2020年12月3日

基因:人類最親密的歷史

辛達塔.穆克吉(Siddhartha Mukherjee)的作品,也是他那本談論癌症的萬病之王的,嗯,前傳一般的科普書,如同書名所示談的是關於基因的科學史。而且就像所有的科學史一樣,故事的開始都是古希臘時代 ~(一秒)


咳,我是說那怕遺傳學真正確立是在近代的事,不過此前人類已經這事思考很長一段時間,而且還常常充滿噁心的厭女思維。畢達哥拉斯相信生成人類的種子來自男人,而女人只是生產機器(然後埃斯奇勒斯寫了個劇本說明為什麼殺生產機器也就是弒母沒有錯,因為只是工具人),柏拉圖也擁護這個看法。


亞里斯多德雖說是有名的歧視女性,但倒是透過觀察確信一個人類的生成同時需要父親的精子與母親的經血……嗯,比當作是生產機器好很多了啦。之後很長一段時間這兩派說法各有支持者,西方有無數變形理論皆衍生自這兩種論點。


其中最知名的大概就是奇幻創作與日本ACG最愛用的霍姆克利斯,也就是精子內本身就已經內藏一個完整的小人,只要添水加熱就會熟、咳,我是說會逐漸成熟長成一個完整人類的概念。當然在奇幻作品中鍊金術充滿著神秘魅力,不過實際上這種幻想也只是畢達哥拉斯理論的變形。


只要理解這是那個人類在還不知道基因存在的時代裡,為了遺傳與演化的真相想破頭所因此冒出的奇思妙想,就好像除魅了一樣不再覺得那麼不可思議。當然在奇幻的世界裡人造人依舊是有趣的設定,不過知道歷史傳承也很有意思。


當然不管古希臘人如何PK,自然探索撞上宗教時往往會是另外一番風景。更別提關於演化和基因的一切都會撞上創造論的大門,在西方很長一段時間這甚至是物理和社會謀殺的問題。不過即使如此就像複雜多變的地形其實來自大量小小的物理化學作用一樣,看似堅固的神權觀念也會在許再人的步步拆解下逐漸軟化。


達爾文的物種源起改變了整個生物學界,而一切都起始自他那五年遊走世界各地見證自然力量的旅程。話說英國海軍史上最知名船艦之一的小獵犬號,當初徵求的其實是紳士科學家(gentleman scientist),意指不需特定機構或大學提供經費的獨立研究者。


翻譯一下就是我們找不到財源可以發薪水,但還是需要五年制專業義工一名喲。也就是說想應徵這個工作首先得有五年不用養家,家裡還能支應過程中各種開銷外帶寄送新書,比方說達爾文他家。這不禁讓我想到美國流行的無薪實習生制度就階級複製的弔詭一面,嘛,該怎麼說呢,至少海軍包吃包住?-欸,所以結論難道是簽下去(?)


當然在這強調斷捨離的世道裡,讓全球(?)倉鼠振奮的一點是,達爾文也是個熱愛收集、製作模型的超級大倉鼠,搭乘小獵犬號期間時不時會在甲板上曬收藏。

船長:那傢伙成天到晚帶一大堆垃圾回來!

達爾文:住口,那都是我的寶貝 ~~~ 想當年我爸也是這樣嫌我只顧著做模型念劍橋念到被二一,可惡你我爸喔,我要搬去跟水手睡!!!


當然這隻倉鼠真的太強,所以人還在全球漂流的時候,蒐集回國的標本已經讓他聞名學界(讓我們在此誠摯的叫他一聲,皇家倉鼠大學者)。無數專家靠著這些標本展開各種研究,不過大多是關於分類的研究,但達爾文開始思考的問題是為什麼會出現這些可以分類的差異?


演化相關的知識大多數人都很熟了,中間的歷史也曾在達爾文與小獵犬號一書中介紹過,所以這邊不再多提(和華萊士之間的公案就,就有的人就是喜歡龜,可即便如此他就朋友多)。總之達爾文確立了目前的生物全演化自古生物、共同承繼自一顆年齡長達三十多億年的生命樹,但問題出在,怎麼傳承的?


達爾文終生都未來就這點提出高明理論,於是接下來要派出大家都在課本裡看過的,種腕豆的終極實驗宅神父孟德爾。這位不擅講道、想考個教師執照怎樣考怎樣不過,但對實驗超有耐性的研究者,透過控制授粉、選擇性狀然後種了超過八萬株腕豆、又剝了更多腕豆筴並加以詳盡紀錄的伯伯,確立了遺傳學的基本理論。


兩株親株會各貢獻一半的基因,而同位基因不會混合而是會以顯性和隱性的方式繼續存在,於是子代未顯現出來的基因,在之後的世代身上仍可能再次出現,生物的特質便是這麼傳承下去的。


但和有錢朋友又多的達爾文不同,孟德爾儘管在1860年代就做出了不起的實驗,但只是個中歐小神父的他在世時並沒能獲得肯定。他發表論文時在座只有四十多個人,儘管把論文抄送歐洲各大研究機構與學者,搞不好達爾文都看到過,但當時沒人意識到孟德爾研究的重要性。


往後四十年間他的研究成果還被不同學者,像重新發明輪子一樣的發現了三次之多這麼囧。不過也還好還是有忠實粉絲也就是英國的費特森大力宣傳,於是直到現在我們都還知道這位,花費大半人生在碗豆花田裡小心授粉的神父之名。


接下來結合演化與遺傳概念的生物學界成為熱門的新興領域,人們迫切想知道遺傳的真正機制是什麼,基因究竟存在於何處?一九八零年代確認基因位於染色體上,但究竟是怎樣一個存在方式?美國哥倫比亞大學的摩根,藉由果蠅來研究這個問題,確認了位於染色體上頭的基因如果所在位置相近的話,通常都會彼此串連「集體活動」  。


雖然偶爾會出現互換(crossing over)現象,讓基因脫離周遭的基因,由父系染色體轉移至母系染色體,但這是相當少見的現象。以這些發現為源頭,後續誕生了無數的諾貝爾獎得主。但此時此刻人類還只知曉基因的性質與運作方式,但尚無法真正確切的瞭解基因的本質。


1909年數學家羅納德.費雪將排列組合的概念應用在基因上頭,孟德爾時代認為基因是單純作用,摩根的研究發現鄰近的基因會彼此影響,而運用上排列組合後便能想像,大量基因會隨機產生各式各樣的組合方式,而也正是不同的組合方式,可以讓相似的基因變化出形形色色不同的生物性狀與特質。


那些必須面對天擇的各種突變,便是來自無數基因排列組合的成果。不同於一般實驗室果蠅派的生物學家杜布贊斯基,選擇到荒郊野外尋找野生果蠅,並成功找到基因差異極大的品種。在控制溫度的實驗中,這些不同品種的果蠅在實驗室裡完成了模擬天擇的效果,證明了不同特色的基因可以適合不同環境。


演化的道理在一九四三年被找出來,基因型 + 環境 + 觸發因素 + 機會 = 表現型。意思是基因會因為環境、特殊事件與機率,創造出不同的生物表現。這些表現經年累月的累積起來,最終成為了達爾文筆下物種源起所描述的恢宏歷史。


許多不同的物種最初都有相同的祖先,但因為地理區隔等因素,最終達成生殖隔離的效果。但有時對於學術見解的探討,會讓人疑惑究竟是理論本身很恐怖,還是理論被用得很恐怖為害比較大。


