重寫生命密碼

江澤珍/編譯

重寫生命密碼

江澤珍/編譯

白足鼠在新型生物工具的幫助下能成功抵御萊姆病

●DNA編輯技術(shù)有望改變物種遺傳規(guī)律，控制傳染病傳播。

2016年6月，凱文·艾斯維爾特（Kevin Esvelt）登上了開往南塔克特島的船只。艾斯維爾特是麻省理工學(xué)院生物合成學(xué)助理教授，他此行的目的是說服當(dāng)?shù)氐尼t(yī)療官員共同解決該島長期存在的問題：萊姆病。為此，艾斯維爾特花了好幾個(gè)晚上做了個(gè)詳細(xì)的PPT，難怪他看上去如此疲憊。

艾斯維爾特今年34歲，在麻省理工還領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)叫“雕刻進(jìn)化”的小組，致力于研發(fā)能夠從根本上改變自然界的分子工具。如果南塔克特島上的居民同意艾斯維爾特的計(jì)劃，他打算運(yùn)用自己研發(fā)的分子工具重寫白足鼠的遺傳基因，使白足鼠能對(duì)萊姆病或其他蜱傳疾病產(chǎn)生免疫能力。具體過程是：他的團(tuán)隊(duì)會(huì)先在實(shí)驗(yàn)室里培育一批老鼠，然后將它們放到無人島上，若傳染源蜱的數(shù)量急劇減少，那么他會(huì)請求在南塔克特島和附近的瑪莎葡萄園島釋放這種能有效阻止疾病的小老鼠。

萊姆病是全美傳播速度最快的疾病之一。在南塔克特島上，超過1/4的人患有萊姆病。萊姆病通常伴有皮疹、發(fā)燒和寒戰(zhàn)。這種病若能及時(shí)診斷，只需一劑抗生素就能痊愈。但大多數(shù)人未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因此要忍受好多年痛苦的神經(jīng)癥狀。在美國東北地區(qū)，群眾對(duì)蜱蟲有著深深的恐懼，夏天家長禁止孩子赤腳在草坪或樹林中玩耍。

“如果我們能解決這個(gè)問題呢？”艾斯維爾特對(duì)當(dāng)?shù)毓賳T說道。他解釋白足鼠是萊姆病病毒最主要的儲(chǔ)藏所，白足鼠中萊姆病的病毒可以通過蜱蟲這一中介感染人類。艾斯維爾特說：“這是一個(gè)生態(tài)問題，我們想利用生態(tài)的方法阻止蜱蟲傳播萊姆病病毒，從而打破這個(gè)傳染鏈?！?/p>

目前人類萊姆病疫苗尚未得到批準(zhǔn)，但狗和老鼠都有了相應(yīng)的疫苗。艾斯維爾特和他的團(tuán)隊(duì)打算給他們的老鼠接種疫苗，然后通過DNA測序得出最受保護(hù)的抗體，再將抗體基因植入到老鼠的卵子內(nèi)，這種老鼠就能天生對(duì)萊姆病免疫。最終，如果有足夠數(shù)量的這類老鼠投放到自然界并與野生的老鼠交配，那么整個(gè)白足鼠的物種都會(huì)對(duì)萊姆病產(chǎn)生免疫能力。蜱蟲吸食白足鼠的血液后，血液中的抗體能將蜱蟲自帶的病毒殺死，從而蜱蟲不再有威脅，人類也理所當(dāng)然不會(huì)染上萊姆病了。艾斯維爾特說：“只要把老鼠放到那兒，整個(gè)傳染鏈就能崩潰?！?/p>

艾斯維爾特最近一年一直在宣傳預(yù)防萊姆病傳播的方法，他頻頻出現(xiàn)在世界各大論壇，無論是智利的合成生物學(xué)研討會(huì)還是匹茲堡的奧巴馬白宮前沿會(huì)議都有他的身影。每次，艾斯維爾特都會(huì)和聽眾說他希望他3歲的兒子和快1歲的女兒能夠在一個(gè)沒有萊姆病的世界中快樂成長。而且，艾斯維爾特相信他現(xiàn)在肩負(fù)的是一個(gè)非常偉大的使命。

2014年，艾斯維爾特和他的團(tuán)隊(duì)第一個(gè)對(duì)CRISPR這個(gè)基因編輯工具進(jìn)行詳細(xì)闡述，他們展示了CRISPR是如何與基因驅(qū)動(dòng)相結(jié)合改變物種遺傳命運(yùn)的。基因驅(qū)動(dòng)是從孟德爾遺傳法則延伸出來的。一般來說，有性繁殖的后代，其基因一半來自父本，一半來自母本。但20世紀(jì)40年代，一些生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)有些基因是自私的：因?yàn)檫M(jìn)化賦予了他們具有超過50%被遺傳下來的概率。所以某些特質(zhì)能夠以不尋常的速度進(jìn)行傳播。

以前，生物學(xué)家苦于沒有工具而無法對(duì)特定的基因做出修改，但后來出現(xiàn)了CRISPR。這個(gè)系統(tǒng)就是一把分子手術(shù)刀，能夠改變或刪除十幾億核苷酸中任意一組基因組的序列?？茖W(xué)家相信：這種經(jīng)過修改后得到的新的基因組進(jìn)入有機(jī)體后會(huì)在之后的幾代得到遺傳。比如說，寄生蟲中某個(gè)基因突變導(dǎo)致它無法傳播瘧疾了，這個(gè)基因就可以拿來放到蚊子的體內(nèi)，然后一代代傳下去。每一代都會(huì)保留這個(gè)基因，最終整個(gè)種系都會(huì)有這個(gè)基因。

