1866年,奥地利学者孟德尔通过豌豆杂交实验,发现了可遗传的因子,这些因子决定了豌豆的表皮是光滑还是褶皱、颜色是黄色还是绿色。从此,人类踏上了探索基因的漫长旅程。
在随后的150多年里,科学家逐步揭示了基因的结构、突变、化学成分和功能。基因如同大自然为生物谱写的代码,在DNA的双螺旋结构中,它们的排列组合造就了每个个体的独特性。如今,科学家不仅揭开了基因的面纱,甚至试图通过基因编辑来改变人类的命运。
人类的DNA是一条长长的双螺旋链,如同一把扭曲的梯子,也像一本厚厚的书,基因则是上面的字母(A、T、C、G)。这些字母的排列组合形成特定的基因片段,决定了我们的身高、瞳孔颜色,甚至寿命。然而,有些基因的排列会发生“错误”,导致我们容易患上严重疾病。因此,科学家尝试纠正有缺陷的基因,如同作家润饰文章中的败笔。
基因编辑的过程类似于在Word文档中修改词语:通过查找工具定位目标词语,选中、删除,然后输入新内容,最后保存。同样,科学家利用蛋白质或RNA搜索目标基因组,锁定“有问题”的基因片段,然后将其敲除。敲除过程如同拉开拉链,DNA的双螺旋结构被解开并剪断。当DNA链出现缺口时,细胞会自行修复,但科学家也可以复制理想的基因片段,将其连接到断开的DNA链之间,从而实现基因编辑。经过编辑的基因可以通过遗传传递给后代。
随着遗传学和生物技术的飞速发展,基因定位工具不断更新:从锌指蛋白酶(ZFN)、TALENs,到风靡全球的CRISPR-Cas9,以及韩春雨团队发现的NgAgo技术,这些工具旨在提高识别基因位点的准确性和灵活性,降低脱靶率,提高剪切效率,并减少实验成本。
基因编辑完成后,需要将编辑后的基因“物归原主”。干细胞具有多能性,可以分化形成各种组织器官,因此在干细胞内进行基因编辑最为高效,尤其是在胚胎干细胞中。科学家从妊娠母亲体内取出早期胚胎干细胞,进行基因编辑,然后通过输血、器官移植、微注射或病毒载体转染等方式将编辑后的基因送回母体。这样,胎儿在出生前基因就被改变了。然而,直接在受精卵中修改基因会引发伦理问题。
(一)基因编辑的益处与伦理争议
基因编辑技术为人类带来了福音,可用于治疗遗传性疾病,如镰刀细胞性贫血、艾滋病和囊性纤维化,也可预防感染和阿尔茨海默病。这符合医学减轻人类痛苦的目标,是历史的重大转折。
然而,正如波士顿试管婴儿诊所创始人Merle Berger所预测的,“每个人都想要完美的孩子”。基因编辑可能成为富裕家庭设计“完美婴儿”的途径——金发碧眼、高智商,未来可能成为领导人或科学家。但这是否剥夺了孩子自然出生的权利?
2014年8月的皮尤调查显示,46%的成年人认为转基因婴儿可以减少严重疾病风险,而83%的人认为通过基因改造使宝宝更聪明超出了医学进步的范围。但牛津哲学家尼克·博斯特罗姆认为,高智商正是我们应该考虑的。我们是否应该让所有人都变得更聪明,还是仅让少数人拥有绝顶才智?通过超级手段获得禀赋的个人可能通过创新改变世界,但也可能带来不公和统治,促使我们重新思考包容的生命伦理。
具有讽刺意味的是,人类基因编辑再次将“优生学”拉入视野。由于二战时期纳粹的政策,“优生学”长期被视为禁忌。但现在,自下而上的社会结构使政府无法直接管理种族问题,个人和家庭选择改变基因以防止遗传病或改善能力、外貌。只要家庭负担得起,家长们会像之前不遗余力地将孩子送往好学校一样,通过医疗和生物科技手段优化孩子的基因。生物技术工业也在鼓励这种行为。
美国医学协会认为,生殖细胞工程可能“影响未来几代人的福利”,导致“不可预测和不可逆的结果”。基因编辑的潜在风险难以估量,如果剪切或复制不精确,可能产生大量突变。
(二)创新与预防的博弈
这引出一个核心问题:当新技术出现时,我们应假设它安全,直到发现危险才停止使用;还是应假设它危险,直到有充分证据证明其绝对安全才去接近?在创新与预防的博弈中,人类的天平应倾向何方?