演化與遺傳學的概念造就出二十世紀規模龐大的悲劇,源頭正是所謂的優生學。雖說一切以納粹引發的悲劇最慘絕人寰,但也不能忽略當時歐美其實不分國藉都狂熱的擁戴並以政策配合這種理論。


早在十九世紀便有無數專家與狂熱分子(比如達爾文眼高手低的表弟)醉心優生學。其背後的理由可能是階級或種族歧視,以及對於創造某種烏托邦的極端渴望,希望能以人力取代天澤創造出只有美好人種的國度。


事到如今我們都知道這種美好往往出自狹隘的觀念,而優生學的種種論述大抵建基於充滿政治狂熱的偽科學。因為削除所謂「不適合的存在」反而會弱化基因多樣性,導致全物種都一起流失應付危機的可能性,用句流行的話語形容就是這不科學。所謂只有美好人們快樂活著的世界,到底是烏托邦還是反烏托邦可能也不是問題。


但都說了政治有時跟宗教簡直沒兩樣,於是實際發生的是無數侵犯人權的手段。美國透過立法將所謂不良人種合法隔離並施以絕育手術,這一切手段還都有法院背書,Buck v. Priddy的經典訴訟案,讓人見到整整三代的弱勢貧窮女性如何慘遭社會菁英階層排擠,並剝奪掉生而為人的重要權利,而這一切都本著科學與自以為是的善意而行。


理應要有的社會福利政策往往被斥之為共產主義,幾乎不難想像在那個經濟大恐慌,民主制度尚不穩固且世界充滿政治狂潮的年代,貧窮的弱勢最終會自然而然成為整個社會的替罪羊(我們不意外裡面會出現很多政治犯,比如說女權運動者)。


也是見證到這樣理所當然傷害她人的歷史(這就不提當時這些盎格魯薩克遜人排擠的移民,其實是來自東歐與南歐的白人),才更讓人意識到政治正確的必要。過猶不及是不好沒錯,但基於偏見與歧視並將政治正確斥為壓迫應加以消除的行為,在歷史的沈重面前會顯得卑劣可笑。


美國一切合法謝謝指教的手段已經很兇殘,而德國後起直追的政策更令人髮指。早在如同工產流水線般的謀殺與無意義科學實驗之前,納粹便已大規模的對不符合亞利安標準的婦女進行大規模絕育。在所謂平庸邪惡心態作祟下,整個社會基本上皆對此冷漠以對,相信那都只是不好的人才會遇到的事,結果一起成為推動二十世紀最慘烈悲劇的雪花之一。


這段時間德國納粹的瘋狂社會實驗留下了兩個遺產,第一是對同卵雙胞胎的研究,第二則是有很多科學家、特別是猶太裔的科學家都選擇離開德國。這些人大多都去了美國,於是德國在諸多科學領域也因此失去二十世紀初期活力四射的領先優勢。


不過儘管現在提到優生學政策的恐怖皆以納粹為例,不過其實在當時那是個襲捲世界的狂潮,搭配民族主義之後更顯兇殘。美國同樣做得很誇張,更不是沒人推崇納粹的處理方式。除此之外無數國家也都做過同樣的事情,日本也有很多未經同意就把女人抓去絕育的案例。瑞典和希臘等國家更是直至二戰以後,都還在依照這種思維繼續進行隔離與絕育。


站在現代角度看這段近百年前的歷史,會意識到雖說大家都知道這種悲劇絕不能再度發生,但有些幽靈卻也從未遠去。而且隨著人類對基因和遺傳的瞭解更深,另一種形態的優生學也正逐步發展中,不過這是後話。


總之人類對基因如何影響生物知道得更多,也引發了許多悲劇,但對基因的性質仍不是很瞭解。一九二零年初英國衛生部官員格里菲斯為了研究西班牙流感,拿肺炎鏈球菌做各種實驗,結果意外發現微生物存在轉化(transformation)現象。


也就是說雖然大型生物原則上不會出現這種情形,但微生物卻很容易沒節操的在靠近彼此的同時立刻交換基因。比方說把毒性弱的肺炎細菌和毒性強的細菌殘渣放到一起,沒多久毒性弱的也跟著變強了。


雖然說格里菲斯先生宅到打死不肯走出實驗室演講,他朋友為了騙他發表還得把他塞進計程車然後只付單程車資。但總之幾個月後這位科學家終於還是找了本沒沒無名的期刑發表論文。當然這篇論文沒引發什麼迴響,可是現在大家都知道那其實是分子生物學的開始。


那時候其他科學家也正為此展開努力,和老師摩根關係變很差的學生穆勒,帶著滿滿的好奇心繼續研究果蠅,而且覺得之前花三十年只找到幾隻突變種的效率太過悲劇,決定改用X光照果蠅。在照死了一批又一批又絕育好幾一批以後,穆勒終於找到正確的劑量然後短時間內就弄出一大堆突變果蠅。


先不提那時代很多女性因為不知道放射線對生物傷害有多大,也都用X光來美容的悲劇(科學發現幕後的黑色喜劇介紹了如此哀傷的故事),總之現在人類終於確定會受能量影響的基因肯定是種化學物質。


但究竟是那一種?一九二零年代初生物學者已經知道DNA和RNA的存在,也大略知道結構,但還搞不清楚攜帶了基因的到底是蛋白質還是核酸。沒問題,讓其中一個被消失就好了嘛。於是儘管科學家普遍比較看好蛋白質,但在一九四零年代艾佛里透過實驗,證明核酸也就是DNA才是那個攜帶了基因的化學物質。


但究竟是怎麼個攜帶法呢,基因的結構到底是什麼?這接下來又是另一個科學史上有名的公案。其實看到現在幾乎可以發現,遺傳方面的科學研究大抵沒有什麼必須靠某人才能找到真相的課題,而是一個人人都想搶聖杯的狀態。


打從達爾文和華萊士的時代開始這就是個競爭激烈的領域,孟德爾的研究結果被發現了三次之多,而基因的形狀與結構的發現,更是其中最具爭議性且充滿遺憾的公案。


話說在一九五零年代英國學者威爾金斯便是朝基因結構之謎衝刺的學者,當他的上司雇用一位名為富蘭克林的女性學者時,他一開始以為對方是來當初級助理的,沒想到富蘭克林是想要主導也有能力和自己競爭的優秀學者。


兩人在校內激烈競爭,同時都想利用將DNA結晶化然後以X光拍照,好藉由投影確認其形狀的技術拔得頭籌。富蘭克林是兩人中表現較好的一位,她敏銳的意識到拍照之所以無法成功,是因為DNA結構在潮溼與乾燥下會改變形狀,於是透過控制溼度成功拍攝出越來越完美的照片。


在此同時劍橋的華生與克里克也投入這個領域,他們藉由其聰明才智以及對核酸結構化學性質的瞭解,企圖比照找出蛋白質結構形狀的鮑林的手法,透過建構合理的模型來推導出DNA的結構。


但實際發生的是華生與克里克其實還蠻常卡關的,然後每當卡關時,富蘭克林與威爾金斯、特別是富蘭克林的研究成果,常會以具道德疑慮的方式來到他們手中,並為這兩人提供新的靈感與研究契機。


如果說富蘭克林語帶含糊的演講啟發靈感這倒也算了,但威爾金斯未經同意便將富蘭克林一張最好的照片分享給兩人,讓經典的螺旋形狀變成理所當然的推論基礎,這不免令人感覺微妙。


第二次更踩在線上,當富蘭克林與威爾金斯必須應付學校就研究結果的審查而提出報告時,擔任視察委員同時也是華生與克里克師長的佩魯滋,竟然未經同意就將他們提出的報告複製一份給自己正在做同樣研究的學生,這種沒有常識的行為甚至可稱之為惡意。


這四人的才智或許在伯仲之間,大概那邊都有機會憑藉自己的研究單獨找出真相,問題只在於科學鬥技場上講求的是誰是第一。也正因如此當有一方可以得知對方尚未公佈的研究成果時,就等於如虎添翼。


在這個故事裡的老虎是華生與克里克,他們率先建構出DNA那個ATCG(RNA的話是ATCU)兩兩成對、咬合在一起的著名雙螺旋結構,贏得了這場競賽中的冠軍,富蘭克林和威爾金斯後續能做的只有錦上添花。1962年華生、克里克和威爾金斯一同因為這個成就贏得諾貝爾獎,而富蘭克林則在1958年過世,如果她還活著或許也能並列在得獎名單上吧,大概?


