第5章
基因工程

到现在为止,所有生物都创造了超出自身之外的东西;而你们想成为这场大浪的阻碍甚至重返野兽时代而不愿超越人类吗?猿猴对人类来说是什么?一个笑柄或者是一个让人痛苦的羞耻。人类对于超人来说也同样如此,不过是一个笑柄或是一个让人痛苦的羞耻。你们一路从虫进化成为人,但你们身上有许多东西仍然是虫。你们从前是猿猴,即便是现在,人也仍然比任何一只猿猴更像猿猴。

——弗里德里希·尼采《查拉图斯特拉如是说》I.3

 

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前面三章所描述的后果都将不具意义,如果在生物技术中最为革命性的基因工程没有任何进一步的成就。今天,基因工程被广泛运用在农业生物技术的转基因作物生产上,比如,Bt玉米(它能自己分泌杀虫剂),或者抗草甘膦转基因大豆(它对除草剂有抵抗力);这些转基因作物在全球成为争论和抗议的焦点。这项成果的下一个步骤很显然将会被应用在人类身上。人类基因工程几乎与另一种优生学的前景直接相联系。优生学一词,让人产生所有的道德联想,意味着人类最终有能力改变人性。

尽管人类基因组工程已经完成,当前的生物技术已经能够改变玉米或牛群基因,但远远还达不到重组人类基因的程度。有人甚至认为我们将永远不可能拥有这样的能力,对基因技术的终极猜想不过是野心勃勃的科学家和急功近利的生物技术公司言过其实的吹嘘。对他们来说,改变人性永不可能,也将永远不会出现在当前生物技术进展的日程上。对此,我们需要一种更为平衡的评价:这个技术会带给我们什么,它终将会面临什么样的局限。

人类基因组工程是一个宏大的项目,由美国政府和其他政府共同资助,试图解码人类的基因序列,在更小的生物,如线虫和酵母上,这已经成为了可能。[1] DNA分子组合而成的藏在细胞核中的46个染色体,组成著名的螺旋的、双层序列的基因链的四个碱基。这个基因序列形成一套数字密码,用来合成氨基酸,并生成组成所有器官的蛋白质。人体的基因组有大约30亿对碱基,其中很大的一部分都没有密码,是“沉默基因”(silent DNA);其余的部分则包含着生命的真实蓝图。[2]

2000年6月,人类基因组的排序提前完成了计划,部分原因是官方资助的人类基因组工程与一家生物技术公司——赛雷拉基因工程公司之间存在的竞争性。围绕这一事件进行的报道似乎在强调科学家解码生命存在的基因秘密,但事实上,这个排序只是呈现给大家一本书的草稿,书写的语言只有一小部分人能懂。对于人体的DNA中到底有多少基因这样一些基本的问题,科学家仍然不能确定。基因序列完成几个月后,赛雷拉公司与国际基因组序列工程联合发布了一项研究,认为人类基因的数目大约在三万到四万之间,而不是从前预估的十万个。在基因组学发展的态势下,蛋白质组学也在悄悄萌芽,它们试图发掘蛋白质的基因密码,并且了解蛋白质如何形塑成为细胞所要求的独特而复杂的形状。[3]而在蛋白质组学之外,还有一项看似极其复杂以至于不可能的任务:了解分子如何发展成为组织、器官以及完整的人体。

如果没有信息技术几近同步的发展,人类基因组工程便无法记录、分类、找寻和分析人体DNA中数十亿的碱基。生物学与信息技术的联合产生了一门新的学科——生物信息学。[4]将来生物技术的进展将要取决于电脑是否能够处理这些基因组和蛋白质组释放的让人脑焦头烂额的数据,将来也将通过电脑建构一些现象的可靠模型,比如蛋白质的形塑过程。

对基因组中人类基因的简单识别并不意味着人们能够在此之上更进一步。过去二十年间,在囊胞性纤维症、镰状细胞性贫血症、亨氏舞蹈症、泰-萨克斯病等等病的基因起因判别上,科技有了很大的进步。但这些病症只是相对简短的错误,究其病理,只是单个基因中的等位基因和密码序列的错乱。而其他一些疾病则是因为多个基因复杂的互动而导致的:比如,有些基因控制了其他基因的表达(或曰“激活”),有些基因与环境有着复杂的互动,有些基因能够产生两种以上的后果,而有些基因产生的影响一直要到器官的生命末期才能够显现。