之前從來沒有一個(gè)像這樣強(qiáng)有力的工具，它既能造福世界，也能給世界帶來災(zāi)難。艾斯維爾特希望像杠桿一樣利用這個(gè)技術(shù)，撬開他認(rèn)為那些隱秘的無須重復(fù)的科學(xué)研究。他說：“要想通過實(shí)驗(yàn)消除整個(gè)種系，必須做到透明化。從道德和現(xiàn)實(shí)的角度來看，基因驅(qū)動(dòng)只有在所有的研究都透明化的時(shí)候才有可能成功。如果基因驅(qū)動(dòng)能做到這點(diǎn)，整個(gè)科學(xué)界也能做到這點(diǎn)。”

透明化的科學(xué)

在南塔克特島的會(huì)議上，艾斯維爾特對(duì)島上居民說他和他的團(tuán)隊(duì)知道改變生命最基本的元素所需付出的代價(jià)是什么，他說他并不只是一位生物學(xué)家，他還是居民的代理人，一旦居民們對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)沒有興趣了，他就會(huì)停止。他還承諾，此次實(shí)驗(yàn)做到完全透明化——每個(gè)人都有權(quán)查看每封郵件、資助申請、數(shù)據(jù)建立、會(huì)議記錄，就連知識(shí)產(chǎn)權(quán)都會(huì)被放到網(wǎng)上。任何實(shí)驗(yàn)未經(jīng)科學(xué)家或者實(shí)驗(yàn)可能涉及的相關(guān)人的批準(zhǔn)不得實(shí)施。艾斯維爾特說：“我說的透明化就是指所有的過程都透明化。如果孟山都公司成為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中最具控制權(quán)的公司，那么我們一定是他們的對(duì)立面?！?/p>

在南塔克特島上，白足鼠的數(shù)量不足100萬只，所以有可能不需要用到基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)確保萊姆病抗體基因的傳播。艾斯維爾特打算釋放足夠數(shù)量的基因修改的老鼠，約幾十萬只，這樣能夠控制整個(gè)野生老鼠的種系。但是這個(gè)方法不可能在大陸實(shí)施，因?yàn)闁|部海岸零零散散分布著將近10億只白足鼠。

與萊姆病的戰(zhàn)爭只不過是拉開了序幕，人類還需努力打敗更痛苦的一些傳染病，比如說瘧疾和登革熱。雖然過去10年由這兩種傳染病導(dǎo)致的死亡率明顯下降，但目前世界上超過一半的人口依舊面臨著這兩種傳染病的威脅，而且，每年有近75萬人因此死亡。每天會(huì)有1 000個(gè)小孩死于瘧疾。

比爾和梅琳達(dá)基金會(huì)對(duì)帝國理工學(xué)院奧斯汀·伯特（Austin Burt）領(lǐng)導(dǎo)的“瞄準(zhǔn)瘧疾”項(xiàng)目投資了幾千萬美元。在實(shí)驗(yàn)室測試中，這個(gè)小組成功地運(yùn)用CRISPR系統(tǒng)，編輯了帶有瘧疾寄生蟲的岡比亞瘧蚊的基因，使得雌性岡比亞瘧蚊產(chǎn)出不具繁殖能力的卵子。根據(jù)這個(gè)設(shè)想，一旦這些修改后的蚊子投放到撒哈拉以南地區(qū)和當(dāng)?shù)氐奈米咏慌浜?，蚊子的?shù)量會(huì)大大減少。之前，孟買的塔塔基金會(huì)也宣布會(huì)資助一個(gè)在印度的相似計(jì)劃。

基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)還可以消除血吸蟲病。血吸蟲是一種寄生類疾病，每年有幾億人感染，約有20萬人死亡。除此以外，新技術(shù)還能消滅很多侵略性物種，比如那些專門禍害莊稼的害蟲以及傳播鳥瘧的蚊子。

艾斯維爾特說，基因驅(qū)動(dòng)帶來的并不只是消除瘧疾、血吸蟲病或是萊姆病等疾病，它還能改變我們研究科學(xué)的方式。”

這就是艾斯維爾特在世界各地一直宣揚(yáng)的理念，那些原先持反對(duì)意見的人在聽過他的演講后都轉(zhuǎn)變了態(tài)度。草藥學(xué)家丹妮卡·康納斯（Danica Connors）在南塔克特島的會(huì)議上說：“在此之前我本來想說絕對(duì)不行，但聽了他的演講后，我就說我們要修改遺傳基因?！?/p>

科學(xué)的傳播者

很多小孩小時(shí)候喜歡恐龍，但隨著慢慢長大，興趣就會(huì)轉(zhuǎn)移。但艾斯維爾特在很小的時(shí)候就被滅絕的生物牢牢吸引。在西雅圖，艾斯維爾特讀了邁克爾·克萊頓的《侏羅紀(jì)公園》，激發(fā)了他對(duì)生物技術(shù)的興趣。2016年我在他的麻省理工實(shí)驗(yàn)室第一次采訪他的時(shí)候，他告訴我說：“我10歲的時(shí)候開始對(duì)這件事情著迷，那時(shí)我父母帶我去加拉帕戈斯群島，經(jīng)過那次旅行，我知道我要做什么了?！?/p>