只是我不得不說,現在只要嚴謹一點的作品都不會漏掉富蘭克林的貢獻。但其實她的故事是後來才被重新挖掘出來的,而有很長一段時間還活著的當事人,甚至刻意降低她對研究成果的影響力。


我不曉得這跟羅莎琳.富蘭克林這位英國銀行家之女,在那個性別歧視研究的時代裡,作為一個優秀科學家總是展現出其尖銳強勢一面有沒有關係。但大概也可以想見她基本上在學界不會有多好的人緣,甚至大概還是取笑的對象(嘛,我們都知道女性在這樣的環境裡基本上會被怎樣對待,也不用假裝純真了)。


我童年時代關於這段科學的故事基本上會略過羅莎琳.富蘭克林,也看過有把她當助理的說法,甚至她有沒有幫上忙都曾經是有爭議的事(明明華生與克里克做出一版模型時,都直接請對方來指教然後被合理的批到臭頭)。


當然諾貝爾獎是過世的話也沒辦法的獎項,個人成就被淹沒在時代洪流中有時也在所難免。但關於這段公案中實在有著不少惡意,至今仍讓知道的人感到不平。儘管大家都知道學界也不是什麼乾淨的地方,但這仍非合理化某些行為的理由。


或許關於這個公案,最適合的便是以華生自己的話做結:「成功的科學家必須了解,和報紙及科學家母親擁護的流行觀念相反的是,許多科學家非但心胸狹隘又無趣乏味,而且根本就是愚蠢。」


不就是在說你自己嘛,這個性別歧視者。


總之在核酸的結構解明後,接下來便是其運作的機制究竟為何,基因所載的「密碼」究竟為何,DNA又是如何促成生物的形體及運作機制?透過一連串的研究過程,人類最後才確認一個巧妙的循環機制。也就是當生物面臨特殊需求時,擁有標籤屬性的DNA會促發其他一連串的DNA展開行動。


但這不是指DNA自己跳出去辦事,而是會通過將構成基因的鹼基ATCG轉錄成近乎一模一樣,但鹼基為AUCG的RNA。然後再透過RNA進一步製造蛋白質,並由蛋白質建構出各式各樣的結構,以完成目標所需的功能(剛開始要抓這個過程時,根本沒辦法把目標核糖體純化出來以證明其存在,直到研究者注意到需要有鎂的存在才能讓該分子穩定)。


構成各種蛋白質的胺基酸在人體中共有二十種,其結構正好皆由三個鹼基排列組合而成。某些遺傳疾病如地中海型貧血,恰恰是因為相關的鹼基中有一個產生變異,使得患者的血紅蛋白不是一般常見的橢圓形而是鐮狀,結果難以順利通過血管等組織而引發疼痛(當然現在已經知道這是為了對抗瘧疾,在演化上產生的兩權相害取其輕)。


有意思的是要啟動DNA展開一連串的程序,有時契機其實是特定蛋白質的促發作用,於是這整個過程也由如某種奇妙的循環。胚胎如何成長為完整生物個體的機制其實也類似這種循環,當胚胎在母體中孕育時亦會受到其母親體內的蛋白質影響。


這些名為母體因子的蛋白質能藉由不同濃度的分佈,而將類似設計概念般的東西傳達給胚胎本身,促使相關基因有如畫出草圖一般的設計出生物特定的架構。之後以這草稿為核心,再進一步促發體節基因完成正式設計稿。


並再進一步促發主調控「效應物」基因編碼,將整個建構驅體的工程發包給有如工人一般的各種基因,去進一步依設計稿打造出整個人體的細部結構。現在已經很難確定最初那個利用蛋白質濃度,創造不對襯軀體的基因突變為何而生,但這樣的演化促使生物軀體更進一步的分工,也因此更能適應環境。


當然並不是所有的生理機制都如同建築一般,也有些機制其實更像食譜,由不同的細胞獨立各司其職,最終組合而成的效果成就了複雜精密的生理現象。這就如同細胞也不全都是一早就設定好用途,也有時是受到周遭細胞的影響才確認其運作方向。


不過那怕人類越來越瞭解基因的運作機制,但能做的事卻還是不多,只能追逐著自然的突變現象跑而無法主動出擊,研究進展自然也慢。於是不令人意外的,不久後基因複製與定序的可能翩然降臨。


一九七零年代科學家開始把腦袋動到病毒或細菌這樣微小的生物上頭,期待能藉由其生命特質來激發學術進展。透過擁有黏合、切割與限制酶(指一種可以針對特定DNA位置進行剪裁的化學物質),科學家最初把特定的基因片段植入病毒,再把這個病毒植入細菌中,再複製細菌就可以成功的製造出一大堆特定基因出來。


但跨物種的基因轉植立刻引發爭議和恐懼,於是很快就有科學家轉了個彎,同樣的步驟只是這回不再有病毒,而是一切靠細菌來。反正細菌之間本來就常常在互相交換基因,這根本是常識也沒啥恐怖不恐怖的。


雖說以往其實很難知道基因轉植究竟有沒有成功,但只要在轉植的同時除了目標基因外,也植入具抗藥性基因的話,那接下來只要透過抗生素來個天擇,馬上就可以知道目標基因的繁衍效果如何。就這樣人類開啟了跨物種轉植基因片段,並大量複製目標基因的大門。


在此同時基因定序也成為重要的研究方向,人類第一個成功完全定序的生物是線蟲這種微生物,連帶透過瞭解其身上每個DNA的作用,科學家也更能理解生物運作的機制。比如如果從生物上拿掉為細胞帶來自然死亡機制的基因,那線蟲就會殭屍化,而類似的事發生在人類身上就是癌症。


第一種被基因定序的人類……的一部分,是對糖尿病患者而言非常重要,醫界也十分渴望能進一步瞭解的胰島素。透過把一個個胺基酸剪下來辨認結構這種非常土法練鋼的苦勞手法,人類成功的定序了胰島素。


不過如果是更複雜的器官便很難使用這種方式進行定序,於是為了更加複雜的生理機制,科學家開發出利用反轉錄酶追蹤RNA模板建構DNA的過程,來確認一個生理構造在生長時會隨之活化的所有基因。


也就是說立用倒轉的方式(天能是你?)讓RNA反過來,藉由觀察啟動一個生理現象相關的一切基因,好建構一張關聯基因目錄,人類便能藉此得知該生理現象與那些基因有關。更能依此結果來對比同一現象中,表現特殊與正常的基因的差異,來解讀這個基因的結構與功能,成功找出問題在那裡還有如何複製特定因子。


連帶的隨著基因定序研究的普及,人類發現DNA中其實充滿了乍看之下是垃圾的無意義間隔(類似APP…………LE這種感覺,單字越長分組越多),當DNA被轉錄成RNA時這些間隔會消失,於是科學家將基因本體命名為外顯子,那些間格則命名為內含子。


但內含子的存在意義究竟是什麼?答案是,為了提供生物更多的可能性,基因藉由內含子將主要內容分割為一小段一小段的「模組」,並製造出模組與模組之間進行排列組合的機會。當然結果有好有壞,但無論如何演化所需要的突變,正是利用這些天然的變異來追求有利於適應環境的效果。


當然研究來到這一步人類簡直像是無所不能了,對那時代的科學家與大眾而言,基因複製與定序同時開啟了光明與黑暗的未來。而且還讓人不禁擔憂,我們是不是又把優生學所代表的一切召喚了回來?


