時(shí)間:2022-10-02 19:53:02
導(dǎo)語(yǔ):在人類基因組計(jì)劃的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
向人類疾病宣戰(zhàn)
面對(duì)人類身上10萬(wàn)個(gè)基因30億個(gè)堿基對(duì),要真正破解人類生老病死的奧秘,并且找出它們各自所對(duì)應(yīng)的遺傳機(jī)理,這項(xiàng)浩大的工程才剛剛開始。
除了解碼基因,人類基因組計(jì)劃開始了另外一項(xiàng)工作,完成一個(gè)多人種相互對(duì)應(yīng)和比較的醫(yī)學(xué)遺傳草圖。這項(xiàng)計(jì)劃試著在全球選擇了380多位白人、黃種人、蒙古人種和黑人,并通過(guò)遺傳基因的彼此對(duì)照,比較這些不同種群在人類進(jìn)化過(guò)程中存在的不同結(jié)構(gòu)。
科學(xué)家們希望通過(guò)比較,了解這些人種結(jié)構(gòu)的不同能否對(duì)指導(dǎo)不同人種的生活方式和臨床用藥有所啟發(fā)。這項(xiàng)研究將從基因的層面,探究個(gè)體對(duì)糖尿病、腫瘤等疾病是否敏感以及個(gè)體患上某種疾病的幾率。
過(guò)去5年,科學(xué)家們一直試著解決這樣的問(wèn)題,但在不同的人種之間,情況千差萬(wàn)別?!跋鄬?duì)于30多億的種群人口而言,我們僅僅選擇了四個(gè)種群中不多的人來(lái)做比較試驗(yàn),因此并不能完整地代表每個(gè)人種的基因組狀況?!币恢眳⑴c這項(xiàng)計(jì)劃的中國(guó)科學(xué)家汪建說(shuō),“因此,就目前我們的研究進(jìn)展情況看,還不能回答有多少因素是我們?cè)诔錾熬捅桓改赣H的遺傳鎖定的?!?/p>
他認(rèn)為,人類基因組計(jì)劃要解決這個(gè)難題,需要對(duì)成千上萬(wàn)的個(gè)體進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的社會(huì)調(diào)查和精確測(cè)算。
不過(guò),就目前的研究來(lái)看,癌癥病人和精神疾病病人將成為基因研究最大和最先受益的人群?;蛑?、DNA雙螺旋構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)者詹姆斯?沃森稱,腫瘤通常是DNA受損后,健康細(xì)胞產(chǎn)生缺陷并無(wú)限制分裂導(dǎo)致的,因此,通過(guò)解讀人類基因的遺傳機(jī)理,就可以知道病人或正常人有哪些基因發(fā)生了突變,從而選擇出最佳的防治方法。同樣,精神疾病防治也會(huì)因?yàn)榛蚣夹g(shù)的發(fā)展而取得質(zhì)的飛躍。
沃森表示,精神疾病有明顯的遺傳特征,人類基因圖譜繪制成功后,它將能以此為對(duì)照,幫助找到疾病發(fā)病的機(jī)理和基礎(chǔ),從而做出有效的防范措施。
破解癌癥的密碼
在六國(guó)科學(xué)家的共同努力下,人類基因組的框架圖得以繪制完成,精細(xì)圖仍在不斷的完善之中。在此基礎(chǔ)上,美英兩國(guó)又啟動(dòng)了癌癥基因組計(jì)劃。
國(guó)際人類基因組計(jì)劃總協(xié)調(diào)人弗朗西斯?柯林斯透露,癌癥基因組計(jì)劃總投資1億美元,作為一項(xiàng)前所未有的創(chuàng)新性研究計(jì)劃,這項(xiàng)研究在初期將主要針對(duì)腦癌、肺癌和卵巢癌三種疾病開展――這是美國(guó)發(fā)病率最高的癌癥疾病。
柯林斯說(shuō),這項(xiàng)計(jì)劃的規(guī)模、工作量和創(chuàng)新程度將會(huì)是人類基因組計(jì)劃的1000倍甚至10000倍?!耙?yàn)槿祟惢蚪M計(jì)劃只是對(duì)一位白人的基因進(jìn)行解碼,而該計(jì)劃在每種研究的癌癥中都會(huì)收集至少幾百個(gè)樣本,每個(gè)樣本都會(huì)被精細(xì)分析進(jìn)而找出致癌的真正原因?!边@位來(lái)自美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院國(guó)家人類基因組研究中心的主任說(shuō),目前他們已向中國(guó)發(fā)出正式邀請(qǐng),并且相信“中國(guó)會(huì)成為癌癥基因組計(jì)劃的主要參與者與重要貢獻(xiàn)者”。
