中國學者世界第一是福是禍:技術考驗人類倫理


幾年前,國外發明了一種新的基因改造技術,國內也有廣泛應用,但國內外都只限使用於動植物(無論體細胞還是性細胞)或人類的體細胞。限於倫理問題以及一些國家的法律明文禁止,一直無人改造人類性細胞的基因。

這一狀況,於4月18日被我國中山大學生物學副教授黃軍就及其合作者打破。他們在世界上首次報道了改造人類性細胞基因後獲得早期胚胎。一石激起千層浪,該研究引發的擔憂近日不斷發酵。

這一技術進展為何會引發巨大的倫理爭議?基因技術一旦應用於性細胞,不僅可能出現基因的「私人定製」,而且可以影響很多代,甚至人類進化。《賽先生》將對此刊發多篇文章,歡迎不同意見投稿。在今天刊發的首篇文章中,中科院生物物理研究所助理研究員王承志認為,這一技術進展打開了「潘多拉魔盒」,引起的後果可能無法預料。


王承志(中科院生物物理研究所助理研究員)

4月18日,中山大學生物學副教授黃軍就帶領的研究組在Protein & Cell雜誌發表論文,在世界上首次報道了使用基因編輯技術改造人類胚胎的研究進展。在這項研究中,該研究小組對人三原核受精卵中的HBB基因(編碼紅細胞珠蛋白)進行了改造。一石激起千層浪,國際科學界對該研究做出了迅速而態度迥異的反應,該研究引發的倫理擔憂也在不斷發酵。

遺傳病:無盡的缺陷

在黃軍就課題組發表的論文中,他們改造了受精卵中編碼珠蛋白的HBB基因,該基因的突變會導致一種常見的遺傳疾病——β地中海貧血。

這種疾病可導致嚴重貧血、發育不良、骨骼改變,甚至引起新生兒死亡。而類似的遺傳疾病還有很多,它們中的很大一部分是家族性遺傳。這些疾病一代又一代地折磨著整個家族,就像他們的祖先中了某種不可解的詛咒。

20世紀之前,人們對這些疾病的認識還非常膚淺,幾乎毫無對策。讓其雪上加霜的是,近親結婚的風氣在古代的東西方都非常盛行。16世紀,顯赫一時的西班牙哈布斯堡王朝繼承人查爾斯二世,因其家族長期近親結婚而身患多種遺傳疾病,特別是因生理缺陷而沒有子嗣,進而最終導致了哈布斯堡王朝的迅速衰落。中國古代的近親結婚也時常發生,比較著名的例子是漢武帝和其皇后陳阿嬌是表親。

顯而易見,近親結婚導致遺傳缺陷基因在家族中不斷繼承並累積,而不同遺傳背景的人通婚則會不斷「稀釋」遺傳缺陷基因。但即使父母雙方只有一個人的一條染色體含有某遺傳缺陷基因,其後代繼承該基因的可能性依然高達二分之一。顯然,如果要在一個家族中徹底杜絕一種遺傳病,就必須保證出生的所有嬰兒都不攜帶患病基因,而生理條件下體內受精過程是隨機的。

2014年,北京大學喬傑、謝曉亮和湯富酬研究組合作,利用極體的單細胞測序技術幫助一對患有遺傳病的夫婦,體外選擇了不含有致病基因和已知突變的胚胎,從而讓他們的寶寶完全擺脫了「家族魔咒」。這是遺傳病學歷史上「里程碑」式的突破,讓人類第一次在個體水平上終結了其家族的致病基因。

這項工作與黃軍就團隊的工作的區別,在於這只是一個人工選擇受精胚胎的過程,並不觸及人為改造胚胎基因的倫理紅線。而這根紅線,卻不啻人類與「造物主」的分隔線。越過它,人類就可能進入改造自身物種的另一個世界。

基因改造:「上帝」之手

人類對於自身從哪裡來,以及自身為何是人類這種問題的思考大概從未停止過,因為不同的文化中都能找到一個相似的故事:一位(或多位)具有超能力的「神」創造出了所有的物種,包括人。這些不同文化背景的神話故事中還能找到另外一些相似的故事,比如都有一些「神」能夠改造現有的物種,如古希臘神話中雅典娜將美杜莎的長髮改造成毒蛇,日本神話中甚至有邪鬼蠱惑一位男人種下其愛人頭顱而得到人面樹的傳說。可見,人類的想像力已經可以跨界改造生物了。

事實上,人類對於改造物種的渴求一直存在並不斷實踐著。今天,和人類關係密切的動植物,從辦公室中的盆栽到家裡養的寵物,再到作為食物的各種畜牧動物,幾乎都是人類通過各種育種方法改造(主要是通過雜交)而來,而這一切背後的原理直到上個世紀才被人類認識。