这个问题困扰着科学家和政策制定者。不同国家通过法律和政策来禁止或鼓励生物技术发展,如知识产权法和国际贸易法,这些法律不仅影响新产品进入国内的难易程度,还关系到生物技术从基础实验到临床研究再到市场供应的速度。
2015年12月初,华盛顿召开了人类基因编辑国际峰会。威斯康星大学的Alta Charo教授将人类基因编辑的监督机制分为四个等级,从宽松到严格依次为:公共商讨、行业自律、政府指导、监管和法律。
在公共商讨方面,美国国家环境政策法案要求政府在做出决定前必须经过公众审查,因为民意可能改变政策方向。加拿大成立了针对生殖技术的皇家委员会,在全国采集公众建议。欧盟将转基因食品或基因改造生物(GMOs)列入特殊考虑,认为公民有权充分了解新技术、新产品对生物多样性或环境的影响。公共商讨作为替代政府直接审查的方案,使公民可以通过去中心化方式给政府或企业施加压力,从而改变生物科技创新的速度,但它不具有强制性,效果不明显。
行业自律是预先避免政府繁琐行为的有效方式,灵活且可靠。它要求科研者不能接受特定方式的捐款或服务,以防科学共同体发展过快或被商业机构利用,也禁止一些实验,如限制实验室随意接受配子或胚胎进行研究。最近,美国国家研究院和国际社会干细胞研究机构共同发布了针对人类胚胎干细胞研究的指导建议。
政府指导是一种社会标准,执行力较弱但说服力强。遵循政府指导的生物技术企业可以避免政策法规的纠缠。国际医学科学组织正尝试制定一套关于人体研究的全球标准,但这并不意味着国际法规将会出台,因为各国实施会存在偏差。
政府还设置了强有力的专利保护,给拥有成果的科研团体财政激励,促进创新。但从基础科学和学术共同体的角度,专利保护会减缓学术团体间的合作,能力较弱的团队难以从他人智慧成果中受益,因此专利存在双重影响。
对人类基因编辑技术最具强制力的是监管和法律。加拿大麦吉尔大学的Rosario Isasi、Erika Kleiderman和Bartha Maria Knoppers共同发表了《人类基因组编辑限制全球调查结果》,抽取16个国家样本研究相关法律。有些国家已通过立法禁止或限制生殖干预措施,并伴有巨额罚款或刑事制裁,如澳大利亚、比利时、巴西、加拿大、德国和英国。这种限制性立法往往要求有主观犯罪动机,例如在澳大利亚,有意进行胚胎基因改造的研究是违法的。
大部分国家持中立态度,如法国、以色列、日本和荷兰,它们将基因编辑用于生殖目的视为非法,但允许科研活动,如调查基本生物学方法、研究胚胎和生殖细胞中的基因组技术。少数国家比较宽容,相信基因编辑有益于人类,旨在促进科学进步,允许广泛活动,通过许可证授权方式治理,由专业机构测评风险。在英国和中国,生殖研究和潜在的临床应用没有明确禁止。
法律虽具有政治可信度和高执行力,但僵硬死板,不易改变。法律中的术语模糊狭窄,定义多样,使一些实验室在不违反字面解释的前提下规避政策,在灰色地带徘徊。法律的前后矛盾也会制造混乱。巴西最近批准了允许干细胞研究和细胞治疗的法律,但更早的宪法禁止出售任何类型的人体组织或申请关于人体生物材料的专利,前后不一的法律使监管系统瘫痪。这敲响了警钟:旧的立法对医疗创新的前瞻性不足,无法做出准确判断。
奥巴马的科学顾问John Holdren说:“人类基因编辑目前是一条不能逾越的红线。”问题是,所有人都会遵守吗?我们生活在一个生物资本主义时代,商业和消费利益极有可能绕过现有承诺及政府管控。
(三)基因编辑的现状与未来
人类生殖系工程的发展已远超想象,全球研究机构激增。美国至少有四个大型研究中心在做相关实验。总部位于剑桥的生物科技公司OvaScience拥有世界领先的医生组成的顾问委员会,已投资超过200万美元调查基因编辑是否可用于体外受精。同时,中国和英国的相关研究也如火如荼地展开。
在美国,一次体外生育手术费用约为2万美元,如果添加基因测试、捐卵或代孕母亲,价格飞涨至10万美元。基因测序公司如雨后春笋般涌现,与试管婴儿诊所一起向父母投放基因广告,这无疑会提高家长们的消费需求。经济利益往往忽视悬而未决的科学证据,突破伦理和国家政策框架。
随着技术普及,基因编辑很快会成为热议话题。它关涉创新与预防的博弈、政治与经济的对抗。任何一个微小的决定都可能影响未来人类生存状态的走向,人类需要谨慎行事。