【新闻】墨子沙龙:上帝的手术刀——基因编辑将如何改变人类?| 王立铭

作者 | 王立铭(浙江大学生命科学研究院教授)

各位朋友大家下午好,非常高兴有这个机会讲关于科学的报告。我们作为科学家都有一个共识,如果把眼光放的稍微长远一点,比如几十年、上百年、上千年的话,推动人类历史进步、推动人类社会结构和生活方式发生变化的最主要的推动力,可能就是科学技术。科学技术虽然有强大的力量,但是它有一个特征,就是进步非常缓慢,从每个人的一生或者活跃的短短几十年时间内,可能看不到革命性科学技术的变化——会一下子让我们的生活方式和社会结构发生翻天覆地的变化。所以很多人在考虑每天的选择、生活方式的选择、职业选择、人生选择的时候,会把科学当成背景考虑,不会刻意去想它。毕竟一生中能看到科技革命的机会是有限的。

在过去这几十年,我们看到科学技术的进化越来越快,对咱们在座的所有人,在我们的有生之年确实有可能看到革命性的科学技术发生在我们身边,改变我们的生活方式。我经常和学生讲一句话,就是我们这代人其实站在了历史和科幻的交界点,回望过去都是历史,展望未来可能每一天都会给我们带来科幻一样的、令人激动的、革命性的改变。

所以今天想从这个地方开始讲——确实有可能在有生之年会对我们的社会、我们的生活方式和我们的世界观产生巨大的革命性影响的一种技术——那就是基因编辑的技术。特别是这项技术如何进入人类本身、进入人类社会本身,可能会导致什么样的结果。

我今天的故事从这个人开始讲。这个人是贺建奎——在过去三个月的时间内,在全世界范围内都非常有名的科学家。他震惊世界的事发生在去年11月26日,他在那天向新闻媒体宣布:他利用人类基因编辑的技术,修改了两个人类女孩的胚胎,有两个人类女婴携带了被人为修改过基因组的遗传物质降生在人类世界上。所以2018.11.26日那天可以认为是整个人类基因编辑历史的转折点。从那天开始,我们知道这项技术终于被一个比较疯狂的科学家应用到人类社会当中。

这件事大家可能知道,今天我不会讲到这件事背后的技术细节,在这件事背后有一个非常有意思的媒体转折。这件事刚报道出来的时候,中国所有的主流媒体都在以非常正面的语气来描述这项研究,用的词我印象特别深刻,叫“中国科学家在‘基因编辑技术的推广’领域取得了历史性的重大突破”,这句话每个媒体都在用。这是正面的报道,但是这件事没过多久就经历了巨大的反转,就在当天下午,有一百多名中国科学家起草了一个公开抗议联名信发表在互联网上,从科学共同体的角度对这件事进行了强烈谴责,认为他(的研究)不光是医学上没有必要、科学上非常不成熟,而且在伦理道德上非常激进,甚至有反人类的嫌疑。在那之后,很多媒体开始反转。从那天晚上开始,陆陆续续地中国所有的权威监管机构,包括卫健委、科技部、中国科协、中国科学院、中国工程院、中国医学科学院所有相关监管机构纷纷站出来发声,异口同声地以强烈谴责的口吻讨论这个事。

就在两三天之内,这件事就被严肃定性,相关的背后调查还在进行当中,所以我们可能在未来一段时间,会看到这件事更多的后续报道和处理结果。无论如何,这件事的反转发生了,大家基本上有一个共识,就是这件事确实是不对的,因为不管是从医学上、科学上还是伦理上都是有问题的。我们在这不是做新闻学的讨论,我们不讨论新闻媒体的专业素养问题。当然肯定是有问题的。我们讨论的是:为什么当发生如此重大事情的時候,在一天之内会看到媒体上或者是公众讨论中一个截然相反、黑白分明的讨论

我们从生物学研究的角度来看实际上是有道理的。因为放眼未来,我们可能已经站在历史和科幻的分界点上。我们不光放眼未来,会觉得人类有意识地操纵自身的遗传物质是一个可能蕴含着巨大机会、同时也蕴含了巨大风险的事,即便我们回望历史——整个人类操纵遗传物质的历史,也同样交织着光明和黑暗。所以面向未来我们出现这样一个黑白分明、反差非常大的情绪上的反应,是有章可循的。