今天,關於生物性狀兩個最基本的知識幾乎已變為常識:一切生物的性狀都由基因決定;基因的本質是脫氧核糖核酸(DNA)序列。當人類窺探到了造物的奧秘以後,不可避免的事情即將發生:人類想改造自己。

人類是想改造自己的,從越來越風靡的整形醫院就能看出來,但人類從未在基因層面上改造過自己。自從「雙螺旋結構」的大門打開以後,人類對DNA的操作越來越隨心所欲。限制性內切酶、連接酶、修飾酶等工具不斷被發現和改造,科學家可以在試管中將DNA片段像樂高積木一樣任意拼接;聚合酶鏈式反應、DNA合成技術和DNA測序技術使得科學家可以閱讀並創造新的DNA序列;細胞內同源重組現象的發現使得科學家可以對細胞內的DNA進行編輯:首先是原核生物如大腸桿菌,隨後低等的真核生物如酵母也被攻克,然後果蠅、斑馬魚、老鼠等一系列模式生物也都被科學家逐一「拿下」。

2013年,CRISPR-Cas9技術的問世,使得基因改造成為一項成本極其低廉,操作極其簡單的事情,任何一個有基本分子生物學背景的學生都能在很短時間內學會並操作。至此,「上帝之手」彷彿已經掌握在人類手中:我們有能力改造人體細胞內的基因,甚至改變胚胎的基因而得到我們想要的個體。

配合美好的想像,技術可以讓一切聽上去都美好起來。科學界對於基因改造(業內人士稱為基因編輯)技術也開始狂熱起來,好消息接二連三地傳來:科學家成功清除了艾滋病毒潛伏的細胞模型中的病毒DNA、科學家成功敲除了癌症細胞的致癌基因、科學家成功在人類幹細胞中修改了遺傳缺陷……科學家好像已經無所不能,只差將最後那扇門輕輕推開。

變種人:潘多拉魔盒?

電影《X戰警》想像了由於基因進化人類出現了各種變種人,而變種人與普通人的衝突將世界帶入各種災難之中。基因編輯技術的成熟,使得基因可以人為被「進化」,從而可能讓某些電影中的假想情節變為事實。

試想,如果人類胚胎基因可以被任意編輯,那麼首先多種遺傳疾病將可以被徹底根除,但人類並不會滿足於此,因為人類還希望獲得「更好」的基因。比如有些父母可能會希望孩子擁有「更聰明」「更健康」「更漂亮」等等的基因。基因技術一旦應用於胚胎,就可能出現基因的「私人定製」。正如整容技術最初在醫學上,只是用於修復由於疾病或創傷造成的嚴重缺陷或畸形,而後不可避免地成為自我「定製」的途徑。類似韓國選美賽中千篇一律的美貌面孔這種情形,誰知道會不會在基因層面再現?

如果基因改造僅僅是停留在人為選擇甚至創造「更好」的基因來傳給後代,世界也只是多些同質化的個體罷了。但倘若這個潘多拉魔盒一旦打開,引起的後果可能是無法預料的。

我們不能忘記,人類總有一些瘋狂者,當他們掌握了某些資源後便會將人性踩在腳下。「二戰」期間希特勒在對他的部下訓話時說:「我們對於億萬愚蠢可笑的斯拉夫人,要採取這樣的辦法:把他們之中最優秀的按照我們的要求加以改造,而把其餘的人隔離在他們自己的豬圈裡」。即使人類文明經過慘痛的世界大戰後進入了21世紀,極端宗教勢力依然在很多地方橫行。試想,他們中的某些人如果掌握了基因編輯技術並應用於人類,世界將會如何?

科學與倫理:人類將何去何從

愛爾蘭劇作家蕭伯納曾有一句名言:「人生有兩大悲劇,一是不能如願,一是如願。」科學家花費了大量精力將基因編輯技術發展到如今的高度,在多少代科學家消滅人類遺傳病的願望已經看到一絲曙光的時候,人類在「天堂」的門外是推門踏入禁區,還是三思而後行?這將決定人類的未來。

科學是純潔的,正如法拉第將科學比喻為初生的嬰兒。但嬰兒終將長大成人,可怕的是,一旦其長大成人,就不再聽父母的話了。它可能成為一位聖人,也可能成為惡魔。正如人類創造出財富,而如今財富也在控制著人類。科學如不能拴上倫理的紅線,便可能變成脫韁的野馬。

1996年,「多莉」克隆羊的誕生,標誌著人類可以開始複製高等生物;2010年,「科學狂人」克萊格·文特爾首次合成人造生物「Synthia」,標誌著人類可以創造全新物種;而如今,我們正站在定向改造人類——我們自身這個物種的禁區之前,倫理從來沒有如此重要過。如今,多數國家已通過禁止克隆人的法律,也許現在到了我們的立法者直面這一問題的時候了。


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