在注射某種基因后,可以令你在6秒內跑完100米;或者注射增加肺活量的基因,讓你在30分鐘內而不是2個小時跑完42千米的馬拉松。這絕不是天方夜譚,未來10年內,人類醫學完全可以達到這種水平。
最近,一條驚人消息震驚體壇:有人要求科學家為他們移植某些“優異”基因,從而使他們具備更強的力量和更快的速度,成為天下無敵的運動健將。這個“潘多拉盒子”一旦打開,“轉基因”賽跑選手、游泳選手和舉重選手等將比比皆是,勢必給體壇的公平競爭帶來極大的禍患。
過去,人們為了制造金牌運動員,更是無所不用其極。美國的一名籃球隊員曾經要求醫生把她的手臂折斷重接,好讓她的手臂變得更長:為了讓子女長得更強健,在美國,有的家長要求醫師讓子女服用成長激素:還有一些美國父母為了令兒子能拿到大學的美式足球獎學金,竟然要求醫生開類固醇(一類在結構及活性上與人體雄性激素睪酮相似的化學衍生物)給孩子吃。
通過服藥來提高成績的期望,催生出體壇上屢禁不止的“興奮劑”。但是,藥物療法的固有缺陷讓反興奮劑機構總能找到對付它的招兒——檢測人員通過尿檢、血檢等方法就能判斷運動員是否服用了興奮劑。而“改造基因”療法則克服了藥物療法的缺陷。如果運動員采取了基因的移植療法,在他們的血液或尿液中將無絲毫痕跡可尋。
尋找“金牌基因”
要奪得世界冠軍,運動員的確需要有“天賦”。澳大利亞體育研究院的一項研究發現,特異基因與運動員的成績直接相關。在同樣的訓練質量下,那些有著先天基因優勢的運動員能取得更好的成績。的確,就算選手有恰好的生理狀態并配備一流的教練、營養師以及運動科學家隊伍,可能還是遠遠不夠的。因為人們所能發現的最好基因可能就是想贏的基因——意志可能是所有因素中最重要的。
澳大利亞體育研究院課題組研究了一種編號為ACTN3的基因。這種基因與人體肌肉的爆發力密切相關。在接受調查的737名運動員中,他們發現,普通運動員擁有ACTN3基因的比例為30%左右:高水平的耐力項目運動員,如長跑等項目的運動員擁有ACTN3基因的比例為50%左右;而參加奧運會并取得頂級運動成績的爆發力項目,如短跑、舉重項目的運動員ACTN3基因的攜帶者比例高達95%;特別是爆發力項目的女運動員中,這個基因攜帶的比例高達100%。這項調查顯示,雖然后天的科學訓練對運動員的成績影響非常大,但運動員要取得世界冠軍的頂級運動成績,特異基因不可缺少。對于那些世界冠軍的爆發力來說,ACTN3是名副其實的“金牌基因”。
從遺傳學的角度看,人類基因的遺傳是不平衡的。正是這種不平衡從遺傳上影響了人類表現出的不同天賦。例如,有的人先天對數學有天賦,有的人對藝術的感受力超過常人。ACTN3基因是從遺傳上決定的,攜帶這種基因的運動員在爆發力運動項目中,會比接受相同質量訓練的非攜帶者更容易取得好的運動成績。如果缺乏ACTN3基因,在特別需要爆發力的運動項目中,運動員接受的訓練質量相同,他們可以接近最好的運動成績,但始終不能達到最好。
以7次奪得環法自行車大賽冠軍的美國名將阿姆斯特朗為例,他天生具備一種與眾不同的生理機能。出生時,阿姆斯特朗的心臟和肺部就比常人大,這也是許多著名車手和馬拉松運動員的共同特征。肌體把氧氣輸送到肌肉并將其轉化為能量的最大速度稱為“最大耗氧量”,用最大耗氧量可以衡量每分鐘每千克體重的氧氣含量。一個健康男子的最大耗氧量平均為每分鐘每千克40毫升至50毫升。而阿姆斯特朗的最大耗氧量為每分鐘每千克83.8毫升,即便他保持靜止狀態,他的最大耗氧量水平也不會低于60毫升。而以前連續5屆環法自行車賽的冠軍安杜蘭也達到過88毫升。專家認為,這與后天的體能訓練無關,而是天生超出平均水平。
在不久的將來,當一名嬰兒呱呱墜地時,人們就可以利用科學來確定他未來是否可能成為奧運會的次牌得主或世界冠軍。既然特異基因是奧運金牌選手的必要條件,那么在選擇運動員苗子的時候,采用基因檢測手段不就可以更早地發現那些有天賦的選手了嗎?事實上,只要進行簡單的操作就可以發現運動員是否攜帶“金牌基因”。目前,我國的生物技術公司也正在從事基因檢測的研究,通過基因檢測,未來我們將能更早地發現運動員苗子里的“小劉翔”。