我们先说光明的一面。作为一个生物学家,我非常武断一点说:整个人类文明都建立在对遗传现象的操纵之上。我们知道,根据现在人类学的研究,生物学意义上的人类物种,大概诞生在二三十万年前的非洲大陆上。但是在人类诞生的时候,和其他物种是没有区别的,就是地球上几百万甚至上千万物种中非常平凡的一个物种而已。但是人类真正地获得了独一无二的地位,成为万物之灵,这样说有点沙文主义,但是有道理的。

我们说自己是万物之灵这件事可没有那么早,差不多是从一万年前才开始的。一万年前的时候人类建立了最早的农业文明,从此人类才开始慢慢和地球上其他物种不太一样。为什么一万年前人类可以做这样的事,可以让自己与众不同?当然历史学家有各种各样的解释,包括城市的建立、宗教的建立、定居生活甚至是科学和统治体系的建立等等,有各种各样的解释,而且都很有道理。从生物学家、从我一个唯物主义者来说,最简单的解释就是:人类之所以一万年前能建立文明,是因为到那个时候人类发明了一种技术,能用一部分人生产食物,就能让所有人吃饱。这样一来,就能平白无故地养活一群不用从事生产、四体不勤五谷不分、躺着就能想一些闲事的人。这里面当然可以有国王、贵族、军队、科学家、僧侣、艺术家等等,他们存在的前提条件是其他人可以帮他们生产食物。

为什么在一万年前人类可以做到一群人生产,就可以让所有人吃饱呢?那是因为人类在一万年前,在世界各个地方,包括中东,包括中国的黄河长江流域,包括中美洲的一些地方,人类祖先在那个时候差不多同时发现,能够通过操纵物种的性状,把一些天然的植物变得能够生产更多的食物,能够让更多人吃饱。

在我看来这是一个非常惊悚的例子,这个图是玉米。

如今玉米是世界三大主粮之一,养活了非常多的人,也养活了非常多的牲畜,也是间接养活人了。而且玉米穗非常大,一个成年人,可能两三穗、一个年轻的女孩甚至一穗就吃饱了,是非常容易养活人的作物。大家如果看玉米的发展史,会意识到玉米并不是天然存在的东西,人类刚诞生的时候,地球上没有玉米。地球上有的东西是玉米的祖先,我们叫它类玉米或者类蜀黍。它的穗只有硬币那么大,收集几百穗可能也吃不饱,所以这样的作物是没有办法养活很多人的。

但是在一万年前的时候,人类一部分祖先发现:如果从这样的玉米穗里挑出长的比较高、比较壮的种子接下来继续养,下一代的种子就会普遍变得更大更壮一些,再挑一代继续养,经过很多代之后,玉米就能从比较小的穗里挑出长的非常大的玉米来,这样就可以让很多人吃饱了。我们的祖先就是通过这样的方法,从自然界的作物中找出了能让所有人吃饱的作物,从而才使有些人可以脱离生产,想一些比较形而上的问题,人类文明才从那个时候开始起步,这件事情发生在一万年前。

我们可以想像如果没有我们的祖先无意识之间发现了这种穗大的玉米的后代穗更大的特性,我们今天知道它是一种遗传现象,如果没有对遗传现象的无意识的发现和利用,今天可能就没有人类文明的物种。这是非常光明的一面。同时在历史上,人类对遗传现象的操纵也有非常黑暗的一面。其中最黑暗的一面就发生在上个世纪,所谓的优生学

这个图是科学家弗朗西斯·高尔顿,他有一个更有名的表哥是达尔文。所以他是最早一批接受了达尔文进化论的思想,同时积极传播进化论的科学家,他在科学史上的贡献还是很大的。但是他在科学生涯中,做了一件后来看来不太光彩的事,就是他把进化论推广到了人类社会当中。

他认为既然进化论作用于地球上所有物种,帮助地球上的所有物种适者生存,活的越来越好。那可以想象,如果人为地把自然选择的指标放在人类社会中,一代一代让更健康、更强壮、更聪明的人生孩子,让那些生病的或者弱小的人不要生孩子,慢慢的人类社会变得素质越来越高。他就把这样的思想推广到人类社会当中,而且更可怕的是,这个思想在上个世纪初的时候,还被欧洲很多国家和美国以立法的形式真正进入到实践操作中。

