為何基因編輯能創造如此多工作機會?

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躺在醫院的病牀上,馬德(Brian Madeux)打著吊瓶,臉上露出緊張的微笑。輸入他靜脈的是經設計而插入他基因組的數十億個小DNA片段。基因組是人體每個細胞內的生物說明手冊。

44歲的馬德來自美國亞利桑那州菲尼克斯,一出生就患有致命的罕見遺傳疾病—亨氏綜合症。去年11月,馬德成為世界上首個接受體內基因編輯新型治療的患者。

極小的"分子剪刀"輸入到了他的血液中,剪開他肝細胞中的DNA,然後插入一個新基因,以修復他終生攜帶的缺陷基因。

麥克雷(Sandy Macrae)是發展這項治療的生物科技公司聖加蒙治療(Sangamo Therapeutics)的首席執行官。他說,「我們現站在基因醫學最新前沿的開端」。談論馬德的基因編輯治療會有多成功,現在還言之過早,但已可以說,是這一廣泛預測會掀起醫學革命的新領域之里程碑。

世界上越來越多依靠基因編輯的療法正在走出實驗室進入醫院,人們預計對能夠讓基因編輯治療變成現實的基因技術工程師的需求會因此大增。英國政府預測到2030年基因和細胞治療僅在英國就能創造超過18,000個新就業機會。美國勞工統計局估計生物醫學工程師的就業機會將增加7%,醫學家的就業機會將增加13%,共計約17,500個就業機會。

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Image caption 弗朗西斯·克里克研究院(The Francis Crick Institute)是歐洲最大的生物醫學研究院,有約1250位科學家和250位職員。

對非實驗室工作人員的需求也會增加,其中包括可以解讀大量數據的人員,因為針對病人個體基因的個性化治療也在增加。

卡洛斯(Michele Calos)是美國基因與細胞治療學會主席、斯坦福大學的遺傳學教授,她說:「基因治療已迅速成為醫學研究和產業發展的一部分,而且這一部分增長很快。老基因治療公司的發展和新基因治療公司的出現會增加許多就業機會,因為這些公司需要為拓展業務招募科學家。」

「基因治療產業需要各種學科背景的畢業生,比如遺傳、醫學、分子生物學、病毒學、生物工程和化學工程等領域,還有商科畢業生。」

大多數有關基因編輯技術的宣傳主要強調能夠修正人類目前無法治癒的遺傳缺陷,比如囊性纖維化和血友病。許多大型製藥公司都認為基因編輯將成為未來醫療的重要工具。

有預測稱,從2017年起的五年間,全球基因編輯技術的商業價值有望翻一番達到62.8億美元(48.4億英鎊)。今年早些時候,英國政府宣佈給一個新成立的細胞與基因治療製造中心投資6000萬英鎊(7600萬美元),為發展新療法助力。美國國家人類基因組研究所預測,隨著基因編輯的快速發展,水長船高,對有關科技人員的需求其增長將相當可觀。

全球已有約 2,700例正在進行或已經批准的利用基因治療的臨牀試驗,目的是攻克癌症、肌肉萎縮和鐮狀細胞貧血在內的多種疾病。這些臨牀試驗背後的小基因治療公司大多有大型醫藥公司的贊助或合作,包括拜耳、葛蘭素史克、輝瑞、默克和諾華等。隨便在招聘網站上搜索一下就能發現,這些製藥公司大多也正在積極招聘自己的基因治療科學家。

對科技工人的需求增多,一個原因是基因治療成為現實後需要許多專業人員。

倫敦弗朗西斯·克里克研究院的研究員泰勒(Güneş Taylor)說,「基因治療真的是一個多學科的領域」。她在性染色體的研究中用到了基因編輯技術,其研究最終能夠幫助不孕不育或有性發育障礙的人,比如苗勒管發育不全患者,即可能先天性沒有子宮的女性。她說:「需要分子科學家、工程師和計算機學家幫助我們解讀現代基因技術產生的大量數據。」

