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我們因何為人

2018-01-17 20:08:56孫欣
三聯(lián)生活周刊 2018年3期
關(guān)鍵詞:遺傳學(xué)基因組測(cè)序

孫欣

基因是人類的內(nèi)核,人工智能是人類的映象。要從根本上保衛(wèi)人類,就必須了解人類的內(nèi)核。

你真的了解基因嗎?

在牛津大學(xué)給小學(xué)生的科學(xué)推廣會(huì)上,我工作的心臟發(fā)育實(shí)驗(yàn)室通常準(zhǔn)備兩個(gè)實(shí)驗(yàn):一個(gè)是在心臟里表達(dá)綠色熒光基因的斑馬魚幼體,一個(gè)是從草莓中制備DNA。有時(shí)我會(huì)想象:那些嘰嘰喳喳、穿著深藍(lán)色毛衣的小孩子們會(huì)如何向家長(zhǎng)描述黑暗中綠色發(fā)光心臟的搏動(dòng),還有從溶液中挑出,纏繞在細(xì)玻璃棒末端的絲狀物竟然就是人們經(jīng)常談?wù)摰腄NA,承載著草莓之所以成為草莓的全部遺傳信息。這些孩子們?nèi)蘸笕粲袡C(jī)會(huì)從一盤培養(yǎng)的人類細(xì)胞中提取DNA,可能會(huì)想到同樣的問(wèn)題:“這些白色的絲狀物,就包含我們之所以是人的全部信息嗎?”

“基因”是一個(gè)普通人也會(huì)隨時(shí)掛在嘴邊的詞。曾經(jīng)有人問(wèn)過(guò)我,我的專業(yè)是不是叫作“基因?qū)W”?我只好告訴他這個(gè)領(lǐng)域的固有名稱是“遺傳學(xué)”。普通人對(duì)遺傳學(xué)的一知半解,并不妨礙他們振振有辭地談?wù)撃承┗蚴呛没?,某些基因是壞基因;某些人吃不胖是因?yàn)榛?,某群人比另一些人?jīng)濟(jì)優(yōu)越、生活得好,也是因?yàn)榛颉@些說(shuō)法在新式和舊式的社交圈里傳播得很廣,仿佛因?yàn)槭褂昧恕盎颉边@個(gè)詞,就等于蓋上了科學(xué)檢驗(yàn)合格的戳記。有那么一段時(shí)間,中國(guó)曾經(jīng)流行服用核酸保健品,認(rèn)為吃下構(gòu)成基因的組分,就會(huì)使基因更強(qiáng)壯?,F(xiàn)在全世界都流行度身定制基因測(cè)序,只要一點(diǎn)口腔上皮細(xì)胞,一點(diǎn)血液,人就能得知自己的全部秘密。人們?cè)谂笥讶Πl(fā)布著測(cè)序公司給出的結(jié)果,說(shuō)自己的基因有百分之幾是漢人,百分之幾是藏人,好像是馬賽克拼起來(lái)的一樣。專業(yè)和業(yè)余知識(shí)分子都對(duì)人類的未來(lái)充滿憂慮:AI人工智能正在越來(lái)越強(qiáng)大,經(jīng)過(guò)基因改造的超級(jí)人類隨時(shí)可能誕生。普通人類的命運(yùn)在這樣內(nèi)外夾擊的情境下,可以說(shuō)是四面楚歌,若不及時(shí)奮起反抗,只有衰敗和滅亡的份兒??墒牵?fàn)幍拈L(zhǎng)矛應(yīng)該投向何方呢?

悉達(dá)多·穆克吉在他的重磅作品《眾病之王:癌癥傳》完成之后六年,寫出了《基因傳》。這本書的內(nèi)容覆蓋之廣和發(fā)掘之深都令人折服。基因在智慧產(chǎn)生于這個(gè)星球之前很久已經(jīng)存在,一直以它自己的速度增殖和變化。這本書講的是人類為發(fā)現(xiàn)決定著生物性狀的基因,付出的種種努力和收獲。人類作為唯一的高等智慧生物,擁有向外和向內(nèi)探索的能力。21世紀(jì)是前所未有的科技大發(fā)展的世紀(jì),人類向別的星球送出探測(cè)器,記錄并破解了大量物種(包括人類在內(nèi))的遺傳密碼——基因?;蚴侨祟惖膬?nèi)核,人工智能是人類的映象。要從根本上保衛(wèi)人類,就必須了解人類的內(nèi)核。