雖然抱持著我只想研究挖掘更多真相,然後看看能不能拿到諾貝爾獎,如果能拿到就太好了不准擋我學術之路的想法……也不是說不可以,但如果可以讓這樣想的人體會一下人生的風雨,然後多少增添一點智慧就更好了呢 ~(喂)


咳,總之對基因與相關操作技術瞭解得越多,便越能知曉這領域可能對世界帶來多大的影響,漸漸的不論學界還是社會都開始意識到審慎思考的重要。以這為前提聯邦政府在1975年委任學者,在加州召開了後來制定出名為厄西勒馬協議的研究倫理會議。


內容主要是關於基因研究的自主規制,也就是說有些研究不准做,有些研究應該以弱化的微生物來進行。當然部分與會人事對受到限制其實非常不爽,但當時學界面臨的狀況,其實是基因研究的危險性早已引發不少疑慮。


如果學界不自己跳出來有所規範,那大概過陣子就會變成是政府加以限制,那倒不如更清楚狀況的學者自己商量出一套法則。當然商量的過程剛開始是吵到不行,憑什麼要受限制的意見很多、覺得管太多的也有。


但到律師上場說明要是出了什麼事管理者、實驗室和學術機關本身會有多慘後,嗯,那還是要有規則比較好。當然因為是政府帶頭出來的宣言式協議,所以其實這個限制主要是針對有拿國家經費研究的學術單位,不過對於私人公司或沒拿國家經費的學者而言其實可以繞過去。


但該怎麼說呢,有時候這種彈性倒也不完全是壞事(但也不是沒發生過不好的效應),書中介紹了知名的基因科技公司如何在1980年代利用基因植入、複製與定序技術,來製造以往過於昂貴的藥物。這故事看起來像典型的矽谷故事,只不過它是關於生化科技的領域。


有著野心的創業家憑著可能也不是很精準,但總之這次真的中頭獎的目光,找上了第一個願意理他的知名學者,兩人一拍即合然後決定從製造胰島素開始下手。雖然同時間也有哈佛大學實驗室的學者正在進行人工合成胰島素,但對方使用的是天然的胰島素,於是礙於厄西勒瑪協定受到許多規範。


不過基因科技決定繞過厄西勒瑪協議,雖然要複製的是人類的胰島素,不過選用的是將構成胰島素的鹼基一個個建構出來、黏成正確結構然後再利用細菌加以大量複製的手法。進而規避掉協議本身對自然界基因的種種限制,最後果然也拔得頭籌然後得到驚人財富。


但當然能用暴力硬解的方式主要還是因為胰島素的結構相對簡單,但如果想製造比較複雜的基因製品,比如血友病患者急需的第八凝血因子就是這樣。在一九八零年代愛滋病突然現蹤的結果,讓不得不定期施打凝血因子的血友病患者,因為血液製劑受污染而大量罹患這種當時還是急性絕症的病症。


基因科技再次出擊,基於時間與經濟效益合成法並不可行,於是這回採用的手法便是直接使用人類基因進行複製。雖然這也等於違反厄西勒瑪協議,但私人公司本來就在無需遵守協議的灰色空間裡,然後繼續發大財,而且是合法的。


當遺傳學與相關基因技術為製藥提供幫助時,同時間醫界也期待能透過基因更加瞭解病。只是說隔行如隔山,當時遺傳學界對這個思路倒有點不置可否,比如諾貝爾獎得主摩根便講過「遺傳學對醫學所做最重要的貢獻是理智」這種失禮的話。


當然對基因更加瞭解的現代自然也能以更實際的方式理解遺傳疾病,不過其實早在十九世紀的醫學界,在基因概念出現但原理還不清晰時,便已有人敏銳的意識到疾病與遺傳間的關係。這之中有單一基因異變引起的疾病,也有多種基因變異引發的單一疾病,此外也不是有基因變異就會發病,外顯的機率與環境因素都會造成影響。


不過最重要的仍是基因突變並不代表疾病,每個人身上其實多少都有些許突變,演化就是這樣進行的。所以在基因外顯狀態與環境的錯置才代表疾病,有時也許換個狀態,突變造成的影響反而會是良性的。


隨著醫學進步,對遺傳疾病的基因檢測技術也越來越進步,只不過人性依舊有許多的幽微之處。當墮胎還不合法時,因為胎兒基因檢測而引產這件事其實處於灰色地帶。直到社會運動展開,然後羅訴韋德案在美國最高法院得到針對女性墮胎權利的里程碑判決後,突然間基因檢測也就跟著合法並一躍成為理所當然的選項。


這之後更進一步的,法律見解上推導出,人有以基因正常並健康的狀態被生下的權利。奇妙也有些倒果為因的,墮胎合法化與基因檢測的關係,在部分意見中變成了(在當時仍以男性為主導的)醫學專業,領導著女性追求主體性的墮胎社會運動贏得勝利。


呃,根本相反了吧?不要騎劫與收割啊!


連帶的,新優生學的概念也隨之而來,以合法並符合科學原理為前提,相信人類追求下一代基因「更加完善」的行為應受到鼓勵。只是說真的先不提墮胎權其實和女性的身體自主權緊密纏結,就消極優生學的領域,我自己的想法是利用基因檢測排除不健康的胎兒,其實主要還是為了父母的生心理建康著想。


背負嚴重遺傳疾病的孩子活下去的人生我覺得太沈重了,所以如果能夠有所選擇的話,自然應該提供選擇的機會。反過來說積極優生學,也就是透過追求理想的基因來創造更優秀的下一代這個,則變得比較微妙一點。


當然如果可以的話自己的孩子當然都是越優秀越好,但當基因優秀與否和金錢多寡結合在一起時,事涉公平與正義,無論如何總讓人感覺那邊怪怪的。這就不提本書也提到,究竟什麼是天才基因也是個問題。


只是雖說聰明和智慧難以量化定義,笨卻非常現實。而且如果高智商和自閉症等遺傳疾病有所連結呢?而且會不會不管是消極還是積極優生學的作法,都會危害到人類基因的多樣性?當一樣米不再養百種人,而是只有一種非常優秀的人時,世界真的會變得更美好嗎?沒人知道,卻也值得思考一下,只是我也覺得這最好僅限於思考,而不是變成現在常出現的、針對懷孕女性的體制性壓迫。