去過加拉帕戈斯群島之后，艾斯維爾特就不可避免地讀了達(dá)爾文的著作。他說：“我覺得人類遺傳基因是不斷進(jìn)化的這個(gè)觀點(diǎn)很有趣。當(dāng)時(shí)我就決定用一生去學(xué)習(xí)如何重寫有機(jī)體的基因，完成一些極其有用和有趣的事情?！?/p>

艾斯維爾特的爸爸是博納維爾電力局的總經(jīng)理，媽媽是小學(xué)教師。艾斯維爾特12歲時(shí)，他們一家從西雅圖搬到了波特蘭，艾斯維爾特進(jìn)入了一所私立學(xué)校。艾斯維爾特本科就讀于哈維穆德學(xué)院——是一所人文項(xiàng)目很強(qiáng)的工科學(xué)校。畢業(yè)后，他來到哈佛，師從化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)教授大衛(wèi)·劉（David Liu）。大衛(wèi)在生物進(jìn)化和合成分子領(lǐng)域有著非凡的成就，而且還是美國哈佛-麻省理工博德研究所的高級(jí)教員。通常來說，研究生會(huì)盡可能多地在專業(yè)雜志上發(fā)表文章，這樣以后能找到好工作。但艾斯維爾特在哈佛6年的頭5年半并沒有發(fā)表過1篇文章。我在哈佛采訪大衛(wèi)的時(shí)候，他說：“有一天，艾斯維爾特告訴我他想放棄小的項(xiàng)目去做一個(gè)真正有影響的東西。我從來沒有見過這樣的研究生。艾斯維爾特有能力，有志向，而且還有那份傻傻的無所畏懼?！?/p>

艾斯維爾特在博士論文中突破了合成生物學(xué)最重要的束縛。進(jìn)化需要幾百萬年的時(shí)間，哪怕是一個(gè)微小的基因變化也要經(jīng)歷幾千代人?？蓪?duì)于科學(xué)研究來說等不起。在大衛(wèi)的指導(dǎo)下，艾斯維爾特研發(fā)了一種技術(shù)，它能騙取一些特定的病毒快速進(jìn)化，這樣研究人員可以在短短的一天之內(nèi)看到幾十輪分子的進(jìn)化。這項(xiàng)研究也讓他獲得了哈羅德·M·溫特勞布獎(jiǎng)，這是專門為生物科學(xué)的研究生設(shè)置的獎(jiǎng)項(xiàng)。

2012年，艾斯維爾特在哈佛的威斯生物工程研究所做博士后。那時(shí)他在喬治·丘奇（George Church）的門下，丘奇是世界上首屈一指的遺傳學(xué)家，他帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室是全國最大的學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室之一。艾斯維爾特和丘奇建立了師生及合作伙伴關(guān)系，他們合作完成了很多小項(xiàng)目，包括在2014年發(fā)表的將CRISPR與基因驅(qū)動(dòng)相結(jié)合改變種系的論文。

雖然艾斯維爾特獲得了獎(jiǎng)項(xiàng)，出版了論文而且還有那么好的一位導(dǎo)師，但找工作并不容易。在很多研究機(jī)構(gòu)中，他顯得有些另類。他在自己的研究領(lǐng)域有很強(qiáng)的天賦，但他致力于做一位科學(xué)傳播者。他很久之前就說，講述科學(xué)故事、告知大眾科學(xué)面臨的選擇與實(shí)驗(yàn)室里研究出來的成就一樣重要。很多大學(xué)沒有雇傭艾斯維爾特，因?yàn)榇蠖鄶?shù)大學(xué)不知道該拿他怎么辦。艾斯維爾特說：“很多地方告訴我他們對(duì)于我提出的科學(xué)透明化沒什么意見，但只是不適合在這個(gè)時(shí)代進(jìn)行。”這意味著在做終身教職和專業(yè)評(píng)價(jià)的時(shí)候，考核僅限于實(shí)驗(yàn)室中的成就，外在的科學(xué)傳播工作并不算在考核范圍之內(nèi)。

我第一次見艾斯維爾特是在哈佛的丘奇實(shí)驗(yàn)室，那時(shí)的他正在專注地做實(shí)驗(yàn)，人特別瘦。他認(rèn)為吃飯，尤其是吃午飯是一件令人分心的事情，因此他會(huì)準(zhǔn)備一些代餐粉打發(fā)他的午飯。和很多科學(xué)工作者一樣，艾斯維爾特并不擔(dān)心自己個(gè)人形象的管理。在2016年早些時(shí)候，他的同事向我描述了一位非常有名的科學(xué)家很害羞卻又特別自大。艾斯維爾特聽到我的轉(zhuǎn)述之后笑了，他說：“我比他還要自大1 000倍?！闭f的時(shí)候還有點(diǎn)得意洋洋。然而，艾斯維爾特希望成為一位有效的利他主義者。艾斯維爾特很喜歡scienceheroes.com網(wǎng)站，上面是根據(jù)科學(xué)家的發(fā)明拯救了多少生命進(jìn)行排名的。合成化肥的發(fā)明者弗里茲·哈博（Fritz Haber）和卡爾·博什（Carl Bosch）排名第一，因?yàn)樗麄兊陌l(fā)明解決了半個(gè)多世紀(jì)的世界糧食問題，總共拯救了27.2億的人口。人們熟知的路易斯·巴斯德，提出了著名的疾病細(xì)菌理論，但并沒有擠進(jìn)前十。艾斯維爾特給我展示這個(gè)網(wǎng)站的時(shí)候說：“這才是真正有用的?！?/p>

