电影里的基因改造人比较优秀,但事实上⋯⋯

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  • 时间:2020-07-25

电影里的基因改造人比较优秀,但事实上⋯⋯

来自马来西亚,现居风城。兴趣广泛的生物学家,研究工作之余,嗜好读读书、看看戏、写写作、骑骑车、踏踏青、逗逗猫。

大学时看过一部好莱坞电影《千钧一髮》(Gattaca),描述未来人类世界中,一般公民都能订製优良基因的后代,靠自然生育生下的后代都是贱民(in-valids)(没错,我是说在座的各位都是贱民)。

男主文生(Vincent Freeman)是因为爸妈慾火焚身生下的,天先就是贱民,他弟弟则是用遗传工程诞生。文生天生带有几项缺陷,包括弱视、情绪化及短命等等,但是他梦想成为太空人,为了达成心愿,他假冒前游泳健将杰洛米(Jerome Eugene Morrow)混进太空公司。后者因为一次意外导致瘫痪,把优良基因证明卖给文生。

文生偷天换日地通过各种测试,获得登上太空船的机会。他爱上美丽的艾琳娜(Irene Cassini),她则因为心脏病而不能执行太空任务。就在文生要展开宇宙之旅的前一个星期,该项太空任务的指挥官遭人谋杀,所有太空人都是嫌疑犯,文生被迫接受更严格的基因检验,真实身份面临被揭穿的危机⋯⋯

看了这部被片名耽误的励志电影,我很感动,因为我也是天生一堆残缺、饱受歧视和霸凌长大的。不过很庆幸的是,电影中随心所欲更改编辑人类基因的科技,在我成长时还不存在,而身为分子生物学家,我很清楚要精準编辑基因有多困难。好几年前亲朋戚友问我身为遗传学家,为何要白天做鸡、晚上做鸭,而不好好用心地把人类改造成超人时,我心中总认为反正我们不可能做到,随便打打嘴炮就好。然而,这几年的几个新闻,让我们不得不面对:改造人类基因真的可能是家常便饭了。

首先是中国广州中山大学的黄军就等人在2015年利用CRISPR基因编辑技术改造人类胚胎的基因,这个轰动一时的研究,原本是会投稿顶尖的科学期刊《自然》(Nature)或《科学》(Science)的,不过据说因为生物伦理的疑虑,被这两家期刊拒刊,于是就刊登在较名不见经传的《蛋白质及细胞》(Protein & Cell),但仍引起轩然大波。当时大家都觉得,利用CRISPR基因编辑技术改造人类的日子似乎不再遥不可及了。

2018年10月的一个晚上,一对早产双胞胎女婴露露和娜娜通过紧急剖腹产手术降生。她们并非普通的双胞姊妹,中国南方科技大学的贺建奎,利用了CRISPR基因编辑技术对她们进行过基因改造,试图防範爱滋病,此举震惊全球。贺建奎很快就被美国《时代杂誌》(Time)选进2019年全球百大最具影响力人物榜,但他的作为同时引起全球学术界的愤怒,让很多人怀疑中国的伦理道德标準是否是遗世独立。

贺建奎不久就被查水錶了──中国政府官方调查认为,贺建奎为「追逐个人名利,自筹资金,蓄意逃避监管,私自组织有关人员」,实施国家明令禁止的以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动;他通过他人「伪造伦理审查书」;为规避爱滋病病毒携带者不得实施辅助生殖的相关规定,「策划他人顶替」志愿者验血,指使个别从业人员违规在人类胚胎上进行基因编辑并植入母体。并且认定他的行为严重违背伦理道德和科研诚信,严重违反国家有关规定,在国内外造成恶劣影响。中国政府将对贺建奎及涉事人员和机构依法依规严肃处理,涉嫌犯罪的将移交公安机关处理。胡搞成这样还那幺高调嚣张,奇葩啊!

贺建奎被学界称作「CRISPR流氓」,他所使用的CRISPR基因编辑技术,是由法国科学家夏彭提耶(Emmanuelle Charpentier)、美国科学家道纳(Jennifer A. Doudna)和美国华裔科学家张锋(Feng Zhang)等人共同发明的,他们因此获颁2016年的唐奖生技医药奖,也是未来的诺贝尔生理医学奖的大热门。

道纳指责贺建奎这一不计后果的实验,不仅打破了科学、医学和道德规範,且在医学上也本无必要。她发表声明,质疑贺建奎的研究并未经过同侪审查,并强调,各国科学家早在2015年国际人类基因组编辑峰会就达成共识,现阶段要将CRISPR应用在人体上还「言之过早」。

CRISPR基因编辑技术究竟是什幺通天大圣啊?作为CRISPR基因编辑技术的发明人之一,任教于加州大学伯克莱分校的道纳和研究伙伴山缪尔.史腾伯格(Samuel H. Sternberg)在半自传《基因编辑大革命:CRISPR如何改写基因密码、掌控演化、影响生命的未来》(A CRACK IN CREATION: Gene Editing and the Unthinkable Power to Control Evolution)中,娓娓道出研发的过程。