當然儘管倫理問題一籮筐,不過人類基因圖譜也準備上場了。由於每個人類DNA中的內含子一定會有的、各式各樣獨特的遺傳特徵,正適合作為影響特殊遺傳疾病的基因位於染色體位置的路標,而這也等於人類可以將所有研究成果匯聚成一張關於外顯現象的基因位置圖。


越來越多的疾病被確認為遺傳疾病,那倘若可以確認致病的基因位置與狀況的話,肯定能對治療產生幫助。但問題是人類基因如此之多,究竟該從何下手?DNA中那些內含子與調節因子派上用場的時候到了。


不知位在何處的基因根本不知道怎麼縮小搜尋範圍,但如果擁有同樣疾病的人都有某種相對特殊的生理狀態,就可以透過對比正常人和病患的染色體,去抓這種特殊生理狀態也就是突變基因的所在位置,然後關於目標疾病的基因很有可能就位在相同的染色體上。


這種方法被稱為連鎖分析,許多涉及單一基因突變的遺傳疾病都是靠這招找到目標基因所在。書中介紹的亨丁頓舞蹈症致病基因的發現過程很動人,這種疾病會讓人不由自主搖擺動作,最終失智的亨丁頓舞蹈症可怕的一點在於發病晚,很多人都是三、四十歲有了孩子後才生病。


每個病患都有一個正常的等位基因和一個突變等位基因,因生生下的每個孩子都有一半機率患病。這讓我想起長輩幾年前住院時隔壁床的病人就是剛確診亨丁頓舞蹈症,無奈的說現在他兩個女兒都要去驗看看以後會不會發病,讓我感受到強烈的人生無常。


不過更令我意外的是原來找到的也只有位置,因為真正確定位置是在四號染色體上頭後,科學家們又花了十多年才分離出致病基因IT15,確定導致亨丁頓舞蹈症的原因是該基因過度複製使得DNA長度過長所致,這實在是個漫長且燃燒青春的故事。


囊狀纖維化則是另一種嚴重的遺傳疾病,患者無法代謝身體內的鹽份,最後等於會逐漸被體液淹死。透過連鎖分析找出致病基因後,現在已經可以透過為胎兒基因篩測提前預防這個問題。當然事涉墮胎總會有其爭議之處,老問題永遠出現在那麼我們該把線畫在那裡?


當然致病源是一個基因的狀況相對單純(即使可能依舊難以治療),但有不少疾病是複數基因彼此作用的結果,比如精神分裂症。就像舊時代的優生學一樣,即使來到二十世紀後半業,用犯罪學的筆調把一切劣行歸諸於遺傳的偽科學,總是可以因為命中大眾的好感帶而大為盛行,並引發更加嚴重的污名化


隨著遺傳疾病的致病基因位置逐漸被鎖定,把人類基因全部通通都定位、檢測並繪製成立體圖譜的可能性自然跟著登場,人類基因組定序計畫也確實在一九九零年代火熱展開。我到現在都還記得小時候經常在報紙上看見新的基因定序成果,也因此讀到這段時感覺十分親切,書中的每個發現儘管當初沒知道得很詳細,但對新聞也都還有印象。


透過聚合酶連鎖反應(PCR)以及利用機器定位的技術革新,現代的基因定序能以過往難以想像的高速前進,也因此問題變成究竟要砸多少錢多少人力去追逐進度和速度。私人企業採用散彈槍式的定序法,把DNA打散然後再利用儀器去自動比對建立圖譜,速度超快,那怕剛開始看起來是不斷找到斷簡殘篇,但隨著技術改良成果也就越來越完整精美。


相較之下由政府主導的步門則採用按部就班的研究方式,一條條染色體、一個個基因去慢慢篩檢定序的道路。雖然速度像烏龜一樣,但研究成果相對完整許多且不會留有空白。老實說以我性格也是比較偏好這種作法,更別提當私人企業打算把發現註冊專利時,總還是戳到了我那顆屬於99%的心靈。


當然這是很複雜很爭議的一塊,本書也沒深入太多,重點還是關於基因的科學史。話說兩大流派追尋基因組定序冠軍頭銜的事很快越鬧越大,終於讓柯林頓主導的白宮出手想辦法讓兩邊和談,或至少裝出和談的樣子,開了個共同宣佈我們都是冠軍的記者會(在我想像中這大概是阿拉法特與拉賓握手的生物學界版本,反正都只有柯林頓笑得很開心吧)。


隨著人類基因組的樣貌逐漸清晰,世人也驚訝的發現人類的基因數竟然比一些相對單純的生物要少。證明生物的複雜程度靠的不是基因數量,而是如何更複雜巧妙的運用基因(這還不提人類基因內有大量失去活性似乎也沒啥用途的DNA,可能是遠古時代其他病毒留下來的碎片)。


就如同前面提過的,內含子的存在提供基因大量排列組合創造新可能性的機會。那只要涉及基因就永遠陰魂不散的偏見這時自然也不甘寂寞,各種以尖端科技之名行種族主義之實的論調,以及讓人不知該稱為偽科學著作,還是寫得很爛的科學話題書,總還是樂於宣傳某些種族的弱勢源自於其基因劣於其他種族。


但話說回來,也許有些人會堅持要反駁請拿出科學證據,於是學界開始了對人類起源與種族分化的一連串研究。要如何確認兩個族群那一邊的存在比較古老?答案是基因會隨傳承逐漸產生變異,所以一個族群的基因變異越多,就表示該族群的歷史越古老。


曾有段時間人類究竟是多元起源論,還是單一起源論在學界吵得很兇(所以白人有白人的亞當,黑人有黑人的亞當,黃人有黃人的亞當,大家通通都有亞當)。不過針對基因變異程度在2005年到2008年間發表的一連串研究成果,已幾乎確立地球上的人類都源自非洲。


而且可以依此利用分子鐘,也就是人類基因、化石與考古成果,來推斷複數生物在演化歷史上分離的時間,用在人類身上便是可以進一步的分析出全球人口的血緣關係與相對歷史的長短。


相關研究證實了人類源自非洲並展開全球大移民(當然現在又有了非洲多地起源論的理論,知識之路永無止境),非洲以外的人類皆曾和尼安德塔人混血,相關的技術與故事在尼安德塔人:尋找失落的基因組一書中有更深入的介紹,雖然也不好讀,但有興趣的話還是推薦閱讀。


而關於透過人類基因追索起源謎團中最浪漫的故事,自然就是關於粒腺體的故事。粒腺體宛如基因器官般、又名胞器,指的是提供細胞能量並獨立擁有DNA的存在。所有的粒腺體一律由卵子提供給胎兒,也因此所有人類的粒腺體都由自己的母親提供。


也因為男人沒有卵子,所以粒腺體完全由母系傳承,也就是說沒有女兒只生兒子的話在粒腺體傳承這條路上等於倒房。咳,我是說因為沒有女兒的女人無法把自己的粒腺體遺傳下去,所以在人類長遠的演化中自然會有很多粒腺體版本會消失。


所以只要追溯現有的粒腺體的基因變化然後一路往上追尋的話,便可以找到自己確切的血脈傳承。我還記得小時候的科學研究追到全世界的人口起源於七位女性,不過本書介紹其實研究已經更加推進,現在可以一路往上追到僅僅一人,那就是我們的粒腺體的夏娃,此時此刻全世界的人類都是十四萬年前南非一名女性的子孫。