去年，艾斯維爾特在麻省理工的媒體實(shí)驗(yàn)室工作，這份工作在我看來有點(diǎn)奇怪。雖然這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的影響很大，但我一直認(rèn)為它是致力于科技、藝術(shù)、設(shè)計(jì)和電腦學(xué)習(xí)方面的，與生物學(xué)及遺傳學(xué)沒有太大關(guān)系。伊藤穰一是這里的負(fù)責(zé)人，他告訴我：“你這樣的想法已經(jīng)過時(shí)了?！?/p>

我是在伊藤的辦公室里采訪他的，他的辦公室面向查爾斯河。那天有點(diǎn)悶熱，大街上沒什么人，河上也沒有船只。伊藤說：“艾斯維爾特在這里很合適?！彼J(rèn)為在快速發(fā)展的數(shù)字時(shí)代，人們需要更多地了解CRISPR系統(tǒng)。他說：“在低成本驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的時(shí)代，它屬于長期開放趨勢的一部分。舉個(gè)例子，計(jì)算機(jī)已無須繼續(xù)投入高成本去研發(fā)，所以它不再是大公司的專屬工具。一旦價(jià)格下降，普通群眾對(duì)于計(jì)算機(jī)的可得率也就越高。如今在生物技術(shù)里，CRISPR系統(tǒng)就像計(jì)算機(jī)一樣，不再是一個(gè)神秘的東西?！?/p>

通過CRISPR基因驅(qū)動(dòng)的動(dòng)物或植物真正運(yùn)用到自然環(huán)境中還需幾年時(shí)間，還有很多的管理、政治和社會(huì)障礙要去溝通。艾斯維爾特估計(jì)，萊姆病抗體老鼠出現(xiàn)在南塔克特島或是瑪莎葡萄園島還需將近10年時(shí)間。但好消息是，科學(xué)上的障礙一般很快就能得到解決，所以我們翹首以盼那些致數(shù)十億人喪生的疾病會(huì)消失，具有破壞性的害蟲會(huì)滅絕，那些瀕臨滅絕的物種類似于黑足雪貂會(huì)保留下來，但想實(shí)施這種根本的科學(xué)變化還需改變公眾對(duì)自然世界的態(tài)度。

尷尬處境

艾斯維爾特在麻省理工還有個(gè)目標(biāo)就是促進(jìn)社會(huì)公眾對(duì)基因驅(qū)動(dòng)之類革命性生物技術(shù)的態(tài)度轉(zhuǎn)變。他認(rèn)為自然等同于好的這個(gè)概念是滑稽的，他工作的一部分就是要挑戰(zhàn)這個(gè)觀念。他告訴我，我們應(yīng)該將智能設(shè)計(jì)作為遺傳學(xué)的一個(gè)工具。整個(gè)宇宙錯(cuò)綜復(fù)雜、種類多樣，自然選擇的過程也是很復(fù)雜的，一定有東西或者某個(gè)規(guī)律對(duì)進(jìn)化進(jìn)行引導(dǎo)。真相很普通但又很非凡：在40億年的進(jìn)化中，由于自然選擇和隨機(jī)的基因突變確保了最有效的基因能夠存活、最弱的基因被淘汰?？涩F(xiàn)在有了CRISPR系統(tǒng)和其他生物合成技術(shù)，智能設(shè)計(jì)有了一個(gè)全新的意義：進(jìn)化很快會(huì)由人類控制。

對(duì)于艾斯維爾特來說，這個(gè)階段很快就會(huì)來。他說：“自然選擇是令人厭惡和不道德的?！币枚∧嵘脑捳f，自然是“腥牙血爪”的。艾斯維爾特不同意盧梭的觀點(diǎn)，認(rèn)為人類本質(zhì)上并沒有得到上天的任何恩賜。而且，那些認(rèn)為自然界純真和諧的觀點(diǎn)會(huì)令他惡心。他說：“在我的認(rèn)知世界里，我并不認(rèn)為自然的本質(zhì)是好的、純潔的，我不理解為什么人們會(huì)這么想，要知道人們一直受自然的擺布。”

之后他又說人類不再需要看自然的眼色或是用更粗暴的方式去控制自然，“當(dāng)自然傷害我們時(shí)，我們通常利用化學(xué)和物理進(jìn)行攻擊。為了消滅害蟲，我們制成了殺蟲劑，但往往將其他昆蟲也殺死了。為了消除蚊子，我們用推土機(jī)填埋沼澤，成功地消滅了蚊子，但同時(shí)毀掉了很多濕地和其他物種。想象一下有個(gè)昆蟲喜歡吃你的莊稼，如果你有基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)，而且你知道這個(gè)昆蟲的嗅覺是如何運(yùn)作的，你只需要稍稍修改幾個(gè)小程序。這個(gè)昆蟲還能繼續(xù)待在這個(gè)生態(tài)圈里，但它不再對(duì)你的莊稼感興趣了。這比我們現(xiàn)在干預(yù)自然采取的措施要好很多?！?/p>

