競技體育中的基因興奮劑

摘 要 當前世界反興奮劑工作取得了長足的進步，傳統的興奮劑得到了有效的控制，一些運動員轉而尋求其他方法來提高運動成績，基因興奮劑就是其中可能的選擇之一。世界反興奮劑組織（WADA）定義基因興奮劑為非治療目的使用提高運動能力的基因、遺傳構件和（或）細胞。近年來，基因療法取得長足的發展，但這些技術同樣可被作為基因興奮劑而濫用。因此，盡快制定法律法規、研究檢測基因興奮劑的方法、保護運動員的健康和比賽的公正性是十分必要和緊迫的。

關鍵詞 基因興奮劑 濫用 促紅細胞生成素基因 反興奮劑

近年來，隨著分子生物學，醫學等領域的巨大發展，幾種疾病基因代碼的破譯，使得“基因治療”方式成為可能。同時，人們發現，某些技術會導致人體運動能力的提高，使得運動員可能濫用此技術，“基因興奮劑”的概念由此提出。本文對“基因興奮劑”的定義、引入方法、目前最有可能被濫用的種類、檢測、濫用的風險及其應付的對策做一比較全面的綜述。

一、基因興奮劑

隨著生物技術的不斷發展，通過多種載體有針對性地將DNA、RNA等遺傳物質導入到人類自體的細胞或組織中，以到達治療疾病的目的，這就是基因治療手段，它具有針對性強、副作用低、療效持久等優點。正是這些優點引起了競技體育界的關注，不少運動員期望通過基因技術提高運動成績。這一趨勢也引起了世界反興奮劑組織的注意。2009年，世界反興奮劑組織明確指出基因興奮劑包括轉移細胞、遺傳元件或使用細胞、遺傳元件、藥理學制劑等手段，以調控可以提高運動能力的內源性基因的表達。

（一）基因興奮劑的種類

1.促紅細胞生成素（EP0）基因

由于EP0可以幫助血液將更多的氧輸送到缺氧的肌肉，從而增加運動員的耐力，于是自行車和長跑等運動員開始將EPO作為興奮劑使用[3]。將這種興奮劑的產生基因注入人體，在身體里形成一個局部的荷爾蒙制造基地，傳統的尿樣和血樣檢測都無法查出。這種利用基因技術在人體內產生的合成型促紅細胞生成素被稱為基因型促紅細胞生成素，由于它是內源性的，更加不易被檢測出來。

2.胰島素樣生長因子（IGF-1）基因

Sweeney[3]等和哈佛大學的Rosenthal等將IGF-1基因植入大鼠肌肉中，結果這些大鼠的肌肉大小和力量增加了15至3O，觀察發現，這些大鼠在爬樓梯運動時，肌肉力量可成倍增加。IGF—I基因療法不僅能夠使運動員按照自己的需要塑造各處的肌肉，還能讓他們不必擔心受傷的危險。對那些需要靠補充更多體力的運動員來說，能使老鼠變得如此“強大”的故事聽起來十分誘人。

3.血管內皮細胞生長因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）

血管內皮細胞生長因子（VEGF）是體內一種強效力的促血管生成因子，能直接或間接參與血管生成，用以治療老年人因肢體末端供血不足而引起的組織壞死。如果運動員利用這種治療技術增加血管的生成，將會大大增加組織的氧氣和營養供給，如肺、心臟、肌肉和身體的其他部分，這些組織和器官將變得不易疲勞[5]。

4.肌肉生長抑制基因（Myostatin基因）

最新研究發現Myostatin基因是TGF-β家族成員，能通過抑制肌肉前體細胞的繁殖而發揮肌肉生長負調控因子的作用，具有抑制肌肉生長的作用，由肌細胞生成，只要抑制其功能，肌肉就會不受限制的生長。一所大學的研究小組做過“超級鼠”的實驗，通過阻抑Myostatin的活性，使肌纖維肥大與增生，肌纖維增大增粗而得到的肌肉生長，使得結締組織也更加強壯。不僅如此，它還可提高胰島素敏感度，使身體脂肪的比例減少。

5.生長激素（GH）

生長激素在醫學上主要用于內源性生長激素分泌不足的侏儒兒童的身高增長。運動員濫用GH的主要目的是增加肌肉量以獲得競技優勢。Voutelakis[1]等人曾以2型腺病毒（AAV2）作載體，將GH基因植入老鼠唾液腺中，獲得了在4周內持續表達的GH。