當然我不曉得為什麼本書雖然有提及人類的Y染色體,正在演化中逐漸退化消失這件事,卻沒有提及Y染色體亞當的事,也就是人類的Y染色體可以上溯到一名男性的事。


是覺得相關的研究不夠嚴謹,又或者有其他的理由我就不得而知(比如覺得比起只要是人就會有的粒腺體,只有男人有的Y染色體沒那麼值得提,或者說是雖然報章雜誌愛並列,但兩個研究其實在學術上的定位其實並不一樣),反正在這邊補充一下,思考作者如何取捨材料及其背後的意義,是件非常有趣的事,而我喜歡作者的決定。


總之透過基因研究,可以發現種族之間雖然外貌不同,但就基因層面來看各人種之間的基因歧異性,遠比種族內部的歧異性還小。這就更別提那怕人類的養成不會全是環境的影響,但環境的影響還是很大。


窮忙:我們這樣的世代一書給我最大的收獲,就是讓我感受到貧窮會養成低自尊的思考模式,並讓人變得無比消極和短視近利。這就更別提污名化與自我實現預言對個人成就也影響重大,還有時代變遷所帶來的標準差異(游牧時代閱讀障礙大概只是小問題,但在現代就成了大麻煩),種種因素皆會影響一個人在社會中的評價。


某個現象成因的解答有時簡單也有時複雜,而我們身而為人必須承認,關於人類的問題往往都很複雜,粗暴簡單的答案也許會帶來恐怖的結果。其中一個微妙的例子就是智商測驗,總之比個高低是人類很愛做的事。


不管測驗試題是否能確切反應智力、又或者光是調整題目類別的數量就能帶來不同結果的問題,但反正數字好看的人就會喜歡推廣這種概念,並進一步強化智商測驗的效果與公信力。


二戰時為了能快速分配士兵到理想的單位,智商測驗被採納為美軍作業標準流程。到了一九五零年代IQ的概念在美國更是普遍流行,到了人人不管做什麼都會自報或必須陳報的程度。


只是智商真的等於智力嗎?不,實際上那些題目完全與基因檢測無關,先不提智力和基因的關係有多複雜(肯定也不會是單一基因可以決定),一個看不出和實際基因內容關係在那裡的測驗,要說能反應出什麼,其實也只反應出社會當下喜歡並肯認的價值所在吧。


於是到頭來所謂IQ與其說是關於科學,倒不如說不過是種跟星座差不多的流行話題,只是分數高的人實在太喜歡這種鑑別方式了,比如說某個157啦。


智力很複雜,但笨非常現實。


不過雖說人類現在還不確定智力與基因的確切關係,不過關於曾經是個謎的性染色體倒是有了還算透徹的研究成果。1990年人類終於確定胚胎的性別是由精子是否帶有Y染色體來隨機決定,而且基本上是由其中的SRY基因主導一切。


但微妙的是關於SRY因的故事卻又挺複雜的,比如說關於外在條件與性別認同都完全是女性,但基因卻是男性的斯威爾症是一種。但同時間性特微不明顯,但有Y染色體的男性無論後天被怎樣養育,都還是自我認同為男性又是另外一種。


如果說只因為出生時割包皮導至陰莖嚴重受損,就被變態醫生經由父母同意硬把男孩魔改成女性養育,還被迫去動變性手術這個案例,是因為騙得不夠徹底才害當事人最後崩潰然後飲彈自盡的話。那從小到大真的相信自己是女性、最後還是愛上女性的人,一直到年紀很大之後才發現自己有Y染色體、根本不算同性戀這例子,又不免令人對於性別認同的一切感到困惑。


最終不免發現,性別認同似乎是難以靠後天改變的事,也許可以忍受但難以改變(特別是自認應該要比較可以爽玩的男人,卻被各種限制成為乖巧聽話的女孩時)。


只是話又說回來,性別認同受不受環境影響是一回事,而環境可以塑造人們成為怎樣的男性或怎樣的女性又是另一回事。我們真正應該期待的是那個「怎樣」不要不公平,也不要很奇怪。


人類就此還有很長一段路要走,別的不提,針對性別的墮胎與隨後的不當養育,已經超越了納粹的行徑。這可能才是人類史上最大的屠殺行為,還不需要政府公權力,一切全都是民間自發。


不過提到性別認同的話,更爭議的同性戀基因自然也得一併提到。不過目前其實還無法完全確定所謂的同性戀基因是什麼,雖說透過雙胞胎實驗可以確定和遺傳肯定有關聯,但尚未出現在每個實驗室都能複製的研究成果。


但說真的我覺得這又涉及一個問題,那就是即使同性戀不是天生的那又如何?就算科學證明同性戀不是天生,人類也應該要可以在尊重他人的前提下,讓每個人自由選擇戀愛對象(當然同性戀基因這類研究可以改變某些人的刻版印象,但我覺得這樣有點治標不治本就是)。


隨著各式各樣人性特徵與基因關聯的成果出爐,相關研究也進入深水區。人類性格和基因的關聯呢?唐氏症患者是那麼的溫和愉快,讓人覺得基因肯定在這方面有所影響。但微妙的是即使基因一樣的同卵雙胞胎,性格也不會完全相同,理由究竟是什麼?


這是關於表徵遺傳學的故事。


話說荷蘭1944年九月的饑餓之冬改變了北部一代人的基因,導致產生長期健康問題,這群人更容易肥胖、代謝混亂並出現心臟病,微妙的是同樣的狀況竟然還延續到第三代(但也有人批評可能是研究方法有問題,畢竟餓過的人全部都會進入阿嬤養的俱樂部,為自己與後代帶來不好的飲食習慣),所以究竟發生了什麼讓人類的境遇永久改變了他們的基因?


通過研究可以發現,人類的基因其實會隨成長出現各種變化,只是那個變化不會直接出現在DNA上面。而是利用蛋白質在基因上增加化學印記與標籤,不知道有啥用但超級好用的內含子再次出來跳舞。與之相對的就是人類的基因也會因此開啟或關閉,然後創造出每個人獨特的基因狀態。


所以為什麼雙胞胎的性格會不同?答案是因為她們的人生經驗總會有不同之處,而這些不同之處都可能促發外顯子與內含子產生變化。而這種人生中的隨機作用,正是每個人催化基因建立自我,成為獨一無二自己的理由。


於是某方面而言如果有辦法洗掉這些隨生長而出現的基因改變,那醫學上也許便能藉此修復許多以往認為不可逆的現象。科學家自然也積極的進一步追尋能讓基因「返老還童」的可能。


只是狀況比想像中困難,因為實驗中的小白鼠幹細胞有夠好用,能隨實驗者需求幻化成各種基因。但當同樣的實驗運用在人類身上的時候,嗯,顯然人類的幹細胞很機車,不給人方便。不過即使如此,為了錢,咳,我是說為了神聖的醫學和諾貝爾獎,研究者還是不斷的前撲後繼。


表觀遺傳學已成為近年來的顯學,甚至被濫用到成為過度的壓力源,比方說用來恐嚇媽媽(對,倒楣的又是媽媽)說,妳任何不當的舉動都可能毀孩子一生這樣,只能說關於基因的故事一直都很複雜且佈滿陷阱。


模擬地球原初狀態的環境催生出胺基酸的實驗許多人都知道,而更進一步的實驗結果我以前卻沒看過(對啦,就沒看過嘛)。原來當初的實驗後來有再更進一步延伸,並加入更多條件組合,催生出脂質並形成一種名為膠束的空心膜,而且這種膠束會伸出細細的突出物,可以行動之外還能進行分裂。


同時還出現了大量無法自我複製,但可以從化學混合物中串連核苷形成新副本的RNA片段。於是科學家不禁推測,也許很久很久以前在地球上的某一天,因為突變能自我複製的RNA與膠束相撞,然後產生了細胞的原形。


也許很久很久以前那天的之後又有一天,這樣的存在會變得可以讓胺基酸構成蛋白質。之後還有一天RNA基於倉鼠性格與安全因素,建立起自己的副本DNA,以維持一個其本質可以永遠受到保護的備用版本。


結果終於有一天DNA成為了基因的主要載體,而RNA則是生物活著的工具因子……尤如子神最終吞噬父神的神話,也許DNA與RNA、生物一代傳一代的本質也是這麼過來的。


在人類對基因的知識和相關技術越來豐富時,許多過往無藥可醫的遺傳疾病,現在能否透過基因療法解套?以往只能消極對應的遺傳疾病,是否又能利用新技術一勞永逸?