所以在那几十年的时间内,全世界有超过几十万当时被认为比较低劣的人,比如智商比较低或者患有先天遗传病的人,没有得到任何人道的待遇,反而被施以了强制的绝育手术,让他们不能生孩子。今天看来这完全是一场人道灾难,但是在当时大家把这个当作非常进步的事情推广。除此之外是希特勒在二战时期的种族灭绝政策,对犹太人和斯拉夫人集体灭绝。要归根溯源的话,他的科学思想可以追溯到高尔顿,实际上希特勒是秉承这一套要替人类筛选优良性状的特性,来淘汰所谓他眼中的低等人群。

当然我们现在都知道,这已经是一场不折不扣的人类大灾难

用这两个例子,我试图说明的是在人类历史上,人类祖先早就开始操纵遗传现象。尽管那个时候不管是高尔顿,还是一万年前的祖先,都不知道什么叫遗传,也不知道遗传的物质基础是什么。但是他们就开始试图人为地影响遗传现象,导致了非常光明的结果,也导致了非常黑暗的结果。以此类推,当我们今天站在历史和科幻的交界点的时候,当我们有了一个更先进的技术可以操纵遗传现象的时候,引发的不管是非常狂热的兴奋,还是非常悲观的讨伐思想,也就不足为奇了。因为在历史上确实出现过这样的事。这是我试图用历史来说明的问题。

我们今天对遗传现象的认识,已经远远超过了我们的祖先和高尔顿时期的研究。我们现在已经知道,遗传现象的物质基础就是DNA(脱氧核糖核酸)——一个长链的大分子,它隐藏在每个个体、每个细胞的深处,它决定了每个细胞和每个个体的命运。我们大概知道它是怎么决定的,一个最简单的法则就是中心法则,基因可以通过DNA链条上特定的碱基序列,通过三个碱基对应一个氨基酸的形式,决定一个非常复杂的蛋白质长链的构型。这个蛋白质长链,在水溶液中可以变成非常微小的纳米级的分子机器,可以执行各种各样的功能。所以一个基因就可以决定生物各种各样的性状,从身高、体重,到智商、寿命等等很多的性状

为了进一步说明这个问题,举一个非常简单的例子。我们知道血型是人类社会中常见的、也是非常有用的生理指标,它就是由一个基因决定的,这个基因叫做ABO基因。它的位置在人的9号染色体的末端,就是黄色箭头的这个位置。它可以利用三个DNA碱基对应一个氨基酸的形式,生产一个非常小但强有力的小型分子机器,就叫ABO。这个小的分子机器可以通过修剪人类血液细胞表面糖分子的结构,修剪成三角形、圆形,或者什么都不干,最终决定人类的血细胞会长成四种中的哪一种,本质上就决定人的血型。我想说的更重要的是,既然我们已经知道人体当中重要的基因,能够决定人体非常重要的特性,比如血型。反过来,如果重要的基因在生产复制的过程当中发生了破坏,也就是我们所说的基因缺陷,就会导致非常严重的疾病。我举一个相关例子来进一步印证这件事

这个出现缺陷的基因,名字叫ADA。如果这个基因出现了遗传缺陷,孩子刚出生的时候这个基因已经出问题了,那这个孩子免疫系统的发育会受到非常严重的影响,他就对各种各样外源的病原体细菌、病毒没有抵抗力。这样的孩子出生之后,他的生活质量非常低,从出生之后只能生活在一个经过重重消毒的气泡里,所有他的食物、玩具、衣服都要经过多重消毒之后,才能送到气泡里让他用。这样的孩子就此得名bubble kids——气泡孩子,因为他只能生活在气泡里,他想到外面玩,需要像宇航员一样,穿一个像宇航服一样的衣服,只能呼吸过滤过的空气才可以。这是一个非常悲惨、对健康影响非常大的疾病。

我们既然已经知道遗传疾病是由基因缺陷导致的,如果把基因重新放回到患者体内,就有可能把病治好了。讲一个历史性的时刻,1990年终于有人开始拥有一些技术,能够把一个基因比较高效率地放回人的某一部分细胞当中——1990年有一批美国医生,在气泡孩子的身上做了这样的尝试,给两个患有ADA缺陷的气泡女孩采取了基因治疗的方式。这两个孩子至今还健在,而且还活得很健康。从1990年开始,人类终于开始尝试把一个完整的基因放回到体内治疗疾病了,这是一个非常重要的历史性时刻。