21世紀(jì)是基因的世紀(jì)

《基因傳》首先是一本科普書,它告訴讀者:自古代以來(lái)人們是如何注意到生物的傳播方式和人類繁衍中的規(guī)律,并推想遺傳物質(zhì)的傳遞方式。一代代人不懈探究,從看似微不足道毫不相干的生物著手,做了許許多多外人看來(lái)枯燥繁瑣的工作,終于逐漸逼近遺傳的本質(zhì)。在20世紀(jì)和21世紀(jì),遺傳學(xué)研究進(jìn)入了井噴式爆發(fā)階段??茖W(xué)家終于鑒定出了細(xì)胞中攜帶遺傳信息的分子,破譯了遺傳密碼,并第一次將人類的遺傳信息從頭到尾讀出并記錄下來(lái)。在全新的時(shí)代,人類利用已有的基因知識(shí)治療以前無(wú)法可想的病痛,只有一步之遙。它也是一部歷史書,記述著科學(xué)的歷史和個(gè)人的歷史:從畢達(dá)哥拉斯的男性精液攜帶遺傳信息理論,到達(dá)爾文潛心研究加拉帕戈斯群島的13種雀類變異體之間的關(guān)系,到人類基因組計(jì)劃的團(tuán)隊(duì)與塞萊拉公司你爭(zhēng)我趕地完成線蟲、果蠅直至人類基因組的測(cè)序。作者自己的祖母一家人經(jīng)歷了印巴分治的大動(dòng)亂,叔叔和表兄終生被精神疾患折磨,父親在老年來(lái)臨時(shí)患上了令他難堪又無(wú)法醫(yī)治的疾病。穆克吉見(jiàn)證了這一切,又要將這些人生背后的遺傳決定因素傳給他的兩個(gè)女兒?;虻膫鞒泻捅磉_(dá),正是我們所有人的共同命運(yùn)。這是所有私人歷史的共性,從某種意義上來(lái)說(shuō),家族的歷史就是把基因的歷史以語(yǔ)言文字的方式表達(dá)出來(lái)。

這本書也闡述了關(guān)于基因的哲學(xué)。如作者父親所說(shuō),基因是一種“身份”:在孟加拉語(yǔ)中,這個(gè)詞包含有“不可分割”和“難以理解”的意思。穆克吉認(rèn)為,遺傳物質(zhì)也具有相似的特征——不可分割,難以理解,形影不離,身份獨(dú)立?;蜻@種身份在卵子受精時(shí)就已決定下來(lái),再由生活環(huán)境和成長(zhǎng)經(jīng)歷雕琢研磨出細(xì)微或深刻的紋理。研究人的基因組,就等于同時(shí)在研究人之所以成為人的本質(zhì),研究人類來(lái)源的地理旅程和進(jìn)化旅程。

如今任何受過(guò)訓(xùn)練的遺傳學(xué)研究人員,如果想要得到一個(gè)基因的某段序列,都可以打開網(wǎng)站,輕易地查閱幾百個(gè)物種里此基因的不同版本。這樣廣博的基因組信息數(shù)據(jù)庫(kù),并非像雅典娜一樣,一出生即具備了全副武裝,它背后是無(wú)數(shù)人的冥思苦想和日夜工作。在尋找基因的路上,直到人們向各個(gè)方向的探索走出非常遠(yuǎn),才會(huì)找到零星的路標(biāo)和指向——這也幾乎是所有科學(xué)研究在“21世紀(jì)是基因的世紀(jì)”最初時(shí)的狀態(tài)。遺傳學(xué)的開山之祖孟德爾用了10年時(shí)間發(fā)表了他的豌豆研究成果,在他生前卻并未被科學(xué)界注意到。做完豌豆實(shí)驗(yàn)以后,孟德爾還浪費(fèi)了大量精力在橙黃山柳菊上,結(jié)果一無(wú)所獲。摩爾根的辦公室里滿是香蕉,散發(fā)著令人作嘔的腐爛水果的氣味,大群果蠅像黑紗一樣撲來(lái)?yè)淙?。?jīng)過(guò)上千次雜交實(shí)驗(yàn),摩爾根和他的學(xué)生才繪制出了果蠅的部分遺傳連鎖圖譜。羅莎林德·富蘭克林在解決了DNA含水量的關(guān)鍵問(wèn)題之后,才得到了精美絕倫的DNA的X射線衍射圖。我作為自大學(xué)起就進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)小小研究人員,身臨其境體驗(yàn)著基因研究的大發(fā)展。在讀這本書的過(guò)程中,仿佛是看快進(jìn)電影一樣回睹牛車速度升級(jí)為光速。