一九九零年代科學家開始構築各種基因療法計畫,試圖透過改造版的自體T細胞、或者其他病毒來感染病患本身的細胞,以追求改善突變結果的療效。乍聽之下覺得簡直有如仙丹妙藥,可惜人體反應還是遠比科學家想像複雜。


有些人是因為實驗條件限制無法看出明確效果,可也有像蓋爾辛爾事件這樣,因為沒注意到病患曾經感染過實驗使用的同一種腺病毒,結果導致免疫系統過度反應致死的悲慘大爆炸,進而導致基因療法領域瞬間社會死亡並沈寂十年。


事後回頭看在這個導致年輕病患賠上一命的案例,在當下其實立意良善且充滿積極進取之心。可整個實驗設計實際上卻過度急躁、輕率甚至隨便,還涉及研究者與民間公司的倫理和利益衝突,結果最後大爆炸。更弔詭的是這故事還涉及一個當醫生在追求最尖端學術領域的同時,卻忘記感冒這樣莫名有啟示感的教育意義。


在基因療法陷入低潮的同時,針對疾病的基因檢測則越來越風行,作者選了三個代表範例來介紹此一領域內三個不同層次的問題。BRCAI基因的突變會導致乳癌這件事,已經因為安潔莉娜.裘莉提前割除乳房的爭議治療方式聞名全球。


說爭議主要是因為雖然BRCAI基因突變狀態下,只靠基因本身即可致病而且機率很高,但問題在於仍不是百分百致病。當然大家都猜得到會導致這種一翻兩瞪眼結果的理由,大抵和環境與生活習慣有關,但確切的因素?嗯,很難確定,沒有什麼把事情做對就能躲過癌症的鐵則。


結果自然變成有很多擁有這種基因的人,必須處於恐懼自己或許有天會得病的狀況中。有些人像裘莉會勇敢的採用侵入性極高的治療法式,但大多數的人都很難如此決絕。正是這樣的迷茫處境更能令人理解到,基因檢測目前的侷限之處,以及人類目前的知識多麼有限。


第二個範例則是精神分裂症,古早時代--佛洛伊德的徒子徒孫們--認為這種疾病是強勢母親過度控制兒(孩)子所導致的。不過現代研究發現父親年齡是明顯的風險因素,突變可能在精子生成的過程發生。而且和BRCAI基因的單一性不同,涉及精神分裂症的基因非常多,目前確認的至少就有108個。


所以精神分裂症先建立在複數基因內部互動的基礎上,然後再受到環境與各種催化因素影響。目前尚不曉得基因間彼此聯動會產生多複雜的結果,所以貿然干涉也許會造成失控的後果。


這就更別提雖然精神分裂症跟基因有關,但即這些基因的外顯率卻很不穩定,而遺傳機率甚至更低,進一步使得直接針對基因「動刀」的治療方式,蒙上更多不確定性與倫理疑慮。


這還不提我們也很難否定精神疾病常常會與某方面的天才結合在一起。藝術家、科學家、政治家等等不少領域都有相關範例,這些人也為全體人類留下了不少光輝成果(當然也有極度負面的),所以將這類型的基因從人類基因庫裡徹底刪去真的好嗎?病患的痛苦與偶爾的天才之光該如何平衡,又,病患本人又是怎麼想的?那些沒有天才加乘的弱勢患者,又會怎麼思考與被思考?


無盡的難題持續延伸,作者第三種案例講述的是神經肌肉疾病,一種因為複數基因突變導致的絕症,雖然知道理由卻難以治療。確實有些遺傳疾病能透過基因檢測找到原因與治療方式,但大多數其實沒有辦法。利用胎兒基因篩檢決定是否中止妊娠,反而變成最好的處理方式,但是否真是如此?


關於生命沒有統一的答案,即使如此人類還是得盡力去尋找較好的答案。上述這三種疾病的患者都是像預生存者般的存在,我們知道他們有機率得病,但能做的事卻往往有限,而患者本人更得籠罩在迷霧裡面對未來。


不過可能是我自己比較自私吧,就這點我目前的想法還是和上面提到的一樣,先不提生命本身如何選擇,我覺得重點在於父母有沒有辦法承受這樣的人生?有時是碰到了沒辦法,但假如可以選擇,或許很多人不願承受那麼多的苦痛。現階段已經可以積極的選擇健康的胚胎植入母體這種,同時實現消極與積極優生學概念,儘管可能會讓人覺得傲慢,但我個人還是覺得如果可以避免痛苦,為何不做?


於是作者也歸納出目前進行判斷的三要素:高外顯率的基因突變、極大的折磨,情有可原且非強制性的干預。只是那怕標準看似明確,可內容卻充滿了不確定概念。所謂重大的痛苦由何人決定?合法且無強制力的處置會不會一不小心變得很恐怖?線究竟該畫在那裡,在不知不覺間移動到恐怖的位置時,又要如何制衡?


這些問題全部都很困難,但也全都是必須思考的事情。


當然複雜的倫理議題很多,不過即使如此科學的腳步也不會停歇,基因療法已經再度回歸主流。現在的技術比之前進步很多程序也更加嚴謹,應用在血友病等遺傳疾病上成果豐碩。之前閱讀戰勝愛滋時書中提到,改造版本的T細胞有機會治癒(醫學定義上的)患者。


而且現在學界還走得更遠,後人類或基因改造人類的可能,也隨著人類對胚胎幹細胞的研究近在眼前(實際上中國學者已經以一種讓全球大爆炸的方式生出來了囧)。如何取得適用的胚胎幹細胞在美國因為法律限制曾經是難題,最後靠著從不孕症診所的廢棄胚胎作為基礎,才成功從中分離出人類胚胎幹細胞(真心感謝,嘆)。


當然大家都知道小布希任內冞禁止擴展新的人類胚胎幹細胞研究的政策(僅限於在禁令之前已經分離出來的胚胎幹細胞的複製與研究,而不能去找新的胚胎分離幹細胞),對這個研究領域造成很大的影響。


倫理與學術的兩難很難說有個正確解答,但究竟要如何精準的改造基因仍是難題。許多作法都太過粗糙,要不難以將特定基因植入目標位置只能走亂槍打鳥路線,而且就算打進去了基因能否活化又是個關卡。


這個困境最終在2012年透過微生物防禦系統(CRISPR/Cas9技術)的提出,也就是把細菌對抗病毒入侵的機制應用在胚胎幹細胞上開始獲得解決。總之就是細菌會藉由在體內複製之前入侵過的病毒的DNA副本。


