本書內(nèi)容的編排按照時(shí)間順序與故事情節(jié)展開，因此我們也可以把它當(dāng)作一部反映基因發(fā)展史的傳記。該故事起源于孟德爾（Mendel）種植豌豆的花園。1864年，他在摩拉維亞一座不起眼的修道院里發(fā)現(xiàn)了“遺傳因子”，可惜這項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的成果旋即被人們遺忘（“基因”一詞直到幾十年后才問世）。孟德爾定律與達(dá)爾文進(jìn)化論有部分內(nèi)容不謀而合?；蚋拍畹臋M空出世使得英美兩國的改革派喜出望外，他們希望通過操縱遺傳規(guī)律來加速人類進(jìn)化與解放。20世紀(jì)40年代，納粹德國為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)已經(jīng)達(dá)到瘋狂的極限，他們利用某些殘忍的人體實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證優(yōu)生學(xué)理論，其中包括監(jiān)禁、絕育、安樂死以及滅絕人性的屠殺。

第二次世界大戰(zhàn)（以下簡稱“二戰(zhàn)”）結(jié)束后科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展促成了生物學(xué)領(lǐng)域的革命。研究證實(shí)DNA（脫氧核糖核酸）就是遺傳信息的載體。如果我們使用專業(yè)術(shù)語來表述基因的“作用”，那么基因就是通過編碼化學(xué)信息來合成蛋白質(zhì)，從而控制生物的性狀并且行使生物學(xué)功能。詹姆斯·沃森（JamesWatson）、弗朗西斯·克里克（FrancisCrick）、莫里斯·威爾金斯（MauriceWilkins）與羅莎琳德·富蘭克林（RosalindFranklin）都是杰出的科學(xué)家，他們共同努力的結(jié)果揭示了DNA三維結(jié)構(gòu)的奧秘，并且提出了具有標(biāo)志性意義的“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”學(xué)說。隨后科學(xué)家們乘勝追擊，迅速破解了遺傳密碼的規(guī)律。

20世紀(jì)70年代，有兩項(xiàng)對遺傳學(xué)起到重要影響的技術(shù)問世，這就是我們耳熟能詳?shù)幕驕y序與基因克隆，它們分別代表著基因的“讀取”與“復(fù)制”（“基因克隆”包括所有用于從生物體中提取基因，然后經(jīng)過一系列體外操作后獲得雜交基因，并且這些雜交基因可以在活細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制的技術(shù)）。20世紀(jì)80年代，人類遺傳學(xué)家開始使用這些技術(shù)比對并鑒別疾病相關(guān)基因，例如亨廷頓病與囊性纖維化。開展此類基因鑒定工作意味著遺傳病管理進(jìn)入了新紀(jì)元，而這些技術(shù)能夠讓父母對胎兒進(jìn)行篩查，如果胎兒攜帶危害健康的突變基因，那么父母可以選擇終止妊娠（對于許多為胎兒檢測唐氏綜合征、囊性纖維化或者泰伊—薩克斯二氏病基因的父母，以及那些接受BRCA1或BRCA2基因檢測的女性而言，他們實(shí)際上已經(jīng)成為基因診斷、管理與優(yōu)化領(lǐng)域的受益者）。本書講述的故事并非遙遠(yuǎn)的夢想，人類征服基因的時(shí)代已經(jīng)到來。

我們在許多人類腫瘤中發(fā)現(xiàn)了多種類型的基因突變，這也為深入了解此類疾病的遺傳學(xué)改變奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)人類基因組計(jì)劃的實(shí)施則將該領(lǐng)域推至自然科學(xué)的巔峰，并且在堪稱典范的國際合作中順利完成了全部人類基因的比對與測序工作。2001年，人類基因組草圖正式公布。根據(jù)基因組計(jì)劃的發(fā)展方向，我們將從基因?qū)用鎭砝斫馊祟愡z傳過程中變異與“正常”的行為。

與此同時(shí)，基因還涉及某些敏感內(nèi)容，例如民族關(guān)系、種族歧視以及智力差異，當(dāng)然這也可能成為政治與文化領(lǐng)域中引起廣泛爭議的焦點(diǎn)話題。除此之外，基因也顛覆了我們對于性別、身份以及選擇的理解，從而直接影響到每個(gè)人的切身利益。

人類遺傳學(xué)的三大挑戰(zhàn)