但是我这里要进一步讲的是,基因治疗的技术虽然很重要,但是它有一个根深蒂固的麻烦。麻烦是什么呢?就是这个治疗的技术必须是一个人身体内有基因出现缺陷才可以用,缺什么补什么。如果一个人患有遗传病,但是基因并没有彻底丧失功能,而是发生了一些DNA特定位点上的变化,使这个基因的功能发生了一些不想要的变异。这个时候再比较简单地放回一个正常基因就没有用了,这个时候应该把出现错误的位点修改正确

举一个例子,镰刀形贫血症。这个病直到今天在人类社会中都比较普遍,每年有超过十万人死于这个疾病,全世界还有超过四千万人携带这个疾病相关的缺陷基因。这种疾病患者的血细胞的功能有非常大的问题,如果不治疗,可能一般40岁就死掉了。这种疾病的患者体内,血红蛋白的基因出现了问题,但是他不是整个血红蛋白基因彻底乱掉,是血红蛋白上一个单一的位点,从T变成了A,就是这么一个小小的区别。要治疗他,放一个血红蛋白基因进去可能不行,你需要把A改为T才行。这就是从1990年开始的基因治疗的领域,可能没法解决的问题。

怎么解决呢?

治疗方法就是我讲到的基因编辑的概念,这个概念本身很容易理解,我意识到这个人的基因组上出现了一个坏的位点,或者是不想要的错误位点,我首先拿个放大镜把错误位点从30亿个碱基对里找出来,然后拿把剪刀把错误的剪下来,再用针线缝一个正确的上去。逻辑上只需要这三个步骤就可以完成。有点像著名的笑话,你怎么把大象放在冰箱里?那就是打开门、把大象放进去、再把门关上。

实际上真正的麻烦在于细节,比如说一个小冰箱如何装进去一头大象。在这里细节问题就是怎么从30亿个正常的碱基里找出一个错误的,精确地把这个错误的剪下来。非常有幸的是在过去三十年时间内,基因编辑的技术有长足的发展,特别是在过去五年多的时间内,有一种叫CRISPR/Cas9的技术,我们人类终于开始有一个比较便捷的方式,能够完成这三部曲了。就是剪下来再把正确的缝上去的方法。所以我们可以用这个技术做一些事了。

第一次基因编辑开始在人体当中小试牛刀是干什么呢?第一次历史应用和贺建奎的例子是有非常高的相关性的,是用来治疗艾滋病人。这个人叫Timothy Brown,是一个美国人,他在人类医学史上非常有名,他有一个绰号叫“柏林病人”。因为他在长达十几二十年的时间内,是人类历史上第一个也是唯一一个被彻底治愈的艾滋病病人。这个记录刚刚被打破,就在上个星期,人类诞生了历史上第二个艾滋病被彻底治愈的病人,还有一个绰号叫“伦敦病人”。还有小道消息说有第三个人被治好了,在德国。

他被治好的背后,有一个非常有趣的医学奇迹。这个美国人在德国留学的时候患上艾滋病,当时艾滋病已经有药物可以控制了,他吃抗病毒药活的还挺好的,没有健康问题。但是他比较不幸的是,在得艾滋病十几年之后,他又患上了非常严重的白血病,叫急性髓系白血病,是一个挺要命的疾病。当时医生没有特别好的办法,就给他放疗、化疗。最终发现没有办法救他,只能用传统也是最管用的骨髓移植的方法,就是用放射线把骨髓癌变的血细胞全部杀掉,然后找一个配型合适的捐献者捐献骨髓。这个实验大家可能在新闻上经常见到。但是医生在做骨髓移植的时候,做了一种非常巧妙的设计。除了找了一个配型合适的捐献者之外,还找了一个体内缺乏CCR5基因的捐献者。就是这个红色的。

为什么做这个事?

是因为当时人们已经知道艾滋病毒进入人体之后,会入侵人的免疫细胞,把免疫细胞杀死,这就是艾滋病人没有免疫力的原因。为什么艾滋病毒恰好找到免疫细胞里去呢?是因为它会识别免疫细胞上的两个分子目标,一个叫CD4,一个叫CCR5,找到这两个目标之后就能进去。但是一个比较有趣的发现是,在白人当中有差不多2%——3%的人,天生没有CCR5这个基因,这些人天生对艾滋病毒是免疫的,几乎不会得艾滋病。所以医生就想既然要做骨髓移植,干脆找一个CCR5基因被突变掉的人做骨髓捐献者。这样一来,第一,我移植了一个健康的骨髓,他的白血病就治好了。第二,移植一个天生对艾滋病有免疫力的骨髓,那他的艾滋病也治好了。

