基因兴奋剂:奥运选手面临反兴奋剂新挑战
基因兴奋剂已不再是理论上的假想;在2026年冬奥会举行前,92%的运动员接受了反兴奋剂检测。专家提议建立基因组护照,并指出目前虽无确诊案例,但黑市上已能获得基于质粒的EPO基因制剂。
基因兴奋剂已不再仅仅是一种理论上的可能性,专家们正在研究如何应对这些技术发展带来的后果。在意大利米兰-科尔蒂纳2026年冬奥会开幕前的六个月中,至少92%备战参赛的运动员接受了反兴奋剂检测。超过7100次检测覆盖了2900名参赛者。
这些数据由国际检测机构(ITA)发布,该独立组织负责依照世界反兴奋剂机构(WADA)的《世界反兴奋剂条例》协调反兴奋剂管控工作。国际检测机构协调的工作包括采集和储存血液样本,以实施运动员生物护照制度——该系统通过持续监测特定生理参数,发现可能提示使用兴奋剂的异常变化。
意大利摩德纳-雷焦艾米利亚大学的一位遗传学副教授提议,在反兴奋剂监测中增加基因检测环节,类似运动员生物护照的做法。其设想是,对精英运动员多种细胞类型的DNA进行测序,安全存储这些序列,并在不同时间点重复检测,以识别可能提示基因兴奋剂的可疑基因改变。
“迄今为止,尚未发现确诊的基因兴奋剂案例,”这位教授说,“但自2004年以来,在基因治疗有效性和安全性获得首批可靠临床结果之后,世界反兴奋剂机构的禁用物质与方法清单就已涵盖此类干预手段。”
这位教授描述了一个“丰富的技术库”,可以利用这些技术诱导人体细胞暂时或永久地产生特定蛋白质。“可以将基因通过病毒载体导入细胞核;也可以利用CRISPR-Cas9这类分子剪刀对基因组进行修饰——这两种都是永久性方案——或者使用质粒,即一种能将基因转入细胞并产生短暂效应的小型环状DNA分子。此外,还可以用mRNA疫苗诱导细胞短暂产生蛋白质,且不改变细胞DNA。”
2023年,德国科隆大学的一个研究团队从黑市购得瓶装注射制剂,据卖家称,其中含有携带促红细胞生成素基因的质粒。研究人员利用一种可检测质粒DNA的方法对这些瓶装制剂进行分析,发现了该基因,不过其浓度过低,无法产生有效作用。这位教授指出,这表明相关技术已经可以商业化获取,且地下市场对此类产品确有需求。
基因兴奋剂仍面临显著局限。“对特定运动项目的天赋是一种多基因性状,取决于大量基因的共同作用,”这位教授说,“你无法让一个成绩平平的人变成精英运动员。然而,我们已经识别出20至30个调节特定机制的基因,这些机制能在高水平比赛中带来实质性优势。当运动员本身已具备遗传天赋并受过高强度训练时,即使微小的基因差异也可能决定胜负。”
除促红细胞生成素基因外,这位教授还提到了编码肌肉生长抑制素(myostatin)的基因,该蛋白具有限制肌肉发育的作用。降低其活性可以在不改变训练量的情况下增加肌肉量。其他潜在靶点还包括调控IGF-1等生长因子的基因、参与葡萄糖代谢的基因,以及控制炎症过程的基因。
此类干预将带来不可忽视的风险,其中最主要的是脱靶突变——即非预期地改变了目标以外的基因——可能引发无法预料的后果。迫使身体超越其生理极限,久而久之可能导致心血管、肝脏或肾脏损伤。
近年来,专家们一直在探索越来越精密的方法来检测基因兴奋剂的效应。迄今未发现确诊病例,并不意味着无人尝试过,2023年的黑市瓶装制剂事件便印证了这一点。这位教授还指出,人工导入基因所产生的蛋白质,与人体天然产生的蛋白质完全一致。