这本书看书名就知道是一本与生物科学相关的书,所以如果没有高中生物选修三学习基础的同学可能会觉得有些晦涩难懂。

话说高中生物选修三内容是什么?选修三课本分为五个专题——
专题一:基因工程;
专题二:细胞工程;
专题三:胚胎工程;
专题四:生物技术的安全性和伦理问题;
专题五:生态工程。
这本书的内容与这几个专题都息息相关。
在高中生物必修课上,我们知道了基因,它是生物体内的遗传密码,生物的一切生命现象都和基因有关。基因就像神学论里的造物主的创作,是不可泄露的“天机”,当人类掌握了基因编辑技术,就意味着“参破天机”,掌握了生命的终极规律。
或许你不太了解基因编辑,但你一定听说过抗病水稻、晚熟番茄、茶杯猫、迷你猪等等的转基因生物,当然,你或许听到更多的是转基因农作物是否安全?基因治疗动物是否会带来不可挽回的副作用?基因治疗是否可以应用于人体?是否可以对人类胚胎细胞进行编辑?等等这些问题。
在这本书里,作者(珍妮佛·杜德娜和塞缪尔·斯滕伯格)为我们还原了基因编辑技术CRISPR诞生的全过程,并谈到他们关于基因编辑伦理和未来应用的看法。
这本书论述条理清晰,可以让我们有思辨性地认识基因编辑。
书本介绍:
在高中课本上,我们了解到了很多遗传疾病, 白化病,苯丙酮尿症,先天性聋哑,镰刀形细胞贫血症;多指,并指,软骨发育不全;红绿色盲症,血友病,21三体综合征、猫叫综合征等等,这些疾病其实都是由人体基因的错误改变引发的。
要想根治这些疾病,就得从基因入手,这就是基因编辑的意义和价值。
可是,基因在细胞里,细胞小如尘埃,我们怎么才能对基因进行编辑呢?
科学家们尝试了多种方式,首先是利用只能寄生在细胞里才能生存和繁衍的病毒,把治疗性的基因先引入到病毒的基因,再借助病毒寄生转移到细胞的基因里,但病毒会引起机体的免疫反应,且很难控制病毒把新的基因片段插到哪儿,这就要求科学家们寻找新的基因编辑方法。
这套编辑方法需要先确定在基因的哪个位置进行编辑,然后在这个位置上把基因给切开,再替换上新的基因片段,好比DNA链是一条绳子,绳子上打满了结,每一个结都极其重要,绳子中有一个结坏掉了,这时候需要用一把剪刀把这个结剪下来,再把新的结接到绳子中。
作者所在的团队于2012年开发出了CRISPR基因编辑技术,这项技术就可以实现这种功能。本书中详细介绍了CRISPR基因编辑技术是如何诞生的,有兴趣的同学建议仔细读一读。
基因编辑技术自诞生走向成熟也饱受争议,我们该如何看待和应用基因编辑技术呢?这也是本书的重点。
转基因技术被应用的范围无疑都在生物身上,现在被讨论的有植物、动物和人。
转基因作物可以抗击病虫害,提高农作物产量,比如免疫白粉病的小麦、反式脂肪酸含量更低的大豆,还有能抵抗棉铃虫的棉花,等等。这些转基因作物性能优异,一经推出就很快占领市场。截至2015年,美国92%的玉米和94%的大豆,都是转基因作物。
虽然转基因作物被人类利用,但转基因作物的安全性仍然饱受质疑,很多人认为转基因作物不安全。
相比于转基因植物,转基因动物被接受的程度更低。根据《纽约时报》的调查,有75%的受访人员表示拒绝食用这种转基因动物。虽然现在科学家们已经制造出了瘦肉含量更高的转基因猪,羊毛长度更长的转基因山羊,但可以想象,这些转基因动物的社会接受度都不会很高。
本书的作者认为,实际上,几乎我们吃的每种食物,它们的基因型都被人为改造过,比如,选育种子和配种时用的随机诱变技术和杂交技术,本质上都是在按照人类需求改变动植物的基因型。从这个意义上说,以CRISPR为代表的转基因技术,和以往的传统育种手段,在本质上没有什么区别。
所以,作者对转基因植物和动物的未来应用,抱有乐观的态度。她认为,未来人类肯定还需要解决很多问题,来确保基因编辑技术应用在动植物身上的绝对安全,但人们肯定有智慧去解决这些问题。很显然,今天我们对转基因动植物安全性的争论不会轻易停止,但未来,它们造福人类的历史趋势是很明显的。
转基因动物不仅能给人类提供肉类和皮毛,甚至还有希望拯救很多人的生命。比如在美国,现在有大约12.4万人在等待器官移植,但每年只有2.8万人能获得移植器官,大量病人在等待器官的过程中死去,缺乏器官供体是一个很现实的问题。科学家们设想,通过基因编辑技术,人类或许可以改造猪的基因,让猪生长出可以供人类使用的器官。而且,这项技术目前已经有了初步成果,科学家们把经过基因改造的猪作为移植器官的供体,一颗移植肾脏在狒狒体内维持了6个月,一颗移植心脏在另一只狒狒体内维持了2年半。目前,这个领域已经吸引了大量投资。所以,如果基因编辑技术真的能拯救人类的生命,提供宝贵的移植器官,那我们真的很难拒绝它。
说到这里,我们就不得不开始一个更敏感的讨论,那就是该如何看待基因编辑技术在人体上的应用呢?
