續(xù)使用較舊且可能不太安全的產(chǎn)品,并大幅減少對(duì)研發(fā)資金的激勵(lì)。
問(wèn):通過(guò)基因組編輯,過(guò)度使用抗生素是否存在類似的風(fēng)險(xiǎn) - 它可能會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的病原體或害蟲的產(chǎn)生?
A.一些現(xiàn)有的基因工程作物,采用較老的轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā),能夠耐受除草劑,有證據(jù)表明在這些作物上使用除草劑已導(dǎo)致超級(jí)雜草。
如果用于生產(chǎn)耐受農(nóng)藥的作物,基因組編輯將無(wú)法解決這些問(wèn)題,這可能被視為在很大程度上是由于農(nóng)藥的不當(dāng)使用造成的。
問(wèn):FDA對(duì)生物技術(shù)監(jiān)管協(xié)調(diào)框架的更新有哪些基本原則?
A. 1月初,F(xiàn)DA發(fā)布了三份擬議的指導(dǎo)文件。他們將擴(kuò)展指南,涵蓋動(dòng)物中的所有基因組編輯技術(shù),包括CRISPR; 擴(kuò)大對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的自愿咨詢,包括作物的基因組編輯技術(shù); 并將用于害蟲防治的蚊子的規(guī)定委托給EPA的農(nóng)藥計(jì)劃。FDA還征求關(guān)于低風(fēng)險(xiǎn)基因組編輯應(yīng)用的[公開]評(píng)論。
就具體的遺傳改變的蚊子而言,F(xiàn)DA將管制基因工程蚊子 - 包括基因組編輯的蚊子 - 用于減少人類疾病的市場(chǎng)。然而,如果蚊子作為農(nóng)藥銷售 - 減少野生型蚊子的數(shù)量,而不是疾病 - 那么美國(guó)環(huán)保署將根據(jù)聯(lián)邦殺蟲劑,殺真菌劑和滅鼠劑法案擁有監(jiān)管權(quán)。
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