谈及更高层次的条件与行为,比如,智商、进攻性、性欲等,我们似乎只能从人类行为基因学中得知其有基因的根源,除此之外,没有更多的相关知识。对于哪些基因负责哪些功能,我们一无所知,但我们猜测,这样的因果关系相当复杂。以生物集团(BiosGroup)创始人和首席科技官斯图亚特·考夫曼(Stuart Kaufman)的话来说:“这些基因是某种有‘并列处理’能力的‘化学’计算机,它们通过一系列非常复杂的网络式互动,相继打开或关闭。细胞的信号发射路径与基因的运作路径紧密联系,对此,我们才刚刚开始解码。”[5]

对于父母来说,控制下一代基因的第一步并非出自基因工程,而是在胚胎着床前的基因诊断和筛选。将来,父母将对胚胎自动进行全面扫描,排除疾病因子,以确保植入母体子宫的是优良基因。现代医疗技术中的羊膜腔穿刺术和声波图技术已经让父母有了选择的某种权利,比如,检测到婴儿患有唐氏综合征时父母会选择流产,或在亚洲某些区域发现胚胎是女孩时会选择流产。对胚胎进行筛选,控制如“囊胞性纤维症”这类天生缺陷,技术已经非常成熟。[6]基因学家李·西尔弗(Lee Silver)描绘了一幅这样的蓝图:女士可以生产一百个或以上的胚胎,然后这些胚胎将会形成“基因文件夹”,医师通过鼠标进行胚胎选择,剔除容易产生单个基因疾病的等位基因胚胎,选择那些能提升身高、拥有好看的发色和高智商的胚胎。[7]这项技术虽然现在还没有出现但并不遥远:一家名叫昂飞(Affetrix)的公司已经研发出了一种可以自动扫描DNA样本的芯片,能发现含有癌症或其他疾病缺陷的基因。[8]胚胎着床前的诊断和筛选并没有要求对胚胎DNA进行控制,但是它缩小了父母对于胚胎多样性的选择,从前这种选择只能由两性的交合生殖来决定。

另一项在人类基因工程之前就趋于成熟的技术是人类克隆。伊恩·威尔穆特(Ian Wilmut)1997年成功克隆出了多莉羊,这次克隆引发了广泛的争议和猜想,将来是否能从一个成年人的细胞中克隆出人类?[9]为此,克林顿总统向国家生物伦理顾问委员会提出了研究请求,研究成果的建议是,禁止国家对人类克隆研究进行资助,暂缓私人公司与此有关的活动,并考虑由国会出台相关的制止法令。[10]尽管有国会的明令禁止,但是由私人提供资金进行人类克隆的研究仍然是合法的。据传一个名叫雷尔(Raelians)的教派[11],以及已经广为报道的塞韦里诺·安蒂诺里(Severino Antinori)、帕诺斯·扎沃斯(Panos Zavos)等人正在这么做。比起胚胎着床前诊断和基因工程,人类克隆的技术性障碍要小得多,它最大的隐忧在于对人类进行实验的安全性和伦理考虑。

人工婴儿之路

现代基因工程的最大期待是诞生人工婴儿。[12]详细说来,科学家将能够辨认出决定一个人特征的基因,比如智商、身高、发色、进攻性或自尊感等,并用这些知识来塑造一个条件更好的婴儿。这个尚在探寻中的基因还可能不是来自人体本身。这就是说,它会像生物技术在农业领域所发生的那样。1996年由汽巴(现已更名为诺华)和美科根两家种子公司发明了Bt玉米,它们在玉米中注入了外来基因,使得玉米能够从苏云金杆菌中产生一种蛋白质(Bt玉米取此菌的英文前两个字母而来),它对诸如欧洲玉米螟这些害虫有毒副作用。这个新的品种因为改变了基因,能够自己产生除虫剂,也把这些改变的特征遗传给了它的后代。