現(xiàn)在人類遺傳學(xué)還面臨著三項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)，而它們均與辨別、分割和最終重建有關(guān)。其中第一項(xiàng)挑戰(zhàn)就是辨別人類基因組中信息編碼的確切本質(zhì)。盡管人類基因組計(jì)劃已經(jīng)為后續(xù)工作奠定了基礎(chǔ)，但是目前我們還面臨著許多懸而未決的問題，例如，人類基因組中30億個(gè)堿基對究竟“編碼”了什么信息？基因組中的功能元件是什么？盡管基因組包含有21000至24000個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，但是其中分布的基因調(diào)節(jié)序列與DNA片段（內(nèi)含子）將把基因分割成不同的區(qū)塊?；蚪M中的信息可以構(gòu)建成千上萬的RNA分子，雖然它們無法被翻譯成蛋白質(zhì)，但是依然會(huì)在細(xì)胞生理過程中發(fā)揮多種作用。而我們曾經(jīng)認(rèn)為的那些“垃圾”DNA有可能編碼了幾百種未知的功能。此外，在細(xì)胞核的三維結(jié)構(gòu)中，染色體在經(jīng)過纏繞與折疊后可以通過相互接觸發(fā)揮作用。

到目前為止，基因變化僅對那些導(dǎo)致表型發(fā)生顯著改變的高外顯率疾病具有強(qiáng)大的預(yù)測作用。由于我們很難對于多個(gè)基因變異形成的組合進(jìn)行解讀，因此根本無法確定某種特定基因的排列組合（基因型）在未來會(huì)產(chǎn)生何種特定結(jié)果（表型），而此類情況在結(jié)果受到多個(gè)基因支配的時(shí)候顯得尤為突出。

但是隨著新技術(shù)的應(yīng)用，這種僵局將很快得到改觀?，F(xiàn)在讓我們在腦海中虛擬一項(xiàng)思維實(shí)驗(yàn)。假設(shè)我們可以前瞻性（在不了解任何兒童未來的前提下）地對10萬名兒童的基因組進(jìn)行全面測序，然后針對每位兒童創(chuàng)建出包含全部變異與功能元件組合在內(nèi)的數(shù)據(jù)庫（這里所說的10萬只是一種數(shù)量上的泛指，實(shí)驗(yàn)對象可以被擴(kuò)展至任何數(shù)量的兒童）?，F(xiàn)在假設(shè)我們已經(jīng)獲得了該隊(duì)列兒童的“命運(yùn)圖譜”，并且將鑒定出的每種疾病與生理異常記錄于平行的數(shù)據(jù)庫中，那么我們或許可以將這種記錄著個(gè)體全套表型（屬性、特征、行為）的圖譜稱為人類“表型組”。接下來，假設(shè)某種計(jì)算引擎能夠?qū)碜赃z傳圖譜或命運(yùn)圖譜的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘配對，那么我們就可以根據(jù)這些結(jié)果對于雙方做出預(yù)測。盡管上述方法仍存在各種不確定性（甚至非常嚴(yán)重），但是10萬份基因組與表型組圖譜構(gòu)成的數(shù)據(jù)集依然具有強(qiáng)大的說服力，它可以描繪出編碼于基因組內(nèi)部的人類命運(yùn)本質(zhì)。

這種命運(yùn)圖譜的特別之處就在于它不會(huì)受到疾病檢測領(lǐng)域的局限，該方法還可以根據(jù)我們的需求在廣度、深度以及詳細(xì)程度上進(jìn)行調(diào)整。目前命運(yùn)圖譜可能的應(yīng)用范圍包括低出生體重兒、學(xué)齡前學(xué)習(xí)障礙、青春期短暫躁動(dòng)、青少年迷戀、婚姻、出柜、不孕癥、中年危機(jī)、成癮傾向、左眼白內(nèi)障、早禿、抑郁、心臟病以及晚期卵巢癌或乳腺癌。雖然這種實(shí)驗(yàn)在過去簡直無法想象，但是計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與基因測序的協(xié)同作用將使其在未來成為可能。我們可以把它看作某種規(guī)模龐大的雙胞胎實(shí)驗(yàn)（研究對象并不是雙胞胎）：該方法可以跨越時(shí)空對基因組與表型組進(jìn)行匹配，然后通過計(jì)算創(chuàng)建出數(shù)以百萬計(jì)的虛擬遺傳“雙胞胎”，而這些排列組合就能夠被用于生命事件的注釋。