但是，技術(shù)永遠(yuǎn)是一把雙刃劍?？茖W(xué)家若能重寫蚊子的基因，使他們不再傳播瘧疾、登革熱、寨卡或其他傳播疾病，那么他們同樣也能使昆蟲變?yōu)橐环N武器。今年早些時(shí)候，國家情報(bào)局總監(jiān)詹姆斯·克拉伯（James Clapper）將基因編輯列為潛在的大規(guī)模殺傷武器。一些科學(xué)家認(rèn)為他有點(diǎn)夸張了，但在美國國家科學(xué)院出版的一篇論文上寫道：這種想法挺正常的，我們或許能得到一個(gè)帶有特殊病毒的蚊子。換句話說，恐怖分子或許會(huì)利用這點(diǎn)，將毒素加入蚊子的基因中，在傳播瘧疾的過程中把毒素也帶給對(duì)方。就在感恩節(jié)前，總統(tǒng)科技顧問委員會(huì)就警告白宮，基因編輯技術(shù)可能將一個(gè)普通的病毒變成生化武器。艾斯維爾特有一天告訴我說：“我最害怕的是這項(xiàng)技術(shù)還沒取得應(yīng)有的效果就落入壞人的手中，好幾次我都在夢中驚醒?！?/p>

前不久，分子生物學(xué)工具還是很貴的，只有少部分人能夠接觸這類實(shí)驗(yàn)，更別說想辦法害人了。但CRISPR的出現(xiàn)改變了這一現(xiàn)象，毋庸置疑，這將加快很多領(lǐng)域的發(fā)展。但就是因?yàn)檫@種易獲得性導(dǎo)致了很大的風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)在，DNA測序在網(wǎng)上就能買到，并且很便宜。任何對(duì)這方面感興趣的愛好者，無論他水平如何，只要花不超過1 000美元就能獲得一個(gè)病毒以及所有編輯它的工具。

幾個(gè)世紀(jì)以來，從《魔法師的學(xué)徒》和《浮士德》到《科學(xué)怪人》和《侏羅紀(jì)公園》，人們好心創(chuàng)造某種高級(jí)的生命形式，但害怕它最終不受人類控制?，F(xiàn)在這種恐懼加深了。艾斯維爾特有個(gè)顧慮，他希望推動(dòng)基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，但他又堅(jiān)持要防范這種技術(shù)落入壞人手中。他在劍橋的一個(gè)峰會(huì)上告訴聽眾：“我的問題就在這里，因?yàn)槲沂且粋€(gè)獨(dú)立的科學(xué)家，在實(shí)驗(yàn)室里我可以超出法定范圍，改變我想改變的任何病毒，法律根本就不知道我在做什么?！?/p>

艾斯維爾特說：“科學(xué)實(shí)驗(yàn)要想發(fā)展就需要一套新的方法。在醫(yī)藥界，做任何研究之前，我們都要提前得到允許，慢慢已成為一種標(biāo)準(zhǔn)。但是在實(shí)驗(yàn)室里，我們并不用告訴其他人我們在干什么。實(shí)驗(yàn)室里的透明度很小，這必須要改變?！?/p>

美國的實(shí)驗(yàn)室研究其實(shí)也是受管制的。實(shí)驗(yàn)要得到所在研究所倫理審查委員會(huì)的同意，每周各大學(xué)科要開會(huì)，專家們各自交流自己的數(shù)據(jù)。但是激勵(lì)學(xué)術(shù)發(fā)展的資助、出版、終身任職等機(jī)制卻從來不獎(jiǎng)勵(lì)透明度。我在采訪蓋茨基金會(huì)臨床試驗(yàn)和定量研究技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)主任丹·哈特曼（Dan Hartman）時(shí)，他告訴我說：“如果你身處學(xué)術(shù)界，你會(huì)發(fā)現(xiàn)只有保持一定程度的神秘感，你才能不斷變強(qiáng)。在論文發(fā)表之前，你應(yīng)該保守秘密。就是到出版這一步，你也要決定哪些內(nèi)容是可以讓別人知道的，哪些不可以。”但從2017年1月份開始，蓋茨基金會(huì)要求所有由它資助的研究得到的數(shù)據(jù)都要公開發(fā)表在雜志上，要讓任何人都能夠讀到。

艾斯維爾特相信科學(xué)家還要花很長時(shí)間才能理解如何與自己所處的社會(huì)進(jìn)行交流。為了更好地說明自己的觀點(diǎn)，艾斯維爾特引用了奧本海默的觀點(diǎn)。在1954年的聽證會(huì)上，奧本海默替自己辯護(hù)時(shí)說道：“剛開始我們只懂得做實(shí)驗(yàn)，只有等實(shí)驗(yàn)成功的時(shí)候我們才考慮如何處置它。研發(fā)原子彈的時(shí)候也是這樣。”艾斯維爾特說：“不久，我們的小孩會(huì)在學(xué)校的生物課上接觸到基因編輯，透明度就顯得異常重要。我們真的要好好思考我們將要進(jìn)入的世界是什么樣的。可怕的是，一些科學(xué)家仍然沒有意識(shí)到透明化的必要性?！?/p>