基因编辑在医学领域有着巨大的使用潜力,但我们也要清醒地认识到,这项技术离成熟应用还有很长的距离。比如,基因编辑的准确性并不能达到100%,一旦失败,潜在的风险很大。
在CRISPR技术中,向导RNA能识别20个碱基长度的特定DNA片段,但科学家们发现,这种识别不是绝对准确的,如果一个相似的片段只有一两个碱基不同,CRISPR很可能就会错误识别,进行错误的切割,这种现象被称为脱靶效应。一般来说,脱靶效应是一个很普遍的医学现象,比如看看各种药品的说明书,基本上都会标注副作用。但基因编辑的脱靶效应格外危险,毕竟普通药物的副作用在停药后就会结束,但基因编辑一旦脱靶,对基因造成的改变就永远无法挽回了。
除了脱靶效应,人类对各个基因的作用和影响,了解得也很有限。很多疾病的成因非常复杂,可能是遗传变异和环境因素的综合产物,单纯编辑基因不一定有效果。更何况基因编辑还存在次级效应,可能带来很多意想不到的复杂后果。比如,修改人体的CCR5基因,理论上会增强人对艾滋病的抵抗力,但同时也会增加人患上西尼罗河病的风险;虽然有的基因会增加人患上阿尔茨海默病的风险,但研究显示,这些基因也会提高人在年轻时的认知能力。面对基因编辑的复杂后果,该如何进行取舍?如何判断风险?仍然需要社会各界进行深入思考。
让我们再进一步。如果说基因编辑应用在医疗方面,还能被大多数人接受的话,那么,将它应用在人类胚胎上,试图去修改人类后代的基因型,则还处在伦理的禁区。实际上,科学家们已经编辑了大量其他生物的胚胎基因,所以基因编辑人体胚胎,在技术上其实已经不存在问题了。正如我们都知道的,南方科技大学原副教授贺建奎,就是因为违规对人体胚胎进行了基因编辑,诞下了两名女婴,引发了社会各界的严厉批评和反对,他本人也因此获刑入狱。
目前,社会各界都一致同意禁止基因编辑人类胚胎细胞,主要是因为还有大量伦理问题没有被解决。首先,如果我们真的对人类胚胎细胞进行基因编辑,那么,人们肯定就不满足于仅仅把有害的基因改变成正常基因,而会进一步想把它变成更优秀的基因。所以,不管一开始人与人之间的基因差距有多小,能负担得起基因改造的富裕阶层,肯定会让自己的后代拥有更优秀的基因,这不可避免地会带来阶层固化和基因固化,未来的有钱人会活得更长,体能更好,大脑更聪明。如果这种改变持续的时间足够长,那富人和穷人还是同一种生物吗?这会带来严重的、不可逾越的社会不公。
再比如某些基因改造,会让人体内的红细胞生成素含量上升,大大提高运动员的耐力值;还有的基因改造会减少人的睡眠时间,变相增加可以参与劳动的时间。如果这些改变真的出现,体育竞技是否还有公平可言?不进行基因改造的人,还有没有社会竞争力?少数基因群体会不会受到歧视?人类生理和文化的多元化,又是否会受到挑战呢?所以,作者认为,目前任何人都不应该进行人类胚胎细胞的基因编辑,除非各种社会、伦理和哲学问题得到深入讨论,并且在全球范围内取得共识。
但是,作者也提出了她的观点,那就是在未来,基因编辑人类胚胎细胞是肯定会发生的,问题只在于何时发生,还有如何发生。一方面,基因编辑的成功率会随着技术的改进不断提升,迟早会达到100%的准确率,这就能避免技术上的风险;另一方面,我们每个人在生命之初,其实都会携带从父母生殖细胞中继承的50-100个基因突变,而且在人体内,平均每秒钟都会出现上百万个突变,所以人体基因的改变其实是一种常见的自然现象,基因编辑只是让这种改变有了方向性。所以她认为,未来的父母有权利使用CRISPR技术来生出更健康的孩子,只要这个过程是安全的,而且不偏袒少数群体。
能力越大,责任就越大,面对修改生命密码的伟大工具,付诸行动前必须慎重思考,参破天机后,我们需要控制好这股惊人力量,我们也要相信,人类拥有做出正确决定的智慧。