由于通過基因組來預(yù)測疾病與命運(yùn)的方法具有自身局限性，因此我們需要對于此類項(xiàng)目保持清醒的認(rèn)識(shí)?！耙苍S，”就像某位評論員所批評的那樣，“遺傳學(xué)解釋的命運(yùn)最終將脫離傳統(tǒng)的病因?qū)W理論，它不僅無法完全呈現(xiàn)環(huán)境因素的作用，還會(huì)產(chǎn)生某些可怕的醫(yī)學(xué)干預(yù)手段，而這種方法對于詮釋人類命運(yùn)根本沒有任何作用。”但是此類研究的意義在于它可以“擺脫”疾病的束縛，人們可以通過基因來理解個(gè)體發(fā)育與命運(yùn)轉(zhuǎn)歸的變遷。如果能夠?qū)⒈尘耙蕾嚮颦h(huán)境依賴的情況稀釋或?yàn)V除，那么保留下來的就是深受基因影響的事件?？傮w而言，只要人群數(shù)量與計(jì)算能力達(dá)到一定程度，我們就可以確定并算出基因組擁有的全部預(yù)測能力。

后人類時(shí)代來臨

到底是什么力量或機(jī)制才能解釋人類個(gè)體截然不同的命運(yùn)與選擇呢？人們在18世紀(jì)之前曾經(jīng)把個(gè)體命運(yùn)歸結(jié)于神的旨意。

19世紀(jì)與20世紀(jì)的醫(yī)學(xué)發(fā)展為命運(yùn)與選擇提供了更為世俗化的概念。疾病或許是命運(yùn)中最為常見的典型代表，我們可以通過規(guī)范的術(shù)語對其進(jìn)行描述，它們不再是天譴神罰的愚昧無知，而是風(fēng)險(xiǎn)、暴露、體質(zhì)、環(huán)境與行為共同作用的結(jié)果。與此同時(shí)，我們把選擇理解為個(gè)體心理、經(jīng)歷、記憶、創(chuàng)傷與身世表達(dá)的一種方式。到了20世紀(jì)中期，身份、親緣、氣質(zhì)與偏好（異性戀與同性戀或沖動(dòng)與謹(jǐn)慎）越來越多地被描述為是心理沖動(dòng)、個(gè)人歷史與隨機(jī)因素交互作用產(chǎn)生的現(xiàn)象，因此就誕生了涵蓋命運(yùn)與選擇的流行病學(xué)。

在21世紀(jì)開始的前10年，我們開始學(xué)習(xí)使用另外一種語言來講述因果，然后以此來構(gòu)建某種全新的自我流行病學(xué)：我們開始從基因與基因組的角度來描述疾病、身份、親緣、氣質(zhì)以及偏好，并且最終運(yùn)用上述理論來詮釋命運(yùn)與選擇。盡管基因作為反映人類本質(zhì)與命運(yùn)的唯一途徑并非是遙不可及的天方夜譚，但是這種頗具爭議的觀點(diǎn)也讓我們在面對歷史與未來的時(shí)候謹(jǐn)言慎行：基因?qū)τ谌祟惿娴挠绊懸h(yuǎn)比我們想象中的更為錯(cuò)綜復(fù)雜與驚心動(dòng)魄。當(dāng)我們嘗試去定向解讀、改變與操縱基因組，并且獲得改變未來命運(yùn)與選擇的能力時(shí)，上述觀點(diǎn)也就變得愈發(fā)具有煽動(dòng)性與破壞性。1919年，摩爾根曾經(jīng)寫道：“人類最終會(huì)了解自然的本質(zhì)，而所謂的神秘莫測不過是場錯(cuò)覺罷了?！彪S著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，我們當(dāng)前正在把摩爾根的結(jié)論從了解自然擴(kuò)展至領(lǐng)悟人性。

我的腦海中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)賈古與拉杰什的身影，假設(shè)兄弟二人出生在距今50年到100年的未來，那么他們的生活軌跡又會(huì)是什么樣子呢？我們能否根據(jù)遺傳學(xué)易感性來治愈摧殘他們生命的疾病呢？這種知識(shí)能否幫助他們恢復(fù)“正?！蹦?？如果答案是肯定的話，那么又會(huì)涉及何種道德、社會(huì)與生物危害呢？人們對于這種類型的知識(shí)是否會(huì)產(chǎn)生全新的理解與同情呢？還是說它們會(huì)成為新型歧視的核心內(nèi)容？