這樣做是對(duì)的

距離南塔克特島會(huì)議開始一個(gè)小時(shí)之前，喬安娜·布克塔爾（Joanna Buchthal）和山姆·德福（Sam Telford）加入了我們。喬安娜是艾斯維爾特的研究生；山姆是塔夫斯大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院的傳染病學(xué)教授，他對(duì)鹿、老鼠和蜱蟲有30多年的研究。

山姆戴著一副金絲框眼鏡，穿著一件淡綠色的襯衫，搭配一條卡其褲，帶著惠靈頓的表，看起來像學(xué)術(shù)界的“超人克拉克·肯特”。我是搭他的車一起去開會(huì)的，當(dāng)時(shí)我坐在后排，左右兩旁各有一個(gè)老鼠的籠子，好在它們是空的。一路上我們在討論蜱蟲傳播疾病，他說：“近幾年來，我都在試圖說服島上的人們：只要趕盡鹿，就能消除萊姆病，只可惜沒能成功?！?/p>

我問他覺得艾斯維爾特的實(shí)驗(yàn)是否會(huì)成功，他說：“我覺得南塔克特島是一個(gè)絕佳的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)。首先它是一個(gè)島，這種地理?xiàng)l件非常適合實(shí)驗(yàn)。其次大多數(shù)的南塔克特島上的居民都是受過良好教育的，他們有對(duì)自己生態(tài)環(huán)境作出判斷的能力。他們一直受到萊姆病、巴貝斯蟲病、埃立克體病等的威脅，對(duì)于這些傳染病有著強(qiáng)烈的恐懼。所以就算要花上百萬美元，南塔克特島和瑪莎葡萄園島上的居民也不會(huì)有什么意見?！?/p>

消除萊姆病能給幾百萬美國人帶來福音，但消滅人類致命的敵人——蚊子會(huì)是一個(gè)更了不起的挑戰(zhàn)。先不算黃熱病、登革熱、基孔肯雅熱以及各種形式的腦膜炎，單單瘧疾就已經(jīng)害死了十幾億人。因此研發(fā)一種能夠使這些傳染病消失的蚊子是和消除天花一樣重要的成就。

但任何事情有好有壞。加拿大環(huán)保組織小組的負(fù)責(zé)人吉姆·托馬斯（Jim Thomas）告訴我：“任何有關(guān)轉(zhuǎn)基因生物（GMO）的研究都會(huì)得到批準(zhǔn)。首先這種實(shí)驗(yàn)只在實(shí)驗(yàn)室里做。其次，就算應(yīng)用，也只是在有限的范圍內(nèi)，不會(huì)有什么風(fēng)險(xiǎn)。哪怕最后說要放到自然界，大家也不會(huì)有意見，因?yàn)榇蠹叶颊J(rèn)為它們無法在自然界存活。但今天我們的技術(shù)不但能使GMO存活，而且還能讓它占主導(dǎo)的位置?！?/p>

在2016年9月世界自然保護(hù)聯(lián)盟的會(huì)議上，托馬斯的團(tuán)隊(duì)呼吁停止一切有關(guān)基因驅(qū)動(dòng)的研究。雖然大型的科學(xué)組織沒有通過這個(gè)提議，但是它引起了科學(xué)家的恐懼：隱秘、誤解、追求利益或者為了自己的成就感，萬一這些使原本能夠拯救上億條生命的技術(shù)成為一種災(zāi)難，那就完了。

每一個(gè)新技術(shù)的出現(xiàn)，無論是轉(zhuǎn)基因食品還是無人駕駛車，都需要我們對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和成就一起考慮。對(duì)于改變整個(gè)生態(tài)平衡的基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)來說，意見兩極分化。部分原因是這個(gè)技術(shù)對(duì)于非洲有巨大的用處。而在過去，西方科學(xué)家一直在未經(jīng)非洲人民許可的情況下，甚至在他們不知情的情況下將他們作為自己的研究對(duì)象。

在醫(yī)藥界，道德倫理選擇很少是直言不諱的。之前在烏干達(dá)進(jìn)行的艾滋病疫苗實(shí)驗(yàn)就招致很多西方公共衛(wèi)生官員的強(qiáng)烈不滿。一些人認(rèn)為在那些無法做出判斷的人身上進(jìn)行臨床試驗(yàn)是不道德的。大多數(shù)學(xué)術(shù)人員都認(rèn)同醫(yī)療倫理道德的普遍性，如果在美國不能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)當(dāng)然也不能在烏干達(dá)進(jìn)行。

然而，坎帕拉的一位醫(yī)療官員幾年前告訴我：“雖然我們也很看重原則，但我們身陷死亡的恐懼太久了，我們不能依靠原則來避免死亡?！?/p>

發(fā)展是硬道理

1953年，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克發(fā)表了生命密碼的4個(gè)組成部分：腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤和胸腺嘧啶。打那以后，科學(xué)家就一直試圖用遺傳工具控制害蟲。1958年，美國昆蟲學(xué)家愛德華·萘普林（Edward F.Knipling）和雷蒙德·布什蘭德（Raymond C.Bushland）想出了消滅螺旋蛆（美洲錐蠅）的方法。螺旋蛆是以溫血?jiǎng)游餅槭车睦ハx，幾百年來，它們一直對(duì)牲畜進(jìn)行感染，它們最快能在兩個(gè)禮拜不到的時(shí)間弄死一頭牛。萘普林和布什蘭德運(yùn)用輻射——一種粗暴但有效的生育控制方法，使幾百萬只雄性螺旋蛆不育。然后他們將不育的雄性螺旋蛆放到大自然與雌性螺旋蛆交配，產(chǎn)下不育的受精卵。在此之后，這種昆蟲不育技術(shù)就被廣泛應(yīng)用。兩年后，萘普林在《經(jīng)濟(jì)昆蟲學(xué)雜志》發(fā)表了一篇文章，他建議可以對(duì)帶有瘧疾病毒的蚊子或其他害蟲做同樣的事情?？上н@種建議需要十幾億只不育的蚊子，而在那時(shí)候是不可能的。