（二）基因興奮劑的危害

1.對運動員身體的危害

使用EPO最大的危害是無法控制血紅細胞的產量，因此，使用者很有可能會產生外周的血栓和心血管問題，很可能導致接受基因治療的人患高血壓和中風[6]。IGF-1會造成肌肉體積的過度增長，由于骨骼、關節和其他聯結性組織沒有相應的發展，這會增加這些聯結性組織損傷的可能性。由于IGF-1是一種強效生長因子，故具有誘發腫瘤的危險，肌肉在短時間內增長速度太快，可能會引起骨折或肌腱斷裂。此外，IGF-1對機體各器官（心臟、肝臟和肺等）有較大的危害。通過基因療法產生的特性、能力以及帶來的各種問題有可能遺傳給下一代[2]。科學家強調，基因治療最大的風險在于它的完全未知的風險。

2.對周圍環境的危害

運動員接受了基因療法，其經過基因修飾的細胞脫落或者排泄將會對周圍環境造成污染。對與之密切接觸的人構成了一種威脅。正常接受基因治療的病人在接受基因療法后，他們分泌物、血液、排泄物要在醫院接受檢測以確保沒有污染方可出院。

二、防止基因興奮劑濫用的手段與方法

（一）基因興奮劑的檢測方法

1.對基因元件的檢測

基因元件能作為最直接的證據來指證基因興奮劑的使用，其中檢測導入的基因序列是最直觀的方法。使用探針標記DNA片段可以直接檢測外源DNA序列，但是由于外源基因序列與人體內自然表達這一功能的基因序列完全一致故而很難區分。目前，最有希望的方法是通過檢測人體對載體病毒產生的抗體來推測外來基因的導入。然而這種方法很難區別抗體是由于基因治療而產生還是來源于自然感染。而且經過改造后的病毒載體免疫性很低也給檢測增加了難度。

2.對基因表達后各類異常產物的檢測

越來越多的研究人員發現經過基因技術導入后產生的蛋白質與內源性的蛋白質存在不同。這在對外源性的EPO的檢測上比較常用。由于EPO具有組織依賴性，在肌肉組織中表達的EPO和在腎臟組織中表達的EPO在其糖基化結構上存在區別。Lasne[2]等根據這一特點，利用等電聚焦技術建立了檢測方法。這一方法具有準確、靈敏的特點，但耗時較長。國內有研究人員發現利用電噴霧（ESI）質譜可以檢測到不同來源EPO在糖鏈結構上的差異。但這一方法受限于EPO的含量和取樣量，靈敏度還不夠。

3.對常規生化指標的檢測

外源基因不僅改變了基因和相關蛋白的表達，還引起了一些常規生化指標的異常。通過檢測5項常規血液指標來篩選可疑運動員。另外建立運動員的個人數據庫，確定每位運動員蛋白質、遺傳物質以及生化指標的基數值，當檢測結果高于這一基數時則有理由懷疑該運動員使用了興奮劑。

（二）加大教育力度，讓運動員清楚使用基因興奮劑的危險性

許多運動員沒有充分認識使用基因興奮劑的對身體可能造成的危害性[7]。因此，對運動員和他們身邊的工作人員，如教練、隊醫等進行反興奮劑教育十分重要。運動員們了解到的往往是基因興奮劑的優點，而試圖去使用基因興奮劑，特別是當知道這種興奮劑不易被檢測到的時候。要讓運動員知道基因療法是用來治療特定疾病的，濫用興奮劑對自己、他們的親人、周圍的環境都會有一定的危害性。

此外，開展國際合作，制定法規[4]，形成強大的反基因興奮劑輿論和宣傳攻勢是非常必要的。

三、結論

目前尚沒有有效檢測基因興奮劑的技術和方法，各國政府和體育組織應攜起手來及早制定反基因興奮劑的法律，嚴懲基因興奮劑濫用者。并加大投入，協作研究基因興奮劑的檢測方法與手段[6]。

參考文獻：

[1] STEPHEN P. Feature gene doping[J]. Medicine and Sport.2005.366：818-819.

[2] Brownlee. gene doping[J]. Christen Science News.2004.166（18）：280.

[3] Stikeman， Alexandra. Deterring gene doping[J]. Technology Review.2002.1O5（7）.

[4] 呂偉.我國反興奮劑處罰機制的法理研究[D].武漢體育學院.2009.

[5] 李和標，李宏.論基因興奮劑的類型和預防[J].首都體育學院學報.2007.19（2）：79-81.

[6] 劉利江，劉輝.基因興奮劑與國際反興奮劑法律法規[J].湖州師范學院學報.2008.30（1）：79-81.

[7] 張云龍.基因興奮劑——引起競技體育變質的危險分子[N].中國體育報.2005：5-30.