中方對(duì)此表現(xiàn)出了積極的態(tài)度。在中方的設(shè)計(jì)方案中,中國(guó)將與美國(guó)在兩個(gè)方面開展合作:一是延續(xù)美國(guó)已經(jīng)開展的研究項(xiàng)目。目前的研究表明,部分已發(fā)現(xiàn)的腫瘤的遺傳性變化確實(shí)具有人種特異性。二是針對(duì)美國(guó)尚未開展研究,而在中國(guó)發(fā)病率比較高、危害比較大的腫瘤。另外,中方還將研究腫瘤發(fā)生的共性問(wèn)題。
中國(guó)目前還沒(méi)有明確對(duì)具體哪個(gè)腫瘤開展研究,但是研究對(duì)象至少要具備4個(gè)技術(shù)上的要求:發(fā)病率比較高、危害比較大、增長(zhǎng)速度最快的腫瘤;具有一定中國(guó)特點(diǎn),在中國(guó)發(fā)病率比較高的腫瘤;原來(lái)研究基礎(chǔ)比較好的腫瘤;以及確實(shí)能幫助闡明腫瘤的發(fā)生與發(fā)展機(jī)制、具有特殊臨床意義的腫瘤。
盡管到目前為止,癌癥基因組計(jì)劃尚未形成像人類基因組計(jì)劃那樣,有明確參與國(guó)家、每個(gè)國(guó)家承擔(dān)多少任務(wù)的具體計(jì)劃,但柯林斯堅(jiān)定地表示,他們將像上次的人類基因組計(jì)劃合作一樣,將此次癌癥基因組計(jì)劃做成一個(gè)有國(guó)際影響力和關(guān)注度的國(guó)際項(xiàng)目。
10年內(nèi)個(gè)人可望擁有基因身份證
目前,可以進(jìn)行基因檢測(cè)的疾病涉及行為疾病、癌癥、結(jié)締組織疾病、內(nèi)分泌疾病、泌尿生殖系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病、生長(zhǎng)發(fā)育疾病以及和血液、牙齒、眼睛、胃腸、心臟、肝臟等有關(guān)的疾病等。
近年來(lái),在美、英等國(guó),科學(xué)家嘗試將基因檢測(cè)方法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,一些高校還設(shè)立了基因組醫(yī)學(xué)中心或者分子醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
事實(shí)上,人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)以來(lái),對(duì)于醫(yī)學(xué)和科學(xué)專家尋找致病基因和探究致病的機(jī)理已開始起到關(guān)鍵性作用。1990年人類基因組計(jì)劃尚未啟動(dòng)之時(shí),人類僅僅發(fā)現(xiàn)了不到100種疾病。而到了2003年,這個(gè)數(shù)據(jù)一舉躍升到990種,而在隨后的短短3年半時(shí)間里,這個(gè)數(shù)量上升到了1292種。
但由于大部分人類基因是否和疾病有關(guān)尚是個(gè)未知數(shù),目前的基因檢測(cè)仍然只是初步階段。
人類基因組約有30億個(gè)堿基對(duì),雖然測(cè)序成本一直在下降,但是測(cè)定一個(gè)人的全基因組圖譜,成本仍然十分昂貴。雖然有了全人類的基因組圖譜,但是每個(gè)人的基因組仍有不同之處。
人們何時(shí)能有屬于自己的基因身份證?“如果把成本降到1萬(wàn)美元,將來(lái)也許會(huì)有更多的人能擁有自己的個(gè)人基因組圖譜?!痹?8歲的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者沃森看來(lái),繪制人類全基因圖譜成本降低到1000美元的“夢(mèng)想”,估計(jì)要到十年以后才可能出現(xiàn)。
不過(guò),在人類對(duì)基因益發(fā)了解的同時(shí),基因研究也引發(fā)了許多問(wèn)題,特別是極大影響了生物多樣性,而生物多樣性正是自然可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。另一方面,基因研究也引起了人們關(guān)于倫理和道德問(wèn)題的大討論。
比如說(shuō),隨著基因技術(shù)的發(fā)展,“天才論” 、“血型論”有可能死灰復(fù)燃。是否能用基因技術(shù)來(lái)造就各方面能力均衡的所謂什么方面都正常的人,一直是一些科學(xué)家力圖追求的目標(biāo),也一直成為社會(huì)爭(zhēng)論的話題。
從生物學(xué)家到生物信息學(xué)家