“21世紀(jì)是生物的世紀(jì)”,其實(shí)是“21世紀(jì)是基因的世紀(jì)”。穆克吉的筆寫的是最近幾年的事情,讓人像是在讀一段蓬蓬勃勃的大歷史,因?yàn)檫@些事件正在發(fā)生和上升,并發(fā)揮出無(wú)可抵擋的改造社會(huì)和觀念的力量?!痘騻鳌芬砸环N盡可能寬廣的視角,見(jiàn)證歷史的同時(shí)也在書寫歷史。不僅是只有科研人員的歷史,而是所有人都參與目睹的歷史。

所謂優(yōu)良基因

《基因傳》對(duì)普通讀者的最大意義,也許是在追本溯源、分肌辟理地介紹基因的來(lái)龍去脈的同時(shí),不費(fèi)吹灰之力地戳破了社會(huì)上流行的許多偏見(jiàn),尤其是社會(huì)上不少人都持有的優(yōu)良基因偏見(jiàn)和種族偏見(jiàn)。自基因概念誕生起,包括一些科學(xué)家在內(nèi),就把全副身心投入通過(guò)“優(yōu)生學(xué)”,通過(guò)鑒定基因優(yōu)劣的方式改良人類。達(dá)爾文的表弟弗朗西斯·高爾頓不厭其煩地收集了許多人類測(cè)量指標(biāo),發(fā)現(xiàn)它們都呈正態(tài)分布。雖然他為后世的遺傳學(xué)留下了不少珍貴的數(shù)據(jù),但他的理論認(rèn)為貴族得以世襲的基礎(chǔ)是智慧令達(dá)爾文不以為然。20世紀(jì)30年代,遺傳學(xué)被意識(shí)形態(tài)惡斗的兩方以不同的方式扭曲,作為政治工具。納粹德國(guó)和美國(guó)認(rèn)為基因與生俱來(lái),不可改變,“猶太人就是猶太人”,大力開展種族凈化運(yùn)動(dòng),將被社會(huì)標(biāo)簽為“劣等”的人進(jìn)行大量絕育、監(jiān)禁甚至謀殺,以納粹德國(guó)的種族清洗為災(zāi)難頂點(diǎn)。另一方面,蘇聯(lián)以李森科為代表的環(huán)境適應(yīng)論者則認(rèn)為動(dòng)植物的遺傳背景都可以被環(huán)境重置,人們的差異可以被清除,“任何人都可以成為其他人”。對(duì)立的意識(shí)形態(tài)尋覓稱手的打擊敵人的工具,不約而同找上了遺傳學(xué)。政治狂熱最終過(guò)去,社會(huì)創(chuàng)傷得以平復(fù),遺傳學(xué)也洗清了被潑的污水。

不可否認(rèn)的是:在偏執(zhí)的政治氣氛高燒不退時(shí),科學(xué)家隊(duì)伍中也頗有一些人或有意或無(wú)意地做了幫兇。如今看來(lái),20世紀(jì)30年代的遺傳學(xué)全部知識(shí)加起來(lái)還不如現(xiàn)在的一個(gè)中學(xué)生,人們卻憑借那點(diǎn)少得可憐的證據(jù)肆無(wú)忌憚地大搞社會(huì)凈化,把殺人機(jī)器開足馬力轉(zhuǎn)起來(lái)。穆克吉把這本書獻(xiàn)給卡麗·巴克,一個(gè)無(wú)辜的女人,被剝奪了母親,被強(qiáng)奸,懷孕,被判定為癡愚,最終被判決接受絕育手術(shù)。她的身后是無(wú)數(shù)被侮辱和損害甚至失去生命的人,被認(rèn)為攜帶“劣質(zhì)”基因的移民。穆克吉用《基因傳》來(lái)紀(jì)念受害者,記住那些迫害者的名字:美國(guó)當(dāng)時(shí)最高法院的大法官小奧利弗·溫德爾·霍姆斯,德國(guó)物理學(xué)家和生物學(xué)家阿爾弗雷德·普羅茲,德國(guó)遺傳學(xué)家海因里?!げ枴切┮粫r(shí)風(fēng)光、自認(rèn)為把持著自然真理與公義的人。