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Image caption 改變現有遺傳物質的科研項目仍爭議不斷。

雖然薪資取決於各個崗位所需的資歷,但這些職位的薪資有望高於平均水平,因為要求的技能水平較高。據國家人類基因組研究所的資料,醫學遺傳學家每年收入為39,870 到134,770美元,幫助解讀遺傳數據的生物信息學家每年能收入35,620到101,030美元。

泰勒說:「許多有關基因編輯的宣傳,即使僅有一些能夠實現,也需要許多人做研究。但用於治療以後,我們還需要臨牀醫師和倫理學家幫助我們解決可能出現的問題。」

泰勒用的是強大的新型基因編輯工具CRISPR-Cas9,此基因編輯技術利用細菌免疫防禦機制的一部分來編輯其他有機體的基因。5年前CRISPR-Cas9的發明徹底轉變了基因編輯的效率和花費,能夠讓科學家精凖刪除缺陷基因,或凖確切開DNA以插入新的基因,這大大刺激了尋找疾病缺陷基因的研究發展。

雖然不是很多疾病能通過簡單地刪除缺陷基因而解決,但 CRISPR-Cas9為治療病患打開了一扇新的大門,啟示科學家可怎樣著手其他情況。

泰勒說:「作為分子生物學家,這是一個令人振奮的時候。我從15歲就想成為一名科學家,最後偶然地從事了基因編輯工作。雖然有的時候需要待在實驗室裏做重覆性的工作,但其實每一天都不一樣,讓我去尋求一些大問題的答案。」

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Image caption 杜德納(Jennifer Doudna)發明的基因編輯工具 CRISPR-Cas9徹底轉變了基因編輯的效率和花費。

然而,基因編輯到底能發展到何種規模有賴於接下來幾年政策環境的進步。基因編輯仍是一個有爭議的科技,因為改變一個人基因後的長期影響如何還是未知數。比如,預料外的變化可能導致細胞癌變,如果患者身體對插入的基因有反應,可能觸發免疫反應。

還有倫理問題,尤其是與人體成年細胞的基因改造之外的卵子和精子細胞的基因編輯爭議最大。編輯精子卵子能夠用來防止家族內代代相傳的遺傳疾病,但也可能用來改造其他人體特徵,比如瞳孔顏色或身高。

因此,一些地區,比如歐洲嚴格控制植物、動物和人類的基因編輯。但美國政策相對寬鬆,允許進行一些臨牀試驗。

中國如今走在基因編輯領域的前列。今年早些時候中國批准實用基因編輯工具CRISPR-Cas9治療各種疾病的臨牀試驗,共涉及300位病患。中國的科學家已經用這項技術治療了86位癌症和艾滋病患者。

雖然許多中國基因治療的先驅是在國外接受訓練,但他們如今正在國內教授新一代醫學生如何使用CRISPR這樣的技術。中國政府也把基因編輯放在最新五年計劃的首要位置,並會投入數十億資金用於科研。

但隨著基因編輯開始用於病患,但也有一些人士對人為打亂上天賦予我們生命密碼而感到不快。運用基因治療可能遺傳給子子孫孫的遺傳疾病已經促成了幾年前還不存在的職業"遺傳顧問"的快速發展。

歐洲人類遺傳學會副主席帕奇(Christine Patch)也是一名遺傳顧問,她說:「在病患和醫療人員必須做出有關遺傳改造的困難決定時,需要有人幫助他們解讀相關信息。」

美國勞工統計局將遺傳顧問一職列為20個增長最快的職業之一,並預測,到2026年能解讀遺傳信息、為醫療人員提供支持和建議,並能引導病人做出決定的專家職位將增加29%。

帕奇警告說:「基因治療需要病患做出一些困難的決定,和其他治療方式一樣都需要考慮風險,為此他們需要理解這種治療會涉及到什麼問題。醫療專業人員同樣也需要提高他們的基因知識,因此精專於這個領域的專業人士其角色會越來越重要。」

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