经过几年的手术之后,这个美国人白血病艾滋病确实都被治好了。这个人还活着,现在有50多岁了。这是人类历史上的医学奇迹,在那之后十多年的时间,很多人试图重复这个研究,但是一直没有成功,直到上个星期,终于出现了第二个例子。这个背后意味着手术操作非常繁琐,对于艾滋病人来说,要用放射线杀掉他所有的免疫细胞,这本身就是一个非常危险的事。我们知道骨髓移植虽然很成熟,但是成功率不高,一般只有百分之二三十的样子,而且可能会引发非常致命的并发症。所以这个手术是没有办法推广到所有艾滋病患者里去的。

结合这个案例,再结合今天我们讲的操纵基因的技术,我们就得到另外一个思路。就是如果我们不要做骨髓移植,直接用基因编辑的技术,把艾滋病人体内的CCR5分子目标破坏掉,那不就可以直接治疗艾滋病了吗

其实这个思路已经有人在用了,最近的一次比较大的突破是发生在2014年,美国有一个生物技术公司叫做Sangamo BioSciences,做了一项实验,把艾滋病人体内的细胞抽出来,利用基因编辑的方式,破坏掉这些细胞内部的CCR5分子目标,再把免疫细胞输回去。在早期临床实验中,确实发现这样操作,患者体内的艾滋病毒数量急剧下降,同时他的免疫功能也有非常显著的恢复,看起来是管用的。这个研究至今还在晚期临床实验当中,我估计未来两三年会看到进一步的数据披露。我们可以看看这会不会成为人类社会中用来彻底治愈艾滋病的革命性武器,现在还不好说,我还是抱有希望的。这是真正的基因编辑技术进入人体应用之后,第一个非常革命性的创举,用来修改艾滋病人的免疫细胞,只改免疫细胞,其他细胞不碰,用来治疗一种非常严重的感染性疾病——艾滋病。

在那之后,伴随着基因编辑技术越来越成熟,也有越来越多的希望。在2016年美国科学院代表全世界的科学家共同体发布白皮书,给基因编辑技术进入人体应用——特别是用来修改人类胚胎、人为地设计和修改孩子的基因组用来治疗某些特定的疾病,尤其是非常严重的镰刀形贫血症——开了绿灯,就是我们现在可以做这件事了。至少从科学家共同体的角度,做这个事对人类总体有益,而且风险是可控的。在那之后,这项技术肯定会越来越多地进入人类社会的应用,开始用来治疗各种各样的疾病,开始修改各种各样孩子体内的遗传物质,最终可能会创造出一个我们完全无法想象的未来世界的样子。这也是为什么我说人类站在了历史和科幻的分界点上的原因。在这里花一些时间跟大家讨论一下,在我看来这项技术真的有一天大规模进入人类应用之后,可能会改变什么事,这些事与其说是进行科普,更重要是希望大家都来参与问题的讨论和思考。

这个例子和人体没关系,是和农业有关系,我试图说明基因编辑可能会干一些我们之前从来没有想到过的匪夷所思的事情。大家知道未来农业肯定是有很多革命性的发展等待我们,其中一个有非常多争议的技术方向,就是所谓的转基因农业,这个事不管是在中国、美国、欧洲都有各种各样的争议。作为一个生物学家,我是百分之百斩钉截铁地支持转基因农业的发展,但是我客观地也得承认,确实有很多人围绕它有很多争议。毕竟把一个外源的基因引入到作物当中,会不会产生难以预料的后果,这个事对一个外行来说引发一个情绪上的反应,我觉得也是可以理解的。我要说的第一条,也许有一天我们利用基因编辑,可以绕过转基因的争议,真正创造一个属于未来的农业。

举个例子,这个例子已经在一年多前发生了,就是这个蘑菇。这个蘑菇有个特点,放在货架上时间稍微长一点就变黑,在超市里很常见的就是超市主把蘑菇切片、洗干净包在纸盒子里卖。这样蘑菇非常容易变黑,上午放可能中午就黑了。蘑菇变黑是因为蘑菇里面有一个叫做多酚氧化酶的东西发挥作用,实际上既不影响蘑菇的营养价值,也没有产生危害的物质。但是毕竟所有人看到蘑菇,人们肯定都选白白的,黑的就没有人买,所以超市主一般把变黑的蘑菇下架扔掉。美国每年光扔掉这种看上去不大好看的蘑菇,都要扔掉差不多50亿美元,这是一个巨大的浪费。

