基因興奮劑，更快更強更隱蔽？

一般使用的血檢和尿檢就是通過檢查運動員血液和尿液中有沒有興奮劑本身或代謝產物來確定運動員有沒有服用興奮劑的兩種方法。如不久前，中國泳壇「冠軍」孫楊在尿檢中被查出使用違禁物質曲美他嗪，遭禁賽3個月處罰。可是正所謂道高一尺魔高一丈，隨著科技的發展，一種新的興奮劑正悄然興起，它就是「基因興奮劑」。

　　有競爭的地方就有渴望勝利的人，而有渴望勝利的人就一定會有為了勝利不擇手段的事情，比如運動會上的興奮劑。興奮劑一詞源自荷蘭語「dope」，最早是指非洲人在宗教儀式中用的具有興奮刺激作用的酒。在以前那個年代，很多運動員為了提高成績都會服用一些違禁藥物，而這些違禁藥物大多都是具有興奮作用的，所以國際體育組織就把他們服用的這些藥品稱為「興奮劑」。後來隨著科技的發展，一批雖然不具有興奮作用但同樣可以提高運動成績的藥物開始流行，所以興奮劑一詞的定義也就擴展到了「所有能使運動員提高成績的違禁藥物和方法」。

　　縱觀世界運動會歷史，幾乎每一場都有興奮劑的影子，而為了維護體育運動的公平，科學家也在不斷地研發各種反興奮劑方法。一般使用的血檢和尿檢就是通過檢查運動員血液和尿液中有沒有興奮劑本身或代謝產物來確定運動員有沒有服用興奮劑的兩種方法。如不久前，中國泳壇「冠軍」孫楊在尿檢中被查出使用違禁物質曲美他嗪，遭禁賽3個月處罰。可是正所謂道高一尺魔高一丈，隨著科技的發展，一種新的興奮劑正悄然興起，它就是「基因興奮劑」。

涉及興奮劑的運動員孫楊（左）和鮑威爾（右）

基因興奮劑是什麼？

　　在人們的傳統觀念里，運動是一種非常依賴於後天訓練的活動，無論你原本的體質是強是弱，只要肯流汗，都能成為世界第一。可是在1964年，因斯布魯克冬季奧運會發生的一件事讓人們突然意識到，原來先天因素也不容忽視。

　　在那一年，芬蘭運動員門蒂蘭塔獲得了兩枚越野滑雪的金牌，賽後的興奮劑檢查顯示他並沒有服用興奮劑，可血液檢查卻發現他的血液紅細胞數明顯高於正常水平。這件事在當時成了一個謎，30年後，隨著基因技術的發展，科學家才終於揭開了真相。原來在門蒂蘭塔家族中，一個與紅細胞生成數量有關的促紅細胞生成素基因發生了突變，這使得他可以比別人分泌出更多的促紅細胞生成素，從而多製造出25%~50%的紅細胞。這些額外的紅細胞為他的肌肉運輸了更多的氧氣，結果就是他的爆發力和耐力明顯超過一般水平，他的成績自然會遙遙領先。

　　對於現在的運動員而言，促紅細胞生成素早已不是新東西。因為注射它可以增加紅細胞數量，提高比賽成績，所以促紅細胞生成素很早就被《國際奧委會反興奮劑條例》劃定為違禁藥物。而門蒂蘭塔的事情讓他們突然意識到，如果有一個異於常人的基因，那麼即使不用興奮劑，運動員也可以達到服用了興奮劑的水平。自此，人們開始注意到基因與運動之間的聯繫。幾年後，一個關於德國人肌肉密度的研究更加增進了人們關於基因與運動之間關係的認識。人們在很早以前就注意到，一些德國兒童的肌肉明顯比其他國家兒童的肌肉要有力，後來科學家發現，這是因為有些德國人的肌生成抑制素基因發生了突變，導致他們無法合成出足夠的肌生成抑制素來限制肌肉的生長，所以他們的肌纖維數量和密度都高於其他地區的人，力量也有比其他地區的人要大。

