竞技体育中的基因兴奋剂

竞技体育中的基因兴奋剂

摘要当前世界反兴奋剂工作取得了长足的进步，传统的兴奋剂得到了有效的控制，一些运动员转而寻求其他方法来提高运动成绩，基因兴奋剂就是其中可能的选择之一。世界反兴奋剂组织（wada）定义基因兴奋剂为非治疗目的使用提高运动能力的基因、遗传构件和（或）细胞。近年来，基因疗法取得长足的发展，但这些技术同样可被作为基因兴奋剂而滥用。因此，尽快制定法律法规、研究检测基因兴奋剂的方法、保护运动员的健康和比赛的公正性是十分必要和紧迫的。

关键词基因兴奋剂滥用促红细胞生成素基因反兴奋剂近年来，随着分子生物学，医学等领域的巨大发展，几种疾病基因代码的破译，使得“基因治疗”方式成为可能。同时，人们发现，某些技术会导致人体运动能力的提高，使得运动员可能滥用此技术，“基因兴奋剂”的概念由此提出。本文对“基因兴奋剂”的定义、引入方法、目前最有可能被滥用的种类、检测、滥用的风险及其应付的对策做一比较全面的综述。

一、基因兴奋剂

随着生物技术的不断发展，通过多种载体有针对性地将dna、rna 等遗传物质导入到人类自体的细胞或组织中，以到达治疗疾病的目的，这就是基因治疗手段，它具有针对性强、副作用低、疗效持久等优点。正是这些优点引起了竞技体育界的关注，不少运动员期望通过基因技术提高运动成绩。这一趋势也引起了世界反兴奋剂组织

的注意。2009年，世界反兴奋剂组织明确指出基因兴奋剂包括转移细胞、遗传元件或使用细胞、遗传元件、药理学制剂等手段，以调控可以提高运动能力的内源性基因的表达。

（一）基因兴奋剂的种类

1.促红细胞生成素（ep0）基因

由于ep0可以帮助血液将更多的氧输送到缺氧的肌肉，从而增加运动员的耐力，于是自行车和长跑等运动员开始将epo作为兴奋剂使用[3]。将这种兴奋剂的产生基因注入人体，在身体里形成一个局部的荷尔蒙制造基地，传统的尿样和血样检测都无法查出。这种利用基因技术在人体内产生的合成型促红细胞生成素被称为基因型促红细胞生成素，由于它是内源性的，更加不易被检测出来。

2.胰岛素样生长因子（igf-1）基因

sweeney[3]等和哈佛大学的rosenthal等将igf-1基因植入大鼠肌肉中，结果这些大鼠的肌肉大小和力量增加了15至3o，观察发现，这些大鼠在爬楼梯运动时，肌肉力量可成倍增加。igf—i基因疗法不仅能够使运动员按照自己的需要塑造各处的肌肉，还能让他们不必担心受伤的危险。对那些需要靠补充更多体力的运动员来说，能使老鼠变得如此“强大”的故事听起来十分诱人。

3.血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，vegf）

血管内皮细胞生长因子（vegf）是体内一种强效力的促血管生成因子，能直接或间接参与血管生成，用以治疗老年人因肢体末端

供血不足而引起的组织坏死。如果运动员利用这种治疗技术增加血管的生成，将会大大增加组织的氧气和营养供给，如肺、心脏、肌肉和身体的其他部分，这些组织和器官将变得不易疲劳[5]。

4.肌肉生长抑制基因（myostatin基因）

最新研究发现myostatin基因是tgf-β家族成员，能通过抑制肌肉前体细胞的繁殖而发挥肌肉生长负调控因子的作用，具有抑制肌肉生长的作用，由肌细胞生成，只要抑制其功能，肌肉就会不受限制的生长。一所大学的研究小组做过“超级鼠”的实验，通过阻抑myostatin的活性，使肌纤维肥大与增生，肌纤维增大增粗而得到的肌肉生长，使得结缔组织也更加强壮。不仅如此，它还可提高胰岛素敏感度，使身体脂肪的比例减少。