這種知識(shí)能被用來重新定義什么是“自然”嗎？但是“自然”到底是什么呢？我捫心自問。從一方面來說，它具有變異、突變、轉(zhuǎn)換、無常、離散與流動(dòng)的屬性；而另一方面，它還表現(xiàn)出恒常、持久、完整與保真的特征。那么我們該如何辨別自然的身份呢？由于DNA本身就是一種自相矛盾的分子，因此它編碼的生物體也是千奇百怪。我們原本想從遺傳特征中總結(jié)出恒常的規(guī)律，但是卻在不經(jīng)意之間發(fā)現(xiàn)了變異（對立面）的奧秘，同時(shí)還認(rèn)識(shí)到突變是保持人類本質(zhì)的必要條件。我們體內(nèi)的基因組正在努力維系著各種力量之間脆弱的平衡，其中就包括彼此互補(bǔ)的雙螺旋結(jié)構(gòu)、錯(cuò)綜復(fù)雜的過去和未來以及揮之不去的欲望和記憶，而這也構(gòu)成了世間萬物最為人性的核心。因此如何科學(xué)管理就成為人類認(rèn)知世界與明辨是非的終極挑戰(zhàn)。（節(jié)選自《見識(shí)叢書10：基因傳（精裝版）》中信出版集團(tuán)）

作者簡介

悉達(dá)多·穆克吉（SiddharthaMukherjee），印度裔美國醫(yī)生、腫瘤專家、知名科普作家。

他曾就讀于牛津大學(xué)，并在斯坦福大學(xué)和哈佛大學(xué)取得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，他還是哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心助理教授，他的研究主要集中在癌癥治療和與血細(xì)胞有關(guān)的基因功能。2010年，他出版著作《眾病之王：癌癥傳》，并于次年榮獲普利策文學(xué)獎(jiǎng)，《時(shí)代》雜志稱其為“1923年以來有影響力的100本英語書之一”。2016年，《基因傳》出版后，迅速高居亞馬遜榜單，成為《紐約時(shí)報(bào)》暢銷書，《華盛頓郵報(bào)》《西雅圖時(shí)報(bào)》年度好書。

譯者簡介

馬向濤，研究員/副主任醫(yī)師，畢業(yè)于北京大學(xué)并獲得外科學(xué)博士學(xué)位，長期從事外科腫瘤學(xué)臨床與基礎(chǔ)研究，翻譯了《基因傳》《腫瘤臨床試驗(yàn)》等專著，曾經(jīng)榮獲首都優(yōu)秀醫(yī)務(wù)工作者獎(jiǎng)?wù)?。馬向濤博士是北京市海淀區(qū)醫(yī)療資源統(tǒng)籌服務(wù)中心主任，同時(shí)還兼任《腫瘤防治研究》與《腫瘤研究與臨床》雜志編委，曾在《中華醫(yī)學(xué)雜志》《癌癥》《醫(yī)學(xué)與哲學(xué)》等數(shù)十種國內(nèi)外期刊上發(fā)表文章100余篇。馬向濤博士致力于醫(yī)學(xué)人文傳播與健康知識(shí)科普，現(xiàn)在與家人生活在北京。

內(nèi)容簡介

《基因傳》罕見地完整講述了基因理論的起源、發(fā)展和未來，按照時(shí)間順序和故事情節(jié)展開，是一部反映基因發(fā)展史的傳記?！痘騻鳌芬彩且徊靠茖W(xué)家們在探究基因奧秘的過程中攻堅(jiān)克難的故事，像偵探小說一樣，以科學(xué)家們不斷遇到的新問題為線索步步深入，既深入淺出地梳理了基因理論的脈絡(luò)，又真實(shí)記錄了科學(xué)家們的合作與斗爭、成功與失敗?！痘騻鳌芬仓v述了基因理論被政治歪曲利用導(dǎo)致的歷史災(zāi)難和教訓(xùn)，以及基因技術(shù)與制度、文化、倫理、道德的沖撞和博弈。有精彩故事，有人性糾葛，有歷史進(jìn)退，《基因傳》是一部有溫度的、敘事高超的科普通識(shí)讀物。人類從來沒有像今天這樣無限接近生命的真相，當(dāng)我們能夠掌控和改造人類基因時(shí)，“人類”的概念也許將從根本上發(fā)生改變，后人類時(shí)代正在來臨。《基因傳》所講的故事，與每個(gè)人都息息相關(guān)。