本章所谈论的转基因技术在人体上的实验,现在看来是顶遥远的事情。有两种方法可能实现基因工程:体细胞基因治疗或生殖细胞系基因工程。体细胞基因治疗的方法,是通过细菌或其他载体实现新的、已经改造的基因的传播,从而改变目标细胞的DNA。这些年,针对这一疗法有许多实验,却鲜少成功。这种方法的难题是,人体内有上千亿的体细胞,要使疗法奏效,需要改变上百万的体细胞。如果不出意外,这些改变的体细胞会与人同时死亡;这个治疗法不会产生代际遗传。

不同的是,生殖细胞系基因工程已经在农业领域得到例行应用,在很多动物身上也已成功实施。对生殖细胞系基因的修改,理论上,只要改变受精卵内的一组DNA分子,随后通过细胞的分裂和分化,就能长出一个完整的人。体细胞基因治疗法只会改变体细胞的DNA,因此也只能对受改造的本人有影响,而生殖细胞系基因的改变则会有遗传的作用。这对治疗遗传疾病特别有吸引力,比如糖尿病。[13]

其他目前正在研究的新技术有人工染色体,计划在人体本身的46条染色体外再加上一条。这条染色体功能的开启需要等到人已经足够老,并且征得了本人的同意,它也不会遗传给后代。[14]这项技术避免了改变或替代已有的染色体。人工染色体也许能够在胚胎着床前扫描术与对生殖细胞系基因的永久改变间架起一座桥梁。

可是,在人类利用这些方式对基因进行改变前,有一大堆棘手的难题摆在眼前。首先就是这个问题的极端复杂性,这在某种程度上意味着对人类高端行为进行基因改造几近不可能。早前我们已经知道许多疾病是由于基因间的互动所引起的,而通常一个基因也可能有多种功用。以前认为,每个基因一次只产生一个RNA信使,随后再产生一个蛋白质;即便人体基因组实际上有近3万而不是10万个基因,但却有远超过3万个的蛋白质数量,因此,这一说法不正确。它意味着一个基因可以产生多个蛋白质,并且具有多种功能。以引起镰状细胞性贫血的等位基因来说,它还具有抵抗疟疾的功能;这也说明为什么黑人特别容易患镰状细胞性贫血症,追溯到非洲祖先,疟疾曾是一个主要的病症。修复镰状细胞性贫血基因可能会增大患疟疾的脆弱性,这对住在北美的人来说也许不是个问题,但是对携带新基因的非洲人却有很大的伤害。基因常被用来比喻成生态系统,一环扣一环:用爱德华·威尔逊(Edward O. Wilson)的话来说:“遗传就好比环境,你不能只担心一件事情。当一个基因因为突变或被其他基因取代而改变,一些未曾预期、极有可能非常令人沮丧的副作用也会紧随而来。”[15]

对人类基因工程的第二个阻碍是在人体上进行实验的伦理担忧。国家生物伦理顾问委员会以“用人体进行实验非常危险”为由,寻求对“人体克隆”颁布短期禁令。在多莉羊被克隆成功前进行了270次失败的实验。[16]许多的失败出现在植入阶段,将近30%的克隆动物有着种种严重的反常症状。我们前面也讨论过,多莉出生时端粒比较短,因此不可能像正常羊活那么长。如果出生的婴儿并没有较大的成功把握,或者克隆过程产生的缺陷需要一段时间才能显现出来,人们就没有那么急迫地想要制造人工婴儿。

考虑到基因与表现型终极表达之间复杂的因果通路,克隆产生的危害极有可能被放大。[17]后果难以意料这一法则将被无情印证:对某一特定疾病敏感的基因可能有第二甚至第三层的影响,而这些影响在基因更改时没有被察觉,它们可能数年甚至隔代才能体现。

对未来“改变人性”能力的最后一个限制因素是人口数量。即便人类基因工程超越了前两个障碍(简言之,复杂的因果关系和人体实验的危害),已经能够成功制造出人工婴儿,人性也不会因此得到改变,除非这些改变以显著的数量漫延至整个人类。欧洲委员会以生殖细胞系基因工程会影响“人类基因的继承”为由建议禁止该类实验。这项担忧,很多评论已经指出,显得有一些幼稚:人类基因的继承包含着一个广阔的基因群,充斥着许多不同的等位基因。少量改变、去除或增加一些等位基因会改变一个人的遗传却不会对整个人类造成影响。一群富有人士动用基因手段改变他们孩子的身高或智力,不会对整个种族的身高或智商产生影响。弗里德·伊克尔(Fred Iklé)雄辩地指出,任何想要用优生学的方式改变人类的想法都会在庞大的人口数量前止步。[18]