基本上,CRISPR原本是自然界中细菌的一种免疫系统。噬菌体之类的病毒,是细菌的天敌,让细菌无力招架,是优酪乳业者之痛。食品科学家发现:原来细菌的字典里没有放弃,因为已锁定病毒,细菌从不写空白的日记,日记里全是病毒。经过科学家的巧思,利用这种系统的定位与切割功能,把它变成简单、便宜又有效的基因编辑工具。如今我们可以用CRISPR编辑许多生物DNA上的字母,几乎随心所欲。

短短几年间,我们不断听闻科学家用CRISPR基因编辑技术製造出能够抵抗病害的水稻、无法传播疟疾的蚊子、不再长角的牛等等,并有望开发出治疗癌症、遗传疾病及爱滋病等疾病的疗法等等。甚至有科学家正在让灭绝的猛犸象、旅鸽复活等等。因为这个技术实在太方便了,不管喜欢与否,或者政策製定再延宕与否,一定会有人在世界的某个角落一再偷偷摸摸地用来订製人类,甚至是病源体!与其天真地寄託于人的良善,还不如先下手地製订标準和伦理规範,在可控的範围允许操作。

《基因编辑大革命》中,道纳分享了她作为一位科学家,一路走来的心路历程。因为CRISPR基因编辑技术实在太好用了,对基础研究和生物科技带来很大的变革,所以作者花费不少篇幅探讨CRISPR基因编辑技术带来的种种生物伦理问题,这本书也让人见视到发明革命性技术的科学家,针对该技术带来的风险并不避讳,而且对该发明的未来有什幺样的责任感。

顶尖医学期刊《自然医学》(Nature Medicine)近期发表的一篇论文指出,因自然变异而携带贺建奎改造基因的人,很可能英年早逝,这对贺建奎丑闻火上加油。贺建奎针对一种名为CCR5的基因进行改造,该基因对免疫系统的功能非常重要,也是人类免疫缺陷病毒(HIV)感染细胞的渠道。改造CCR5基因让该渠道受阻,故可抵抗HIV。然而,CCR5也活跃于大脑,令人类抵抗其他病毒感染,尤其是流感。加州大学伯克莱分校的尼尔森(Rasmus Nielsen)等人分析了英国近四十一万人的样本。结果显示,体内只带有CCR5变异基因的人,在七十八岁之前死亡的可能性比其他人高了两成。因此,我们很难预测基因编辑会对双胞胎女孩产生什幺负面影响。这也是为何基因编辑技术无论精準与否,都不该用在改造人类,除非用来治疗绝症,否则我们难以判断基因的哪些改变会有意料之外的后果。

天生我材必有用,地表上从二十万年智人演化出来后,从来就没有完美的人类存在过,现在没有,未来也永远没有,不信请读读《人类这个不良品:从没用的骨头到脆弱的基因》(Human Errors:A Panorama of Our Glitches, from Pointless Bones to Broken Genes)。而人类的各种变异,都是多样性的体现。在生物学的世界,最完美的事只有一件,那就是多样性愈高愈好。

虽然是本好书,但是《基因编辑大革命》仍有两大问题,一是针对基因编辑技术研发的来龙去脉和难度等等的说明不足,另外一个问题是道纳对其中涉及的专利战避重就轻地忽略。这两大问题,刚好在中国浙江大学的王立铭的好书《上帝的手术刀:基因编辑悬疑简史》中可以补足,毕竟旁观者清啊,因此建议两本书要一起读,才能掌握全局。

在《上帝的手术刀》 中,揭示的专利战,洒狗血程度不下八点档。麻省理工学院(MIT)的张锋也是CRISPR应用的重要推手之一,MIT目前在CRISPR技术的专利战上取得先机,因为他们多花了区区的七十美元做快速审批,儘管MIT的专利申请比加州大学晚了足足七个月。

同样提交专利申请的加州大学和维也纳大学跟MIT的法律战已开打,现在暂时是MIT保持领先,但是要如何判断是谁先想到CRISPR的应用价值,并不是一件简单的事,鹿死谁手还很难说。道纳事实上也是身陷在这场专利战中,只是可能为了避免更多的争议因此蜻蜓点水而已?

CRISPR的发现和应用也显示,我们对生命科学世界的探索愈深愈广,总会带来不少惊喜,所以本来就不该划地自限,功利地要求科学家一定得做什幺对社会有直接贡献的研究,大力赞助纯好奇心出发的基础研究,才是造福人类的正道!否则全世界最顶尖的几百打脑袋想破头,都不会想到原来细菌还有这招!保育缤纷多彩的生物世界,也是为我们的未来储备更多宝贵的资源!