第一章 緒論
第二節 基因編輯與倫理醫學探討
1.基因編輯技術的發展
起初的基因編輯包含:ZFN (鋅指核酸酶)、TALEN(轉錄啟動因數效應核酸酶)、 CRISPER-Cas9。
CRISPER-Cas9 為一個使用細菌的修改 DNA 序列,在目標點進行切割改變 DNA,這樣的基 因技術應用非常廣泛。包含使家畜產生新的免疫抵抗能力、讓肉質更優良可口、去除食物中的 過敏原、增加特定營養、增加攝取能力與減少抗生素抗藥性、降低帶原病媒的傳播力、降低人 類感染病菌機率(Thomas Gaj et al., 2013)1。
基因編輯在應用到人類遺傳物質上,主要分為體細胞與種細胞的基因編輯兩部分:
體細胞:運用體內或體外的編輯,對於單點引起疾病的組織或基因片段,直接將受影響的 基因DNA 進行修改,使疾病等可以治療、治癒或更正後之基因不再遺傳給後代子孫。
種細胞:精子、卵子及胚胎的基因編輯,會直接修改物種發展前的基因形式,因此能保護 下一代免受遺傳性疾病的傷害(也有俗稱設計嬰兒)。
基因編輯手術雖然是遺傳性疾病和預防嚴重疾病的有效工具,但這樣的DNS 編輯嬰兒卻把 人類的先天遺傳推翻。甚至有人提出透過基因編輯可以設計出智慧高、體態好、永遠不會生病 的人類嬰兒。這樣的人工編輯優生學,似乎打破了原本多樣化、人類自然發展的物種樣貌。而 且基因編輯除了顯而易見的優點之外,是否仍可能造成未知的副作用?而任意編輯後代的遺傳基 因,在法律上是否可能成立未經後代允許,任意變更或影響後代本應有的先天基因與生活?是否 可能造成利益衝突或其他疾病的衍生?
1 Thomas Gaj , Charles A. , Gersbach Carlos F. Barbas III,2013.05.09, ZFN, TALEN and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering Trends Biotechnol. 2013 Jul; 31(7): 397-405
2.基因編輯的倫理界線
美國的國立衛生研究院(NIH)主任 Francis S. Collins,在 2015 年發表「關於資助基因編輯技 術應用於人類胚胎研究之聲明」中強調了關於基因編輯這類的技術與研究,可能產生嚴重且難 以量化的安全問題。文中也敘述目前並沒有十分緊迫的理由必須針對這樣的領域做這類的研 究,同時也提出了許多的爭議點。在過去的相關科學研討中,針對人類的體系細胞或胚胎細胞 也被視為一條不應該跨越的底線(Francis S. Collins., 2015)2。
而2015 年的人類基因編輯國際高峰會也因為 CRISPR 技術的開創而帶來的可能科學、倫理 及社會問題,做了共同的討論。會議聲明對於爭議較小的體細胞編輯研究因未有遺傳特性,且 在前期具有醫療價值的臨床研究上,可修改體細胞的基因序列做為癌症治療。再由監管機關謹 慎評估風險及潛在好處下,這類研究普遍獲得認可。
但對於爭議性較大的生殖細胞基因編輯研究,不但涉及倫理問題。而且還包括對於適法 性、安全性等地探討嚴重不足。目前不但未有任何符合各種安全建議的臨床標準,也沒有具有 說服力的研究優點。許多國家也立法監管,並禁止生殖細胞的修改(趙欣、趙迎澤,2016)3。
即便CRISPER-Cas9 已於許多研究發現可以提高基因編輯的準確度及成功率,但 2015 年黃 軍等人在使用CRISPER-Cas9 胚胎編輯中卻也引發了 β-地中海貧血相關的基因(HBB)。
其中取了86 個胚胎經過 48 小時後,15 個胚胎失去生命跡象。剩餘的胚胎 54 個進行基因檢 測,雖有28 個拼接成功,但只有 4 個傳遞遺傳物質成功導入矯正基因。其他胚胎均出現脫靶現 象,甚至突變。所有測試胚胎有三分之一,在其他基因上產生了意外的突變,連正常發育所需 的和生存必需的基因也一概發生突變。實驗因此不得以宣告暫停。