我们肯定不希望这样的事发生。在两年前2017年的时候,美国一位宾州大学的华人科学家,他利用基因编辑的技术,破坏掉了蘑菇体内的多酚氧化酶,这样就让蘑菇变黑的速度从几个小时变成好几天了。可以想像这样的蘑菇放在货架上卖,至少浪费会少很多。更重要的是,这个蘑菇品种开发出来之后,他们提交了正常的申请,美国农作物上市要向美国农业部申请。美国农业部发了一个文件,(认为)对蘑菇进行了遗传操作,但是没有在蘑菇体内引入任何的外源基因,只是把它内源的基因破坏掉,不是传统意义上的转基因作物,所以不对它进行任何的附加监管要求,这个作物可以和任何正常育种的农作物一样正常上市。

这是一个历史性的变化,可以想象如果有一天,我们可以用基因编辑的方式修改农产品内源的某些基因达到目标的话,我们可能就不需要引入外源的基因来实现——通过转基因的手段实现创造一个新作物的特点。

几年前美国有一个转基因的三文鱼上市了,长得比普通三文鱼快很多,它就在体内转了一个生长激素的基因,使得它生长激素分泌比较多,所以长的大。这是一个不折不扣的转基因作物,反过来可以想如果不引入外源的生长激素,就把三文鱼体内原来抑制生长激素发育功能的基因破坏掉,那这个三文鱼不是也能长很大吗?同样按照我刚才说的监管的要求,它不再是转基因的作物,同时也确实没有引入外源基因,那这个时候是不是不管是监管政策还是公众舆论的反应,可能都会小很多。这是我想讲的一个题外话,基因编辑技术真正成熟进入人类社会的应用之后,就算它没有改变人类本身,它可能会改变人类的农业

接下来举几个和人相关的例子,其中一个例子就是预防疾病,什么是预防疾病?举一个比较著名的例子,这个女生大家都认识,安吉丽娜·朱莉,是个著名的影星,她两三年前做了一个非常重要的事,她通过基因检测的方式,发现她的体内携带一个非常危险的基因突变BRCA1,是从她的母系家族来的,她的妈妈、小姨都携带这个基因突变。携带这个基因突变的人,在50岁以前有90%的概率会得非常恶性的卵巢癌和乳腺癌,相比之下正常人可能只有不到5%的概率。而且携带这个基因突变的人,得癌症之后非常难治,一直没有特别好的方法。她的妈妈和小姨就是因为这个疾病很年轻就去世了。朱莉发现这件事之后,她做了非常勇敢的举动,她就预防性地把自己还没有患病的卵巢和乳腺切除了,这样就防患于未然,预防老了之后会得非常恶性的癌症。她发了很多公开文章呼吁更多的女性,如果发现自己家族有卵巢癌和乳腺癌的历史,一定要做基因检测,可以做未雨绸缪的手术。

这是非常好的事,但是在我们今天讨论基因编辑的框架下你会意识到,其实有更好的方法来做这个事。除了做切除手术之外,如果能够真正利用基因编辑的技术,她可以在胚胎期先把孩子体内的BRCA1缺陷修改正确,这样她的孩子一劳永逸地解决这个问题,不需要每一代都做基因检测,每一代都做提前性的切除。所以看起来基因编辑确实能够帮助我们预防疾病

考虑到这一条,我要提醒大家小心一点,人类社会中确实有非常多的疾病,不管是感染疾病还是遗传病,甚至一些复杂疾病包括糖尿病、高血压,都是有很强的遗传风险。当我们有一天真的开始用这些技术修改基因预防疾病,所有人都会争前恐后地利用这项技术让自己更健康,而且这个目标是无比正义的。每个人都希望自己活的更健康、更长寿,希望自己的孩子更聪明、更健康,这个好像是非常正义的事,那么这件事该不该做呢?