　　如果這些增加紅細胞數量、肌肉數量的基因可以在後天獲得，那麼運動員就可以不必使用興奮劑而獲得更強的力量。不過這在當時還只是一個痴人說夢的想法，畢竟基因在出生之前就被確定了，誰也沒辦法改了。但是，1994年的一個動物實驗讓這些渴望通過投機取巧來獲得勝利的人們看到了一絲希望。1994年，美國芝加哥大學醫院的科學家薩爾丁從一隻蒼蠅的身上取下了一點細胞，經過基因修改後，他又把這些基因注射回蒼蠅體內。實驗表明，被注射修改基因的蒼蠅的肌肉強度達到了原蒼蠅的30多倍。2002年，還是在美國，賓夕法尼亞醫學院生理學家斯文尼分發現了一種可以促進肌肉生長的胰島素樣生長因子IGF-1。當我們進行了劇烈運動後，肌肉細胞會自動合成IGF-1來製造出更多的肌肉，但是隨著年齡的增長，人們合成這種因子的能力越來越弱。而斯文尼做的就是將這種因子對應的基因片段整合到一種病毒的遺傳物質里，然後讓這種病毒在小鼠體內繁殖，隨著病毒基因的複製、表達，被整合進去的基因也開始大量表達，最終在小鼠體內製造出了大量胰島素樣生長因子IGF-1。與普通小鼠比，這種改造後的小鼠的肌肉體積和生長速度增加了15%～30%，力量也能增加一倍以上，後來，人們就把這種小鼠命名為「施瓦辛格鼠」(施瓦辛格是美國著名硬漢影星)。不僅如此，1997年，生理學家萊登將一種可以促進紅細胞增殖的紅細胞生長素基因，通過基因治療技術導入猴子體內後發現，猴子的紅細胞數由40%上升到了70%，並且這種高表達水平維持了12周之久。

施瓦辛格鼠與正常小鼠對比

　　自此，這種通過改變基因來實現力量增強的方法正式受到世人的關注，「基因興奮劑」也應運而生。關於基因興奮劑的定義，世界反興奮劑組織給出的解釋是「非治療目的的使用提高運動能力的基因、遺傳構建和(或)細胞」。嚴格來說，基因興奮劑屬於基因治療的一種，其原理都是通過對基因的定向改造來實現對人生理活動的影響，所以可以充當基因興奮劑的很多藥品都是基因治療里的常用藥，時至今日，常被科學家、運動員和國際反興奮劑組織關注的藥品大體有以下幾種：一，肌肉改造藥劑，比如可以增加肌肉體積的胰島素樣生長因子-iv(IGF-iv)和機械生長因子(MGF)、可以增加肌肉圍度的肌抑制素；二，血液改造藥劑，如增加紅細胞數量的紅細胞生長素(EPO)、提高外周組織運輸氧氣能力的血管內皮生長因子(VEGF)、提高肌肉耐力的血管緊張素轉換酶基因(ACE基因)；其他藥劑如減少體重的脂肪細胞生成素、抑制乳酸堆積產生疼痛的內啡肽等。

基因興奮劑使用原理

基因興奮劑無法被檢測出來嗎？

　　相對於傳統的興奮劑，由於基因興奮劑是以基因的形式被導入人體的，而基因是每個人都有的，並且這些外來基因製造出來的蛋白又與人自身基因製造出來的蛋白非常相似，所以有人預言基因興奮劑將是一種無法檢測出的興奮劑，對此，科學家表示雖然基因興奮劑的檢測難度確實有所上升，但不是說完全無法被檢測出來。目前，關於基因興奮劑的檢測，科學界給出的建議有三點：

　一，在基因序列方面進行檢測。從理論上講，識別出外來基因是證明一個運動員使用了基因興奮劑最直接的證據，現有的科技如探針標記，已經可以實現外源DNA識別篩選的目的。但是這種檢測方法在識別準確度、取樣難度上都還有很大的誤差，所以實際操作起來的難度不小。

　　二，從基因表達出的蛋白質結構特徵方面進行檢測。以紅細胞生長素(EPO)為例，雖然外源基因(用基因興奮劑引入的基因)和內源基因(人體自有的基因)表達出來的EPO蛋白多肽序列完全相同，可是在經過多肽鏈摺疊、加工後，兩種蛋白質還是會有細微的差異，如果可以通過技術手段識別出這種差異，那麼也可以證明運動員使用了基因興奮劑。就目前的科技水平而言，識別出這種差異已不是難題，需要做的就是不斷提高檢測精度、便捷性，同時豐富可檢測物質的種類。