2003年，英國帝國理工學(xué)院進(jìn)化遺傳學(xué)教授奧斯丁·伯特（Austin Burt）在《英國皇家學(xué)會(huì)期刊》上發(fā)表了一篇論文，首次指出，科學(xué)家或許可以利用自私的基因去改變或消滅那些對(duì)人類生存不利的物種。他寫道：如果你敲除掉特定部位的基因，注入自私的基因分子，新注入的基因能夠消除那些不好的遺傳特征，比如可以消除蚊子攜帶病毒的能力。

伯特很快就意識(shí)到了這種遺傳工程最大的威脅就是：雖然沒有人質(zhì)疑消滅瘧疾的價(jià)值，但也沒人能估量從物種演化的長周期來看消滅一個(gè)物種對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響。伯特建議科學(xué)家不必通過滅絕來控制某個(gè)致命的物種。他在“自私基因作為控制自然物種的遺傳工程學(xué)工具”論文中寫道：我們不需要滅絕一個(gè)物種，我們可以改變它的遺傳，讓它不那么危險(xiǎn)。

那時(shí)，這項(xiàng)研究面臨著兩大似乎不可逾越的挑戰(zhàn)：第一個(gè)是由孟德爾提出的遺傳規(guī)律，遺傳基因具有隱性和顯性之分。第二個(gè)是達(dá)爾文提出的適者生存的自然規(guī)律，基因之所以能遺傳下來，是因?yàn)樗鼈兡軒椭摅w更好地生存，而大多數(shù)被修改過的基因沒有這方面的功效。所以那些做出改變的基因或許會(huì)被遺傳幾代，但最終還是會(huì)屈服于自然。

但是CRISPR有著駕馭進(jìn)化的特權(quán)，也是合成生物學(xué)的中心項(xiàng)目。伯特和他的同事安德里亞·克里桑蒂（Andrea Crisanti）創(chuàng)建了一套基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，讓雌性的蚊子不育。但要釋放這批蚊子還需要走很長的流程。伯特的團(tuán)隊(duì)與布基納法索、馬里、烏干達(dá)等多個(gè)國家的科學(xué)家已經(jīng)達(dá)成了長期合作協(xié)議，教授這些國家的技術(shù)人員相應(yīng)的知識(shí)。最終，一旦這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成功并被允許推廣，他們希望運(yùn)用到非洲一些瘧疾嚴(yán)重的貧窮國家，教會(huì)他們有關(guān)這方面的知識(shí)，讓他們自己決定該怎么做。

艾斯維爾特學(xué)習(xí)過伯特有關(guān)蚊子的研究，但他認(rèn)為萊姆病不太適合用這個(gè)方法。改變蜱蟲的基因是可行的，但無法釋放出能夠造成影響的那么多數(shù)量的蜱蟲。但他覺得，伯特的設(shè)想有可取之處：蜱蟲是從白足鼠身上得到萊姆病毒以及其他病毒的。他可以重寫白足鼠的基因，讓白足鼠對(duì)萊姆病毒產(chǎn)生抗體。這種白足鼠交配后，很快其所有后代都會(huì)有萊姆病的抗體。

有了CRISPR系統(tǒng)和基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)，哪怕只修改一只蚊子或一朵花、一種動(dòng)物或一粒種子，都能造成整個(gè)物種的基因變化。為了避免無法逆轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤，艾斯維爾特和丘奇在實(shí)驗(yàn)早期的時(shí)候記錄了每一個(gè)修改的地方。他們都認(rèn)為如果基因不能復(fù)原就放棄嘗試。

艾斯維爾特的團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一套計(jì)劃，防止基因驅(qū)動(dòng)發(fā)展到無法控制的地步。他稱這項(xiàng)計(jì)劃為“雛菊驅(qū)動(dòng)”，把整個(gè)基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)劃分成各個(gè)組成部分，可以想象成遺傳版本的多級(jí)火箭。每個(gè)組成成分對(duì)于整體都是至關(guān)重要的。要想傳播這個(gè)系統(tǒng)，必須呈列所有的部分。若未能分離，這種遺傳特征很快就會(huì)消失。

這套方法目前仍處于早期的研發(fā)階段，但研究證明它很重要。官方許可和政府執(zhí)照并不能阻止物種的遷移，動(dòng)物的交配。沒有控制系統(tǒng)的話，一項(xiàng)基因驅(qū)動(dòng)便能快速地在全世界范圍內(nèi)傳播，但是雛菊驅(qū)動(dòng)能成功就能阻止這件事發(fā)生。