为了说明这个问题,我举了下面的这个例子。如果有一天所有的父母都用这个技术来修改遗传物质,让自己的孩子预防疾病,让自己的孩子变成双眼皮,让自己的孩子智商更高、情商更高?大家觉得这合适吗?这会变成另外一个问题,特别是在过去二十多年的人类遗传学的研究当中,我们知道几乎所有你能想到的人类性状,比如单眼皮、双眼皮,几乎是完全由基因决定的一件事,人格特质有差不多50%的因素是遗传决定的,智商有差不多80%到90%是遗传决定的。如果人类真的理解了这些遗传性状到底是哪些基因决定的,你是无法阻止更多的父母用类似的方法改变自己下一代的遗传性状的。如果真有这么一天,整个人类社会的面貌都会发生变化。

今天至少整个人类社会的发展轨迹还是有点随机性的,如果人类社会在未来进入到高度定制化的社会,每一个人都可以决定自己的下一代会往什么方向发展,所有人的力量结合在一起,决定人类社会整体向什么方向发展,那可能是一个比较危险的事

我先总结一下,基因编辑的技术,如果真有一天进入人类社会的应用,会有一些非常好的地方,比如它可以帮我们治疗疾病,帮助有遗传病的夫妇生孩子,可以帮助我们预防疾病,甚至可以让人类变得更强。但是与此同时这些技术从技术层面、伦理层面和整个社会结构的层面,都有一些问题需要我们从这个时候开始讨论。原因很简单,我们现在已经站在了历史和科幻的交界点。

举几个我觉得可能比较大、需要考虑的负面的潜在因素。最直接的就是技术本身的因素,人类现在已经拥有的所有技术,都没有说只有好处没有坏处,基因编辑也不例外。已知的就是,现在人类掌握的所有和基因编辑相关的技术,都或多或少的会有脱靶效应,就是在试图修改一个基因的时候,会随机地以一定概率影响到某个不想修改的基因。这个时候就会导致人的健康甚至生命受到影响。包括在贺建奎基因编辑婴儿的案例当中,基于他公布的数据,我们知道他修改的基因编辑的孩子,可能会携带某些不是那么好的基因位点的改变,所以至少对孩子的健康会有潜在的长期的影响,这是技术层面上的。

即便有一天我们人类真正解决了技术性的问题,技术上没有问题了,我们想改哪个基因就改哪个基因,是不是就应该改?这是一个更长期的问题,我们现在可以讨论。比如说一个可能的风险因素,就是既然所有人都觉得某些基因不好,比如说现在东亚文化圈至少在这个阶段都觉得胖了不好瘦了好、觉得单眼皮不好双眼皮好,尽管这个事我自己不觉得有什么道理,但这是一个主流文化审美的取向。既然如此的话,如果有一天审美附加在基因编辑的技术上,会不会就导致所有人把基因改的差不多了。把基因改的差不多有什么不好吗?所有人都更漂亮更健康有什么不好吗?我从生物学的角度可以举一个例子,用来证明为什么所有人把基因改的差不多是一件非常危险的事,这个例子和我刚才说的镰刀形贫血症是有关系的。

这个病在今天的人类社会里还是非常普遍,每年有十万人会死于这个病,有四千万人携带致病基因。大家可能觉得奇怪,这个病既然如此危险,为什么人类进化了几十万年上百万年,这个基因居然没有被淘汰掉?这个秘密藏在这个图里,左边是镰刀形贫血症的分布,它主要在撒哈拉以南的非洲特别密集。右边这个黄色的图,是地图上疟疾主要发病的地区,也在撒哈拉以南的非洲热带雨林比较多的地方。这两个图有高度的重合,秘密就在重合里面。是因为在人类还没有发明任何抗疟疾的药物的时候,镰刀形贫血症的缺陷基因,能够对人体提供一些抗疟疾的保护。因为带有缺陷基因之后,他的血细胞比较脆弱,很容易破,变成镰刀形。但是也因为它容易破,所以当他被疟原虫侵染了之后,细胞破裂,就把疟原虫杀死了。所以它相当于是在人类还没有进入文明时代之前,给我们提供了一个天然的对抗疟疾的武器。

我们知道所有对抗疟疾的武器,包括奎宁、青蒿素等等,也就最近一两百年才被发现,但是在没有这些药之前,人类祖先在非洲大陆上生活的时候,就靠这个缺陷基因才活到今天的。这个基因在今天因为我们有更有效的药物,它好像成了一个负担,成了一个累赘,成了负面的东西,我们想把它改掉。依此类推,可以想像,我们今天觉得特别不好的东西,想把它改掉。那是不是在未来几十万年几百万年之后,当地球的环境发生变化之后,它会不会又变成了一个能拯救人类整体命运的东西呢?在这个基础上,如果我们今天把所有不想要的东西改成了我们想要的,无形中会降低人类在未来更长时间尺度内存活和发展的可能性。参差多态才是幸福的本源,这是最基本的原则,我们要保持基因的多样性