“科學(xué)史上最著名的種族主義者”、瑞士博物學(xué)家路易斯·阿加西斯認(rèn)為白種人、黃種人和黑種人分別獨(dú)立起源于不同的祖先。種族差異論在另一本作品《鐘形曲線》里被進(jìn)一步放大。這本書的作者認(rèn)為不同人種間存在著智商差異,認(rèn)為非洲裔美國(guó)人在美國(guó)社會(huì)中的不利地位是因?yàn)樗麄兊男闹墙Y(jié)構(gòu)存在問(wèn)題。然而遺傳學(xué)家發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明,與這些通過(guò)外觀和社會(huì)地位來(lái)推斷遺傳差別的臆測(cè)正相反,來(lái)自不同種族、不同地域的人類之間基因組差別極小,還不如大猩猩之間的差別大。線粒位追蹤研究顯示最早的人類來(lái)自非洲,經(jīng)過(guò)數(shù)次大遷移遍布世界各地。按照種族界限將人類分類,或是將智力、犯罪、創(chuàng)造力與暴力等遺傳特征凌駕于種族界限之上,都沒(méi)有一絲一毫的可靠遺傳學(xué)或分類學(xué)證據(jù)支持。“盡管遺傳學(xué)于19世紀(jì)釋放出了科學(xué)種族主義的幽靈,但幸運(yùn)的是基因組學(xué)終于將它重新降伏?!比祟惢蚪M中的變異以恒定的速度出現(xiàn)并影響人類的適應(yīng)性,正是這種變異造成了人類的千差萬(wàn)別,以適應(yīng)千差萬(wàn)別的環(huán)境。心理學(xué)家艾莉森·高普尼克曾經(jīng)寫道:“如果沒(méi)有人去讀書,那么就不存在閱讀障礙。如果你在大家狩獵的時(shí)候走神,那么這不僅無(wú)大礙而且還可能是某種優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)(例如狩獵者可以同時(shí)注意多個(gè)目標(biāo))。”

在21世紀(jì),由強(qiáng)大的測(cè)序、克隆、表達(dá)、修飾工具武裝起來(lái)的基因研究,對(duì)人類社會(huì)的真正意義不僅在于把人類從固有偏見(jiàn)的隔閡和預(yù)設(shè)的敵意中拯救出來(lái),更是要把人類從疾病的痛苦中拯救出來(lái)。從基因?qū)用嫒胧置鞔_疾病機(jī)理,合成治療疾病的關(guān)鍵藥物分子,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)提前診斷和預(yù)防。基因研究全面開展后時(shí)間不長(zhǎng),人們就利用克隆技術(shù)制備出了糖尿病人所需的胰島素和血友病人需要的第八凝血因子。做出此成就的基因泰克公司開拓了生物制藥的新領(lǐng)域。在意識(shí)到基因缺陷是許多疾病的成因以后,醫(yī)生和科學(xué)家攜起手來(lái)搜集整理人類遺傳病并付出了極大的努力定位致病突變。找到亨廷頓舞蹈癥和囊性纖維化的基因突變是人類對(duì)遺傳病謎團(tuán)的初步征服,人類基因組計(jì)劃的完成更是大大縮短了尋找致病突變的進(jìn)程。胎兒早期的染色體診斷和測(cè)序診斷,讓人類終于在繁衍后代的關(guān)鍵時(shí)刻擁有了選擇權(quán)。隨著后基因組時(shí)代的來(lái)臨,用分化的人類胚胎干細(xì)胞取代體內(nèi)的病變機(jī)體,用CRISPR基因修飾技術(shù)對(duì)攜帶致病突變的基因組實(shí)行剪切,還有通過(guò)個(gè)體測(cè)序了解每個(gè)人的遺傳背景從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的個(gè)體醫(yī)療,都很可能成為現(xiàn)實(shí)。了解基因能讓我們了解我們?yōu)楹紊鵀槿?,并將使我們成為寬容、公平、善良、不為疾病所擾的更好的人。

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