相關(guān)鏈接：

“基因”的概念

“基因”既是遺傳物質(zhì)的基本單位，也是一切生物信息的基礎(chǔ)。本書講述了基因這個(gè)科學(xué)史上最具挑戰(zhàn)與危險(xiǎn)的概念的起源、發(fā)展與未來。我使用“危險(xiǎn)”這個(gè)形容詞來表述并非危言聳聽。在整個(gè)20世紀(jì)中，“原子”“字節(jié)”以及“基因”這三項(xiàng)極具顛覆性的科學(xué)概念得到迅猛發(fā)展，并且成功引領(lǐng)人類社會(huì)進(jìn)入到三個(gè)不同的歷史階段。盡管這些概念在19世紀(jì)時(shí)就為人們所預(yù)見，但是直到20世紀(jì)它們才發(fā)出耀眼的光芒。這些概念在問世之初只是為了解決某個(gè)具體問題，可是它們后來卻滲透到生活的方方面面，最終對文化、社會(huì)、政治以及語言產(chǎn)生了巨大影響。截至目前，這三項(xiàng)概念在結(jié)構(gòu)上竟有驚人的相似之處，其框架均由最基本的組織單元構(gòu)成：例如原子是物質(zhì)的最小單元，字節(jié)（或比特）是數(shù)字信息的最小單元，而基因則是遺傳與生物信息的最小單元。

任何一個(gè)有機(jī)體的結(jié)構(gòu)都要比組成它的基因復(fù)雜，但是你只有先了解這些基因才能領(lǐng)悟其玄妙之處。19世紀(jì)90年代，當(dāng)荷蘭生物學(xué)家雨果·德·弗里斯（HugodeVries）偶然接觸到基因概念時(shí)，他敏銳地意識(shí)到人們對于自然界的認(rèn)知將發(fā)生翻天覆地的變化。“數(shù)量相對較少的某些因子經(jīng)過不計(jì)其數(shù)的排列組合后形成了整個(gè)有機(jī)世界……就像研究物理與化學(xué)需要回歸到分子與原子層面一樣，我們需要通過生物科學(xué)手段來了解基因在大千世界中發(fā)揮的作用?！?/p>

目前人們對于基因的理解已經(jīng)日臻完善，并且由此擺脫了實(shí)驗(yàn)室階段的束縛，我們開始有目的地在人類細(xì)胞中進(jìn)行研究與干預(yù)工作。染色體是細(xì)胞中攜帶遺傳物質(zhì)的載體，其外形好似細(xì)長的纖維，上面攜帶有成千上萬個(gè)以鏈狀結(jié)構(gòu)相連的基因。人類共有46條染色體，其中23條來自父親，另外23條來自母親。基因組指的是某個(gè)有機(jī)體攜帶的全套遺傳信息（可以把基因組當(dāng)作一部收錄所有基因的百科全書，其中涵蓋了注釋、說明與參考文獻(xiàn)）。人類基因組大約包括21000至23000個(gè)基因，它們在人體生長發(fā)育、細(xì)胞修復(fù)以及功能維持方面起著決定作用。鑒于基因技術(shù)在過去20年間得到迅猛發(fā)展，因而我們能夠從時(shí)間與空間上破解部分基因發(fā)揮上述復(fù)雜功能的機(jī)制作用。

不僅如此，我們偶爾也會(huì)通過定向改造基因來影響它們的功能，最終使身體狀態(tài)、生理機(jī)能甚至人類本身發(fā)生改變。這種從理論到實(shí)踐的飛躍使遺傳學(xué)在科學(xué)界中產(chǎn)生了巨大的反響。起初我們在研究基因時(shí)只是想了解它們在影響人類特征、性別或者性格時(shí)起到的作用。可是當(dāng)我們開始設(shè)法通過改造基因來影響人類特征、性別或者行為的時(shí)候，其意義已經(jīng)截然不同了。前者的意義可能只局限于心理學(xué)與神經(jīng)學(xué)進(jìn)展，而充滿挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)的后者才應(yīng)該萬眾矚目。