另外一个例子,这也是一个可能更长远,但是也值得我们所有人开始思考的。如果基因编辑技术进入人类的广泛应用,它会不会塑造永恒的社会不平等?我们知道人类社会没有平等过,从古到今从来没有平等过。大家可能也没有天真到觉得人类社会可能很快就完全平等了,世界大同了,这个事也很难实现。而且很多经济学家觉得社会不平等可能是人类进步的动力之一,我部分的相信这个逻辑。至少我们是相信,人类社会的不平等是可塑的,是可以流动的。我们听到很多预言都在说这个事,所谓富不过三代,寒门出贵子等等都在说这样的事。如果有一天真的人类社会当中实现了永恒的阶级固化和不平等,那是一件非常可怕的事情,意味着从此固化的上层阶级和下层阶级永远不是一群人,甚至不是一个物种。

我在这危言耸听了,只有危言才能耸听。在这里我举一个我非常喜欢的科幻作家的例子,来试图阐发我的观点。这是刘慈欣的一篇科幻小说叫《赡养人类》,这个小说写在差不多十几年前,那个时候还没有基因编辑技术,这也是为什么我在说人类已经站在了历史和科幻的分界点,因为很多科幻小说家曾经猜测过的东西,已经逐步进入人类社会当中。特别提醒大家注意的是最后一段,他在描述一种能够让有钱人变得特别聪明的技术(和基因编辑不太一样)时,描述了非常恐怖的图景:有一天这个事真的发生的话,那么穷人和富人就不是一个物种,因为不管是他们的生活方式还是社会结构、交流的方式、讨论的问题、居住的地点、拥有的财富,都完全不在一个数量级上,你没有办法把他们当成同样的一群人来讨论。

基因编辑如果进入人类社会,可能也会有类似的效果。有一个很简单的原因,所有的技术,不管是基因编辑还是手机,所有你能想象的技术,当进入人类社会的那一天起,肯定是最有钱的人先用,人类社会发展到今天还没有例外。所有的技术都是有钱人先用起的,如果这个技术真的能够让有钱人开始定向塑造下一代的特性,让他的下一代变得更聪明、更健康、更强壮、更长寿,那么这个特性从此会固化在他们孩子的遗传物质里,到那天普通人想要逆袭就变得不可能了,因为这个技术将从此被封印在这群更有统治力、更聪明、更睿智的人手里,这是非常可怕的图景。

当然这个图景我必须让大家放心下,这个事不会很快地发生在我们身边,毕竟还属于科幻的范畴里,但是贺建奎使用这项技术,开始真正编辑人类基因,接受人类基因编辑,接受定向设计和修改遗传物质的人类婴儿已经诞生在我们身边了,所以这已经不完全是虚幻飘渺的科幻,可能有一天在我们有生之年发生在人类社会当中。当这件事发生的时候,一定会带给我们很多欣喜,能帮助我们治疗疾病、帮助夫妻生育下一代,帮助我们变得越来越强、越来越聪明、越来越抵抗疾病。同时也有可能在更长的时间尺度里、更大的社会范围里,引发各种各样的我们可能无法预料的事,同时我们也不愿意接受的一些后果。在历史和科幻交界的时间点,我觉得我们所有人,不管是不是从事生命科学研究,是不是对生命科学研究的话题感兴趣,都值得大家花几分钟时间来想想这个问题。我今天就讲到这里,谢谢大家。

关于墨子沙龙

墨子沙龙是2016年潘建伟院士提倡,中国科学技术大学上海研究院主办的科普论坛。经费由中国科大新创校友基金会捐赠资助。沙龙的科普对象范围从对科学有浓厚兴趣的中学生到成年人,旨在通过科普讲坛、和科学家面对面的方式对他们进行专业的科学启蒙。以上海为中心向全国发散,通过讲座、视频、网络公开课、科普订阅号等多种方式开展科普活动。

墨子在战国时期创立了以几何学、物理学、光学为突出成就的一整套科学理论,是我们中国最早的科学家。《墨经》中有关于力、力系的平衡和杠杆、斜面等简单机械的论述;记载了关于小孔成象和平面镜、凹面镜、凸面镜成象的观察研究,首先提出了朴素的时间(“久”,即宙)和空间(“宇”)的概念。墨子沙龙以墨子命名就是希望传承中国古代科学家的科学精神,振兴中国现代科技,鼓励青少年走上科研探索之路。

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