　　三，測定人體生化指標。研究表明，基因興奮劑除了可以合成出相應的蛋白質外，還有可能引起人體的一些自身應答反應。比如內源基因的表達異常，引入的外源基因在表達的同時，有可能干擾到一些內源基因的活性，造成相應的物質含量出現變化；相關蛋白表達異常，外源基因的引入表達還可能引起內源基因表達蛋白在結構、化學組成方面的一些異常；自身免疫反應，一些人的免疫系統會識別出外源基因及其產物，從而觸發免疫反應，導致生理指標異常；載體病毒引起的免疫反應，因為外源基因必須需要病毒作為載體才能被導入細胞核中，而這些病毒也有可能被免疫系統發現，觸發免疫反應；其他常規生理指標異常，因為外源基因的引入伴隨有相當大的不確定性，所以一些看似不相干的生理指標都可能受到影響，從而出現異常。

　　總體來說，雖然基因興奮劑的科技含量升高了，但人體作為一個協調的有機體，不可能不對外來物無所作為，或多或少都會有一些改變，所以只要我們的技術足夠先進、精確，要發現使用基因興奮劑的證據也是有可能的事。

基因興奮劑，有效又安全？

　　雖然使用了基因興奮劑就一定會留下蛛絲馬跡，但有些運動員就在想，現在的檢測技術還沒那麼先進，所以如果用一用，矇混過關的可能性也相當大。對此，專業人士的看法是，雖然檢測技術不成熟，但使用技術比檢測技術還不成熟。

　　首當其衝的就是外源基因的活性控制問題。雖然人類對基因的研究已有相當多的成果和經驗，但在活體內控制一個基因的表達還是相當有難度的。當一個外源基因被導入活體內以後，不怕它不表達，就怕它亂表達，萬一想要的蛋白沒被製造出來，反倒製造出了大量誘導細胞凋亡的蛋白，真可謂偷雞不成蝕把米。

　　其次就是免疫反應。多項實驗的結果都表明，外源基因和內源基因製造出來的蛋白質在氨基酸序列、蛋白三維結構上都存在著細微的差別，如果這種差異被免疫系統發現，就可能引起強烈的免疫應答反應，輕則蛋白失活，重則危及生命。

　　第三，也是科幻小說作家最常用的橋段，外源基因誘導主體基因突變。因為人體內的基因在功能上都是相互影響的，所以外源基因有可能會促使主體基因發生突變。你可別相信科幻電影里演的——基因突變之後，他們各個都是能力超群的大俠，現有研究表明，生物體的大多數突變都是無意義甚至致命的，很少有能促進進化的。這也正是雖然基因突變經常有，而新物種不常有的原因，很多新物種都因為突變不適宜生存而滅絕了。

　　第四，藥品雜質問題。因為引入外源基因不是一個簡單的工作，需要用到各種藥品和基因載體，所以難免有藥品純度不夠等問題發生，而這些雜質說不定就會引起什麼問題。

　　最後，外源基因負效應問題。即使我們成功的引入了外源基因，也按照計劃表達出了蛋白質，免疫系統也沒發現，但你能保證這些過量表達的蛋白質就不會對人體其他生理活動產生不好的影響嗎？人體是一個複雜的有機體，正像古人說的牽一髮而動全身，有可能這個蛋白多了，那個就少了，肌肉增加了，紅細胞數量減少了。比如促紅細胞生成素雖然可以增加血液中紅細胞的數量，但同樣也增加了血液的黏度，提高了引發高血壓、中風甚至猝死的可能性。

　　總之，在太多的不確定性面前，基因興奮劑還只是一個暢想。而無論是傳統興奮劑還是基因興奮劑，都是對體育精神的踐踏，都是需要被禁止的事。雖然現有科技既不能讓人們放心使用基因興奮劑，但也不能很好的甄別基因興奮劑，可我們相信，隨著科技的發展，這兩者的實現都不是夢想，區別就在於要維護體育的公平正義，甄別技術一定要比使用技術更強大，而這也正是科技服務人類的意義所在。