既然基因工程有着这么多限制,这是否意味着,不管将来基因工程对人性进行何种有意义的改变,我们都不用再探讨了呢?这一论断言之尚早,得出这一结论前我们还需要谨慎地考虑以下几个因素。

首先,当前的生命科学正以显著和超出人类预期的速度向前发展。二十世纪八十年代晚期,基因学家有一个共识,不可能从成年个体的体细胞中克隆出哺乳动物,然而1997年多莉羊的诞生终结了这一看法。[19]二十世纪九十年代中期,基因学家预测人类基因工程项目可能会在2010年至2020年间完成,然而,新式的高度自动化的排序机器在2000年7月就结束了该项目。现在我们可能无法预期,将来会产生什么样的新的捷径,缩短复杂任务的研究时间。比如,人脑被认为是复杂的自适应系统的原型,这个系统由数目众多的“代理人”组成(这里指神经细胞和其他脑细胞),运作规则相对简单,却在系统化水准上产生了高度复杂的涌现行为。任何想要用蛮力的计算方式模拟大脑的努力——譬如复制上百亿的神经连接——都极为不现实;另一方面,一个复杂的自适应模型,在模拟涌现特性代表的系统化水准复杂性上,可能有更大的成功机会。对基因之间的互动来说也是如此。

基因的多重功用及其相互作用的极端复杂性并不意味着在完全弄清这些作用模式前,人类基因工程会一筹莫展。从来没有技术以这种方式进行。很多时候,一项新式药品被发明、试用或许可上市时,厂家并不能完全确认它们的疗效。在药理学领域,通常需要数年才能发现药品的副作用,有时药物也会与其他药物或环境产生交互作用,而这些在引进药物时完全没有预料到。基因工程师可以先解决简单的问题,然后一步步拾级而上,向复杂性出发。虽然看起来人类高端的行为模式是由于许多基因的复杂互动引起的,但我们并不能知晓是否永远如此。可能某些相对简单的基因干预会产生极大的行为反应,我们却受困于复杂性思维。

在“人体上进行实验”的问题是对基因工程迅速发展的重大障碍,但并非不可逾越。药品试用时,动物会首先承担大部分风险。以人体进行实验时的风险可接受度,取决于这个项目因此能带来的好处:比如,亨氏舞蹈症,它有50%的机会让人变成痴呆或死亡,后代也会因此携带错误的等位基因。这种疾病就可以区别对待,它和增加肌肉紧张度或胸围完全不同。只是因为可能产生未预期或长期的副作用,人们并不会止步寻求基因治疗,只要它在早期阶段有治疗的效果。

至于,基因工程的优生或非优生是否会广泛传播以至于改变人性,这是一个完全开放的问题。很显然,任何基因工程的手法要想对整个人群产生显著的影响,它必须是非常有用、相当安全和价格低廉的。人工婴儿初期一定会相当昂贵,仅仅会成为富人的选择。人工婴儿是否会越来越便宜并因此而流行起来,这取决于科技进展的速度,比如,可以比较胚胎着床前诊断下降的价格曲线。

当然,新的医药技术产生跨时代的影响,成为成千上万拥趸的选择,并非没有前例。把眼光关注在当前的亚洲,因为超声波技术和流产越来越容易,它们已经对性别的比例产生了极大的影响。以韩国为例,二十世纪九十年代初期,男孩与女孩的比例是122:100,而正常的比例应当是105:100;中国的男女比例只是低了少许,117:100;在印度北部,这一比例更加扭曲。[20]经济学家阿马蒂亚·森预估,亚洲的女孩赤字在1亿。[21]在上面所提到的社会,因为性别而流产是非法的;尽管有政府的压力,大部分的父母还是因为需要男性继承人而倾向于生男孩。