如果細菌成功活下去,下回同一種病毒再入侵時便會立刻展開生死鬥、咳,我是說幾分鐘內定生死。細菌會靠著體內的搜尋者基因比對出病毒體內和副本一樣的DNA時,便立刻派出殺手基因使出分子刀戰術,去剪病毒被比對到的DNA位置。


這個原理應用在基因改造上,就是科學家可以透過細菌的這種機制,憑藉搜尋者基因比對出的DNA置換成實驗要用的目標基因,並讓分子刀可以對準自己的目標基因切下去,破土之後再透過DNA本身的修補機制,讓被剪掉的部分按科學家準備好的目標基因複製過去,從而替換掉原始的基因。


這種技術現在叫作基因編輯或基因手術,是生科界里程碑等級的神奇技術。


至於最後一個難關,也就是如何讓胚胎幹細胞變成可以真正遺傳的版本,也已經得到突破。目前已經可以在實驗室中讓胚胎幹細部轉變成精子與卵子,然後再利用人工授精技術培育出受精卵,並全程控管細胞的突變以確認是否有照實驗期待的方向走。


看到這裡敏銳的人應該可以意識到,其實相關技術皆已齊備,後人類與基因改造人類的出現別說不遠,雖然在本作成書當下中國還只進行實驗,但現在甚至連基改兒童都生出來了。儘管學界曾經呼籲暫停使用基因編輯和基因改造技術,特別是把這種技術應用在人類胚胎幹細胞(人類生殖細胞)的實驗,但終歸來說我想這種事是很難擋得住。


笨真的非常現實啊。


作者在書末提及關於基因研究未來的三種大計畫方向,這些都將徹底改變醫療的本質,並深層的影響社會及文化。第一個計畫也就是DNA元素百科全書目前已經在推動了,這個計畫的準備建立在人類全基因組的定序計畫成果上,辨視人類每個基因究竟有怎樣的功能。


在理解這件事之後可以進行的是關於人類基因外顯性的大數據計畫,將大量兒童的全基因組輸入電腦中,再加以對比其人生發展的結果好進一步歸納分析,久而久之,便可逐漸整理出每個基因和基因組的狀態對人類有何影響。雖然這或許永遠難以百分百周全,卻可以腳踏實地的逐漸減少未知。只不過雖然就研究上這非常理想,但其中涉及到的倫理問題之複雜也不免令人感覺頭皮發麻。


不過在上述兩個可能性的加持下,最後一步就是在瞭解人類每個DNA的功能與作用、又對外顯性的狀態和機率產生足夠理解以後,便能利用現在已經越來越精準的基因編輯技術對個別基因做調整。


像欺騙的種子中所提到的因技術限制所帶來的問題未來會逐漸消失,而當這樣的技術運用在醫療上時,無論先天還是後天發生的遺傳疾病,都將有以往難以想像的強大對應方式,進一步觸發優化人類更是極可能發生的事。


但話又說回來,為了醫療以外的理由去優化人類的基因,是否真是好事?又即使是為了醫療而更動人類基因,是否不會發生壞事?人類的所知如此有限,很多時候一個介入究竟會不會引發意想不到的問題,其實仍在未定之天。


增強真的只會帶來好事嗎?會不會有什麼出乎意料的影響?相關的警語只不過是陳舊的科學怪人式恐懼,還是確實有其不可輕忽的道理?目前即使已經有了基因編輯的技術,但實務上卻仍然常會各種出乎意料的結果。雖然技術持續進步,但疑問仍然多於繁星。


結果說到頭來,那怕環境多半有更大的可塑性,但現代人還是傾向覺得改變自然(基因)才是治病的終極之道,這是屬於現代人的奇特謬誤。更別提當優化技術開始普及後,也可以想見人類的未來將逐漸變得均一性,社會標準也會因此變得更加窄小。


這對身為舊人類的我們而言恐懼非常實在,畢竟新人類所意識到的人類本質,也許會和我們不再相同。目前這個醜陋又美麗的世界的醜陋是否真能消失,等著我們的是真正的烏托邦還是美麗新世界?


極端的惡行消失時,偉大的善行是否也會隨之遁去?我們會不會放出了什麼恐怖的幽靈卻不自知?不,或許此刻的情境是,我們知道自己正在釋放某種東西,那東西會帶來好與壞的可能性,而且我們無法選擇不再繼續。


基因組只是人類想像力廣度和窄度的鏡子,也許我們對理想世界想像上的淺薄,到時會反過來限制了人類的可能性也說不定。但終歸來說自然的本質兼俱永恆與突變,而人類本即是自然的一部分,即使有辦法看懂自己的使用說明書也一樣。


基因:人類最親密的歷史(The Gene: An Intimate History)書很厚而且內容紮實的科學史,詳述了自十九世紀開始人類如何拓展對基因的認識,以及基因究竟是什麼的故事。


雖說讀的時候我不免思考作者是否太想展現某種優美的文筆,以至於書中有太多讓人感覺不耐煩的形容與類比修辭(是的,讀起來並不美),有時給人的感覺簡直像一直在場邊繞來繞去,讓我想尖叫講重點就好。


然後出版社也不知道為什麼(基於授權合約嗎?)選用非常重的紙來印這部作品,重到我在整個閱讀過程崩潰的想著,這或許是某種威逼讀者改買電子書的沈重努力。


然後大概是礙於篇幅與定位,雖說書中介紹了學術研究上的重大方發,但有時、特別是越近代的研究有時就越會省略技術面的細節,有時會讓人忍不住希望作者可以介紹得再更深入。


不過想想要是那麼做的話,那本書篇幅大概少說再增加一百頁,而且作者大概會寫到懷疑人生。奇怪本來是在寫科普,怎麼寫著寫著變成像是教科書這樣,而且大概就真的太難了。


總之我覺得這部豐富詳實的作品,很適合想瞭解基因相關知識時的打底之作。除了介紹知識外,作者也不斷提出發人深省的問題。關於基因的歷史某方面而言也正是關於歧視與污名的歷史。


針對性別、種族、階級與性向等各種面向的歧視,皆曾以基因為名提出各式各樣的謬論,而且這些謬論還常常不只是說說而已,而是造成了人類歷史上與當下的恐怖浩劫。歷史並非不會重演,就像曾經發生過的突變也可能再出現一樣。也或許歷史從未遠去,就像人性總是如此那般。


人類還不確切知曉基因、環境、機會與觸發因素的道理,但已經知道得夠多並得以藉此創造出永遠的改變。在這樣的世界裡,我想有夠多的人試著去瞭解更多,然後從已經知道的部分開始往好的方向前進很重要,即使已經晚了,也總比什麼都不做要來得好吧。



2 則留言:

  1. 這篇根本詳細書摘了吧!

    不過前一陣子有期刊提到人類因為醫療技術造成開始有基因逆淘汰的狀況,也就是留下太多「本來應該被淘汰」的基因組,當然能救這些人是好是,但全球醫療負擔也早就超過負荷了……

    看看台灣健保,這問題的確還滿麻煩的。

    回覆刪除
    回覆
    1. 因為不寫清楚一點,怕以後會忘記自己看過什麼嘛。

      過度淘汰或缺乏淘汰實在是一體兩面的事,倉鼠性格在這種
      事情上面究竟是好還不好也難以輕易判斷。雖然希望現在是
      過渡期,但這方面的研究弄個不好倫理爭議就很大。

      總個來說真的很難 ~(嘆)

      刪除

回到頁首