這項(xiàng)研究很有前景，它同樣傳遞了控制自然是很難的這一觀點(diǎn)。人類一代一代時(shí)間很長，基因變化又非常緩慢。但面臨那些帶有侵略性的蚊子和老鼠，科學(xué)家希望這個(gè)基因變化可以加快。同樣，基因的遺傳方式也是會(huì)變的。有時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)水平基因轉(zhuǎn)移。一項(xiàng)基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以抑制蚊子，也能變成一個(gè)威脅?；蜃陨硪苍诓粩嘧兓Ｈ绻粋€(gè)基因驅(qū)動(dòng)的序列突變了，它會(huì)對(duì)不同的目標(biāo)造成影響，而且這種影響是無法預(yù)測的。

2016年夏天，我在博德研究所采訪了那里的主任艾薇·理杰夫（Aviv Regev），她是世界頂級(jí)的計(jì)算生物學(xué)家之一，她主要研究不同細(xì)胞在人體中的功能以及它們?nèi)绾卧谏锵到y(tǒng)中互動(dòng)，比如肌肉組織或器官。艾薇把改變遺傳的基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)和能用免疫細(xì)胞攻擊腫瘤的癌癥免疫療法做對(duì)比。她說：“我們可以提取一個(gè)惡性細(xì)胞的基因來判斷，也可以提取另一個(gè)基因，但是兩個(gè)基因得到的結(jié)果不會(huì)是相同的。整體和各個(gè)部分并不一致，種族生態(tài)學(xué)也是這樣。”

兩個(gè)系統(tǒng)都有風(fēng)險(xiǎn)，但在癌癥治療試驗(yàn)中，醫(yī)生會(huì)給患者選擇，她說：“這項(xiàng)治療成功和失敗的概率是一半對(duì)一半，這點(diǎn)是提前告知患者的。”但她強(qiáng)調(diào)她并不反對(duì)基因驅(qū)動(dòng)研究。

她說：“基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)所涉及的不再是單個(gè)的人，而是整個(gè)群體。它所產(chǎn)生的效果是無法預(yù)期的，這就是為什么基因驅(qū)動(dòng)看上去那么嚇人?！?/p>

2016年7月，艾斯維爾特在埃德加敦公共圖書館舉行的論壇上，向瑪莎葡萄園島的居民展示了他的數(shù)據(jù)。艾斯維爾特說了他的目標(biāo)：“我要讓我的整個(gè)領(lǐng)域都透明化?！闭麄€(gè)演講效果很好，底下的聽眾聽得非常投入，這讓我想到幾年前我在美國本土最南端的城市基韋斯特的一個(gè)小鎮(zhèn)會(huì)議。當(dāng)時(shí)底下的觀眾也非常投入，只不過那時(shí)是大家反對(duì)英國牛津生物技術(shù)公司的科學(xué)家打算用修改過基因的埃及伊蚊進(jìn)行防止登革熱傳播的試驗(yàn)。因?yàn)檫@個(gè)小鎮(zhèn)在幾年前第一次爆發(fā)這種傳染病，而英國牛津生物技術(shù)公司的試驗(yàn)也是在當(dāng)?shù)氐奈孟x控制官員的要求下進(jìn)行的。

在巴西，我親眼看到英國牛津生物技術(shù)公司將幾百萬只基因修改過的蚊子釋放到自然界。那里大多數(shù)的居民，因?yàn)殚L時(shí)間深受登革熱的痛苦，所以特別高興、特別感激。

艾斯維爾特和英國牛津生物技術(shù)公司受到區(qū)別對(duì)待的原因再清楚不過了。英國牛津生物技術(shù)公司是一家追求盈利的企業(yè)，而艾斯維爾特是一個(gè)希望科學(xué)能夠透明化的個(gè)體。不過更簡單的原因是：巴西人民深受登革熱之苦，而新英格蘭人民害怕萊姆病，他們迫切需要能夠消除它們的方法，而基韋斯特人受登革熱的影響并不大。

自從有了人類之后，我們就一直在改變周圍的環(huán)境?，F(xiàn)在我們面臨的問題不是要不要繼續(xù)改變環(huán)境，而是如何改變環(huán)境。通過混合的育種技術(shù)，我們得到轉(zhuǎn)基因作物，培育了很多動(dòng)物，把幾百萬畝的樹林變成了農(nóng)田?；蝌?qū)動(dòng)是一個(gè)不一樣的技術(shù)，一個(gè)小小的昆蟲能夠影響我們的未來。

艾斯維爾特說：“我一直在想我為什么要做這件事，我覺得現(xiàn)實(shí)留給我們的選擇并不多。我們依靠自身的力量發(fā)展了科技，我們不能因?yàn)橛酗L(fēng)險(xiǎn)而不去做這件事，我們需要新的發(fā)明。當(dāng)然了，人們也能說，如今一切都好，沒必要嘗試這么有風(fēng)險(xiǎn)的東西，可前提是一切都好。如今我們面臨最大的威脅就是認(rèn)為不干預(yù)自然就是最好的事情?！?/p>

[資料來源：The New Yorker][責(zé)任編輯：彥隱]

本文作者麥克·斯貝克特（Michael Specter），1998年擔(dān)任《紐約客》記者，一直關(guān)注艾滋病、肺結(jié)核、瘧疾、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、禽流感、淡水資源減少問題以及合成生物學(xué)領(lǐng)域。