這樣的失敗情況若未能管制,使得錯誤的遺傳因數在體內產生不可預測的變化,傳遞至可 生育的嬰兒,對後代人類群體的影響恐怕非人類所能承擔。
2 Francis S. Collins.2015.04.29, Statement on NIH funding of research using gene-editing technologies in human embryos.
3 趙欣、趙迎澤,2016,對話周琪:華盛頓共識 科學通報,61 (3),283-284
3.現代生物醫學的邊界
現代科學的研究是一種探索未知、獨立自由的學術精神。但在突飛猛進的科學研究下,這 些技術可能帶來的影響,將不只有利益。甚至會因為科學技術使用的人與心態而改變了科技本 身的價值與目標。也許在正確使用科學技術時,會帶來許多進步。但在犯罪人、駭客…等手上 時,先進的科學也可能成為巨大的生化武器。而除了正確使用外,即使不是犯罪人等,也可能 因為人類的執著與慾望,造成了巨大的傷害或是不可預見的危險。因此科學發展除了要有倫理 規範,還需要有法律規範。研究學者也必須對受試對象可能造成的相關損害,進行預判與防 範。立法、執法單位也要有相對應的法條,並對濫用科學技術產生的犯罪及違法行為進行防範 及懲罰。
基因編輯對現代的生物醫學、遺傳研究、人口健康、農業生產、動植物育種等方面,帶來 了跨世代的革命。基因編輯工具和轉化醫學研究,也為基因臨床應用帶來革命性改革。可以說 這是下一代生物技術的核心,更是人類遺傳疾病的希望。但相關研究是以遺傳物質為研究課 題,而尖端生物醫學對人類生物性的解密,可能會造成人的自然屬性的顛覆。
即使在生命及人類醫學領域,我們仍是未知的遠遠大於已知的。在這樣的狀況下將實驗性 的基因技術,直接應用到人類胚胎。甚至使基因編輯寶寶出生,使未知的基因編輯序列應用於 人體。不論是實驗組、對照組或是未知的實驗目的。都仍然無法逃離基因實驗的命運,嚴重的 違反法律上人的權利(王澤榮,2018)4。
因此人類基因編輯國際高峰會認為應該要對無明顯倫理爭議,且具有重大應用價值的基因 研究,在安全有序的基礎上支持其進行臨床前研究與臨床實驗。但對於可能造成巨大倫理及法 律問題,甚至帶來種族遺傳問題及社會問題的相關研究(尤其是種細胞與胚胎的相關實驗),應 該要設定嚴格的研究與法律邊界,甚至明令禁止臨床試驗與應用。
4 王澤榮,2018-12-11,微思客|中國對「基因編輯」的規範邊界在哪?