高度扭曲的性别比例会产生严重的社会后果。到本世纪的第二个十年,中国五分之一到达适婚年龄的男性将找不到女性伴侣。现在很难想象解决这一麻烦的方法,因为没有家庭负担的男人更容易参与冒险、反叛和犯罪的活动。[22]当然,也因此有一个可以相抵消的好处:女性赤字将会使女性在婚配过程中处于更为强势的地位,让已经结婚的家庭生活更为稳固。[23]

没有人知道,将来基因工程是否会如超声波和堕胎一样便宜和随处可见。这很大程度上还得取决于它所能带来的好处。当前在生物伦理学家看来最为普遍的担忧是,这一技术只有富人可及。假使,将来的生物技术能够使用一种相当安全且行之有效的基因手段,来制造更为高智商的孩子,那么这一危险性将大大提高。这种情形下,发达和民主福利的国家将会重新进入优生游戏,这一次不是为了阻止低智商婴儿的出生,而是用基因手法帮助天生残缺的人提升他们及他们后代的智商。[24]这时,国家会要求这种技术的价格保持在低廉和人人可及的水准。这时,一个全人类层面的影响将真正成为可能。

以人类基因工程可能会产生未曾预料的后果,或它可能并不能产生人们所期待的效果等为由,并不能阻止人们去尝试它。科技发展史上遍布着因为长期副作用而被更改或被遗弃的新发明。比如,过去几十年,发达国家从来没有尝试大规模的水力发电项目,除非产生阶段性的能源危机或迅速增长的用电需求。[25]这是因为,在大坝建设风行期,美国相继在1923年建立了赫奇水库,二十世纪三十年代创立了田纳西河流管理局;然而环保的意识很快就高涨起来,呼吁考量水力发电的长期环境后果。现在再来回顾建立胡佛大坝时的“英雄”之举和那时拍摄的斯大林式的庆祝影片,对于这一段人类征服自然的“光辉岁月”,以及罔顾生态环境的“轻率”之举有一种离奇的生疏感。

人类基因工程只是通向未来的第四条道路,也许是生物技术发展上最遥不可及的阶段。现在我们没有任何改变人性的能力,也许将来也不会拥有这种能力。但这里仍要强调两点。

首先,即便基因工程未能成为现实,生物技术发展的前三个阶段——对基因因果链的更为熟悉的了解、神经药理学的进展以及寿命的延长——仍然会对二十一世纪的政治产生深远的影响。这些发展将会面临极大的争议,因为它们挑战了人们深为珍视的平等和进行道德选择的能力;这些发展给了社会新的控制公民行为的手段;这些发展会改变我们对人的品性及认同的传统理解;这些发展将会颠倒现存的社会结构,深深改变人们智商、财富的比例以及政治进程;这些发展将会重塑全球政治的性质。

其次,即便对人类整个种族产生影响的基因工程需要二十五年、五十年甚至一百年,但它却是迄今为止最为有影响力的生物技术的进展。这是因为人性是公正、道德和美好生活的根基,而这些都会因为这项技术的广泛应用而得到颠覆式的改变。第二部分我将会对此进行探讨。


[1] 有关人类基因组工程历史,可参见Robert Cook-Degan, The Gene Wars: Science, Politics, and the Human Genome (New York: W. W. Norton, 1994); Kathryn Brown, “The Human Genome Business Today,” Scientific Ameri-can 283 (July 2000): 50-55; and Kevin Davies, Cracking the Genome: Inside the Race to Unlock Human DNA (New York: Free Press, 2001).

[2] 对基因原初密码感兴趣,或想了解每个染色体如何被分解成基因和无码区域的人,可以登录国立卫生研究院关于生物技术信息的网站,网址如下:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/GenbankOverview.html.

[3] Carol Ezzell, “Beyond the Human Genome,” Scientific American 283, no. 1 (July 2000): 64-69.

[4] Ken Howard, “The Bioinformatics Gold Rush,” Scientific American 283, no. 1 (July 2000): 58-63.

[5] Interview with Stuart A. Kauffman, “Forget In Vitro—Now It’s ‘In Silico,’” Scien-tific American 283, no. 1 (July 2000): 62-63.

[6] Gina Kolata, “Genetic Defects Detected in Embryos Just Days Old,” The New York Tiimes, September 24, 1992, p. A1.