5.生长激素（gh）

生长激素在医学上主要用于内源性生长激素分泌不足的侏儒儿童的身高增长。运动员滥用gh的主要目的是增加肌肉量以获得竞技优势。voutelakis[1]等人曾以2型腺病毒（aav2）作载体，将gh基因植入老鼠唾液腺中，获得了在4周内持续表达的gh。

（二）基因兴奋剂的危害

1.对运动员身体的危害

使用epo最大的危害是无法控制血红细胞的产量，因此，使用者很有可能会产生外周的血栓和心血管问题，很可能导致接受基因治疗的人患高血压和中风[6]。igf-1会造成肌肉体积的过度增长，由于骨骼、关节和其他联结性组织没有相应的发展，这会增加这些

联结性组织损伤的可能性。由于igf-1是一种强效生长因子，故具有诱发肿瘤的危险，肌肉在短时间内增长速度太快，可能会引起骨折或肌腱断裂。此外，igf-1对机体各器官（心脏、肝脏和肺等）有较大的危害。通过基因疗法产生的特性、能力以及带来的各种问题有可能遗传给下一代[2]。科学家强调，基因治疗最大的风险在于它的完全未知的风险。

2.对周围环境的危害

运动员接受了基因疗法，其经过基因修饰的细胞脱落或者排泄将会对周围环境造成污染。对与之密切接触的人构成了一种威胁。正常接受基因治疗的病人在接受基因疗法后，他们分泌物、血液、排泄物要在医院接受检测以确保没有污染方可出院。

二、防止基因兴奋剂滥用的手段与方法

（一）基因兴奋剂的检测方法

1.对基因元件的检测

基因元件能作为最直接的证据来指证基因兴奋剂的使用，其中检测导入的基因序列是最直观的方法。使用探针标记dna片段可以直接检测外源dna序列，但是由于外源基因序列与人体内自然表达这一功能的基因序列完全一致故而很难区分。目前，最有希望的方法是通过检测人体对载体病毒产生的抗体来推测外来基因的导入。然而这种方法很难区别抗体是由于基因治疗而产生还是来源于自然感染。而且经过改造后的病毒载体免疫性很低也给检测增加了难度。

2.对基因表达后各类异常产物的检测

越来越多的研究人员发现经过基因技术导入后产生的蛋白质与内源性的蛋白质存在不同。这在对外源性的epo的检测上比较常用。由于epo具有组织依赖性，在肌肉组织中表达的epo和在肾脏组织中表达的epo在其糖基化结构上存在区别。lasne[2]等根据这一特点，利用等电聚焦技术建立了检测方法。这一方法具有准确、灵敏的特点，但耗时较长。国内有研究人员发现利用电喷雾（esi）质谱可以检测到不同来源epo在糖链结构上的差异。但这一方法受限于epo的含量和取样量，灵敏度还不够。

3.对常规生化指标的检测

外源基因不仅改变了基因和相关蛋白的表达，还引起了一些常规生化指标的异常。通过检测5项常规血液指标来筛选可疑运动员。另外建立运动员的个人数据库，确定每位运动员蛋白质、遗传物质以及生化指标的基数值，当检测结果高于这一基数时则有理由怀疑该运动员使用了兴奋剂。

（二）加大教育力度，让运动员清楚使用基因兴奋剂的危险性许多运动员没有充分认识使用基因兴奋剂的对身体可能造成的危害性[7]。因此，对运动员和他们身边的工作人员，如教练、队医等进行反兴奋剂教育十分重要。运动员们了解到的往往是基因兴奋剂的优点，而试图去使用基因兴奋剂，特别是当知道这种兴奋剂不易被检测到的时候。要让运动员知道基因疗法是用来治疗特定疾病的，滥用兴奋剂对自己、他们的亲人、周围的环境都会有一定的