第二章
生物醫學與基因編輯之簡介
關於生物醫療與基因治療
為了充分理解基因編輯相關風險、效果以及它可能帶來的法律問題。我們需要明確理解各
項生物醫學技術與基因編輯的方法、科學知識。以助於建立其在法律上之觀點與基礎架構。
1.生物醫療
生物醫療的範圍主要在於運用工程學和應用相關科學的知識和技術,來解決生物學和醫 學領域問題。研究生命系統與行為,開發生物相關醫學技術、系統、設備、增強和挽救生命的 技術,並針對疾病治療、臨床問題進行貢獻(Jim Lucas, 2014)。5
2.甚麼是基因治療
基因治療是一種利用基因治療或預防疾病的實驗技術。可讓醫生透過將基因插入患者的 細胞。而不是透過藥物、手術或是傳統方式來治療疾病。可行方法有:複製健康基因替換疾病 或突變基因。修改、敲除或是使功能異常的突變基因失效、引入新的基因到體內幫助對抗疾 病。基因治療對許多遺傳性疾病、癌症或是病毒感染是一種有效的治療選擇。但由於安全性仍 在研究測試階段,目前多數僅針對沒有其他治療方法的疾病先進行測試。(Genetics Home Reference, 2019)6
1980 年開始,Martin Cline 於把外部基因放入器官,並移植入人類體內。因為小鼠模型 模擬治療β-地中海貧血沒有成功,而希望直接用在人體上進行治療測試。Martin Cline 選擇兩名 患有嚴重β-地中海貧血的患者作為受試者,用重組基因 β-球蛋白和皰疹病毒胸苷激酶複製轉染 骨髓細胞作為標記。此實驗結果並有成功,對患者也有任何幫助,且引起當時各界的議論 (Ernest Beutler, 2001)7。
1990 年 Michael Blaese 使用逆轉錄病毒介導的腺苷脫氨酶(ADA)基因,轉移到兩名患有
5 Jim Lucas, 2014.09.25, What Is Biomedical Engineering? Health, from: https://www.livescience.com/48001-biomedical-engineering.html 6 Genetics Home Reference, What is gene therapy?, 2019 view ,
7 Ernest Beutler, 2001.11.01, The cline affair, Molecular Therapy, 4(5),396-397,
嚴重免疫缺陷的兒童(ADA - SCID)T 細胞中。在治療 2 年結束後,T 細胞中整合載體和 ADA 基因仍然持續存在。對患有嚴重免疫缺陷患者是安全有效的治療方法(R. Michael Blaese et al., 1995)8。
1993 年出現了永久性遺傳變化的體細胞治療案例,利用重組的 DNA 使腫瘤細胞對藥物敏 感,進而治療惡性腦腫瘤,使其死亡。
2006 到 2014 年,基因治療實驗技術對於遺傳性致盲疾病(Leber 先天性黑蒙病 Leber's congenital amaurosis (LCA)),增加了眼睛視網膜敏感性,也提高了有效的時效到 1.5 年
(Simonelli F. et al., 2010)9。針對罕見的X 連鎖隱性遺傳視網膜變性: choroideremia,基因療法也 為這些罕見病進行了相當大的貢獻。
2011 年,牛津大學的眼科學教授 Robert MacLaren,和內菲爾德實驗室研究小組,一同以 評估AAV.REP1 載體在視網膜下被注射的安全性和耐受性,以及在研究期間和治療後 24 個月 的時間點,觀察基因治療的益處及減緩視網膜變性。(Ewen Callaway, 2008)10
後續對X-linked SCID 聯合免疫缺乏症,也取代同種異體幹細胞療法,用基因治療進行了 更安全性及高復原力治療(Alain Fischer et al., 2010)11。
ADA-SCID (腺苷脫氨酶缺乏症)是一種遺傳性疾病,會導致嚴重的免疫缺陷,使患者對細 菌、病毒和真菌缺乏免疫抵抗,會引起反覆的感染及產生肺炎、慢性腹瀉和廣泛的皮疹等症狀 (Aisling M. Flinn & Andrew R. Gennery, 2018)12,以往必須使用同種異體造血幹細胞移植,才能 夠治療。2000 年後,使用自體基因修改的造血幹細胞,治療了數十名的患者。雖然基因治療的 重建速度相對較為緩慢,但其胸腺活動與T 細胞功能的恢復,得到非常高的存活率,使得安全 性更高,對於醫療更有價值。(Francesca Ferrua et al. 2010)13
而另一方面,對於腎上腺腦白質營養不良,唯一治療方式是在幼年發病階段,使用HSCT 同種異體的造血幹細胞移植,才能阻止腎上腺腦白質營養不良的發作。(儘管有臍帶血儲存與應 用,但並非所有患者都有適合捐贈者)基因療法使用病毒載體帶著 HSC 基因進入體內,與同種
8 R. Michael Blaese, Kenneth W. Culver, A. Dusty Miller, Charles S. Carter, Thomas Fleisher, Mario Clerici, Gene Shearer, Lauren Chang, Yawen Chiang,
8 R. Michael Blaese, Kenneth W. Culver, A. Dusty Miller, Charles S. Carter, Thomas Fleisher, Mario Clerici, Gene Shearer, Lauren Chang, Yawen Chiang,