基因“移植”雙刃劍
美國霍華德學院研究所的研究人員正在研究一種被稱為過氧化物酶體增殖物激活受體的基因,它被認為是不同基因的總調節器。研究人員通過改變這種基因,使其長時間保持在“運行”的位置上,然后用它改變小鼠的基因。結果發現這些小鼠比普通小鼠能多跑1個小時(可以折合為近1 000米遠),從而變為“長跑健將”。盡管這方面的研究至今還只涉及小鼠,但已對體壇產生了巨大的誘惑力。因為運動員服用興奮劑等藥物能在血液或尿樣中被查出,而改變人體的基因能順利通過藥檢關。所以,他們認為改變基因比服用藥物更安全,也不會產生上癮和服用過量的問題。
將來,基因技術可以為那些已經不年輕的人增大肌肉塊,治療肌肉營養失調等疾病。如果健康的運動員使用基因技術重塑了自己的身體,那么他就能控制比賽的輸贏。賓夕法尼亞大學遺傳學家正在研究肌肉基因修改會帶來什么后果。他們給老鼠腿部肌肉注射一種能夠修改遺傳材料的病毒。然后,讓老鼠像往常訓練那樣爬梯子。經過治療,老鼠的后腿肌肉強壯程度比照以前單是訓練時增加了15%至30%,甚至久坐不動的老鼠肌肉也增長了20%。
雖然具體改變哪種基因可以使運動員做到更高、更快、更強還不得而知,這還期待科學家們進一步深入研究,但是“改造基因”也同樣會給運動員帶來嚴重的健康風險。傳統的興奮劑會增強運動員一些潛在的能力,但傳統作弊仍然要受到身體條件的限制。與之相反,“改造基因”則將這些限制完全繞開。一種可以預見的方法是,在人體中注射一種無害病毒,這種病毒能刺穿所有細胞,取出弱基因,打入完美基因。美國科學家給小白鼠注射一些基因后,發現它們的紅細胞數增加了一倍。英國專家也做了類似實驗,給小白鼠注射了一種蛋白之后,小白鼠強碩如貓。人體某塊肌肉群只要注射這種蛋白,就能立即強壯起來。一個基因就能夠強烈影響到運動員適合長跑還是短跑,可以決定一個人“快速抽動”或者“慢速抽動”肌肉的多少。若人類移植類似老鼠快速抽搐的肌肉基因,可以使人在6秒內跑完100米。
有關專家指出,上述基因技術蘊藏著巨大的危險。例如,用促紅細胞生長素對猴子和狒狒進行基因處理后,這些動物的血液變得十分黏稠,必須定時稀釋血液,才能保證它們的心臟不致停跳。雖然現在還不知道基因療法究竟會給運動員的身體帶來什么后果,但結果不會比動物的命運更好。
比如,一種專門設計用來對貧血進行基因治療的藥品,主要是通過向身體釋放紅細胞生成素來取得治療效果。這種生成素能夠增加運動員在比賽中血液的供氧能力,從而提高其耐力。但是,一個運動員紅細胞水平超標的話,血液里的紅細胞過多,會造成血黏度上升、血液流動緩慢、血管腔逐漸變窄,極易出現血液循環障礙,最后可能引發心臟病、癲癇、腦癱、高血壓和中風等疾病。這意味著,如果基因得不到正確重組的話,就會帶來可怕的風險。如果正好碰上了一些致癌基因的話,它們就會向其他正常細胞發出信號——你們也變成癌細胞吧。萬一一些“促進生產基因”被激活的話,也可能會使一些檢測不到的早期癌癥加速發展。因為轉基因技術還是處于實驗階段的,所以任何人現在想要修改自己基因的話,都要冒很大的風險。
澳洲海關對非法攜帶生長激素的懲罰是最嚴厲的,因為海關是對付生長激素的最后一道防線。生長激素是一種刺激人體生長和發育的主要激素,本是從死人腦垂體中提取的,主要用于治療侏儒病、骨質疏松、肥胖癥和嚴重燒傷等,價格貴如黃金。由于基因技術合成生長激素成功,使其價格降到原來的四分之一,于是有的運動員將它作為合成類固醇的替代產品使用。大量攝入生長激素,會降低自身內分泌水平,造成多種疾病。
世界反興奮劑機構希望這種療法只是被用來增進人體健康。如果它能改進一個人的生命,這種療法是值得冒險的。但是,如果它只是被用來贏得一個高收入的比賽,我們不得不問,這真的是提高了個人的生命質量嗎?反興奮劑機構希望運動員以誠實的手段去獲取金牌,而不是借助興奮劑或者基因修改。我們要的是運動員,不是角斗士,我們想看的是人類,而不是變異的怪物。