[7] Lee M. Silver, Remaking Eden: Cloning and Beyond in a Brave New World (New York: Avon, 1998), pp. 233-247.

[8] Ezzell (2000).

[9] 有关威尔穆特本人对这一成就的解释,参见Ian Wilmut, Keith Campbell, and Colin Tudge, The Second Creation: Dolly and the Age of Biological Control (New York: Farrar, Straus and Giroux, 2000).

[10] National Bioethics Advisory Commission, Cloning Humain Beings (Rockville, Md.: National Bioethics Advisory Commission, 1997).

[11] Margaret Talbot, “A Desire to Duplicate,” New York Times Magazine, Febru-ary 4, 2001, pp. 40-68; Brian Alexander, “(You)2,” Wired, February 2001, 122-135.

[12] Glenn McGee, The Perfect Baby: A Pragmatic Approach to Genetics (Lanham, Md.: Rowman and Littlefield, 1997).

[13] 对人类生殖细胞系工程发展现状的回顾,可参见Engineering the Hunan Germline: An Explo-ration of the Science and Ethics of Altering the Genes We Pass to Our Children (New York: Oxford University Press, 2000); Marc Lappé, “Ethical Issues in Ma-nipulating the Human Germ Line,” in Peter Singer and Helga Kuhse, eds., Bioethics: An Anthology (Oxford: Blackwell, 1999), p. 156; and Mark S. Frankel and Audrey R. Chapman, Huiman Inheritable Genetic Modifications: Assessing Sci-entific, Ethical, Religious, and Policy Issues (Washington, D.C.: American Associ-ation for the Advancement of Science, 2000).

[14] 有关人工染色体技术,参见John Campbell and Gregory Stock, “A Vision for Practical Human Germline Engineering,” in Stock and Campbell, eds. (2000), pp. 9-16.

[15] Edward O. Wilson, “Reply to Fukuyama,” National Interest, no. 56 (Spring1999): 35-37.

[16] Gina Kolata, Clone: The Road to Dolly and the Path Ahead (New York: William Morrow, 1998), p. 27.

[17] W. French Anderson, “A New Front in the Battle against Disease,” in Stock and Campbell, eds. (2000), p. 43.

[18] Fred Charles Iklé, “The Deconstruction of Death,” The National Interest, no. 62 (Winter 2000/01): 91-92.

[19] Kolata (1998), pp. 120-156.

[20] Nicholas Eberstadt, “Asia Tomorrow, Gray and Male,” The National Interest 53 (1998): 56-65, Terence H. Hull, “Recent Trends in Sex Ratios at Birth in China,” Population and Development Review 16 (1990): 63-83; Chai Bin Park, “Preference for Sons, Family Size, and Sex Ratio: An Empirical Study in Korea,” Demography 20 (1983): 333-352; and Barbara D. Miller, The Endangered Sex: Neglect of Female Children in Rural Northern India (Ithaca, N.Y., and London: Cornell University Press, 1981).

[21] Elisabeth Croll, Endangered Daughters: Discrimination and Development in Asia (London: Routledge, 2001); and Ansley J. Coale and Judith Banister, “Five Decades of Missing Females in China,” Demography 31 (1994): 459-479.

[22] Gregory S. Kavka, “Upside Risks,” in Carl F. Cranor, ed., Are Genes Us?: Social Consequences of the New Genetics (New Brunswick, N.J.: Rutgers University Press, 1994), p. 160.

[23] 玛莉亚·古滕塔格与保罗·西科德的研究显示,二十世纪六七十年代发生在美国的性别革命和传统家庭的解体,部分原因要归咎于性别比例更利于男性。参见Maria Guttentag and Paul F. Secord, Too Many Women? The Sex Ratio Question, Newbury Park, Calif.: Sage Publications,1983.

[24] 这一场景由查尔斯·默里所提议。参见“Deeper into the Brain,” National Review 52 (2000): 46-49.

[25] 世界上有一些大型的水力发电项目,比如土耳其的伊利苏水电站。它的建设遭到了来自发达国家的强烈反对,因为这座大坝的建立会对周边生态和曾经居住在大坝建址的人们产生很大的影响。对土耳其大坝来说,许多古迹因此而长眠水下。