與其說(shuō)Raymond McCauley是個(gè)生物學(xué)家,不如稱呼他為生物信息學(xué)科學(xué)家。而生物信息學(xué)就是利用應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的方法研究生物學(xué)的問(wèn)題。
這位生物信息學(xué)科學(xué)家的研究成果頗豐,人類來(lái)源的臨床試驗(yàn),合成生物學(xué)殺毒平臺(tái),長(zhǎng)壽研究和DNA折紙都是他的研究成果,其中他個(gè)人最喜歡的還是長(zhǎng)壽研究。
科技改變未來(lái)。Raymond McCauley曾這樣說(shuō)過(guò):“人一旦生病了,就會(huì)去醫(yī)院開藥。但如果從人出生就清楚個(gè)人基因組信息,那么將開啟預(yù)測(cè)性藥物模式,這樣的基因組監(jiān)測(cè)可以幫助預(yù)測(cè)從遺傳疾病到罕見(jiàn)疾病甚至癌癥,能幫助醫(yī)生對(duì)病人進(jìn)行個(gè)體化用藥。甚至不用等到人出生,通過(guò)檢測(cè)母親的外周血便可以得到嬰兒的各種基因信息?!?/p>
基因測(cè)序?qū)⒆哌M(jìn)普通百姓
他喜歡做這樣的比喻:在我們沖一個(gè)馬桶的同時(shí),旁邊放一臺(tái)小型測(cè)序儀做上一些分析。McCauley認(rèn)為在2020年,人類基因組測(cè)序就會(huì)變得像只需花費(fèi)1美分的沖馬桶過(guò)程一樣,不費(fèi)吹灰之力。
如果人類基因組測(cè)序只需1美分,每個(gè)人都有能力進(jìn)行基因組測(cè)序,那么很多疾病是不是能夠及時(shí)得到預(yù)防呢?
人類基因組包含30億個(gè)堿基對(duì),記錄了人類幾乎所有的遺傳信息,而搞清楚這些堿基的序列,無(wú)疑能讓人們對(duì)自身的認(rèn)識(shí)跨進(jìn)一大步。人類基因組計(jì)劃正是基于這個(gè)目的而設(shè)立的。然而,要完成這個(gè)目標(biāo)并不簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的測(cè)序技術(shù),需要摻入經(jīng)過(guò)標(biāo)記、能夠阻斷DNA鏈繼續(xù)延伸的人工核苷酸,然后以目標(biāo)DNA序列為模板合成,一系列末端為人工核苷酸的長(zhǎng)短不同的DNA鏈。這些DNA鏈經(jīng)過(guò)電泳分離后,再經(jīng)過(guò)掃描和讀取,才能獲得序列的信息。
這一技術(shù)為基因組研究奠定了重要的基礎(chǔ),它的發(fā)明者Frederick Sanger也因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng),但它的效率還是太低了。而且在真正測(cè)序之前,科學(xué)家們還必須將生物體本來(lái)的DNA長(zhǎng)鏈打斷成合適長(zhǎng)度的片段,并一一封裝在細(xì)菌和酵母中保存。人類基因組計(jì)劃耗費(fèi)了數(shù)十億美元和15年以上的時(shí)間,而這些資金與時(shí)間實(shí)際上有很大部分消耗在了對(duì)測(cè)序樣品的前處理上。
而高通量測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn),為測(cè)序領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化。在高通量測(cè)序中,科學(xué)家們可以檢測(cè)到所添加的不同堿基所釋放的不同信號(hào),從而在DNA鏈合成的同時(shí)讀出DNA序列。不僅如此,高通量測(cè)序能夠一次性讀取上億條DNA鏈延伸的數(shù)據(jù),因此,雖然讀取的每條DNA鏈的長(zhǎng)度不及傳統(tǒng)測(cè)序,但數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)依然使得高通量測(cè)序的速度較傳統(tǒng)方法提高了數(shù)萬(wàn)倍。由于前處理的簡(jiǎn)化和速度的提高,測(cè)序的成本也大為下降――相比于人類基因組計(jì)劃,高通量測(cè)序只需要幾個(gè)月和數(shù)千美元,就能獲得質(zhì)量相當(dāng)?shù)臏y(cè)序數(shù)據(jù)。減少測(cè)序成本和測(cè)序時(shí)間,這正是McCauley研究高通量測(cè)序分析軟件的目的。
對(duì)于研究機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō),幾個(gè)月和數(shù)千美元的投入已經(jīng)完全可以承受,然而McCauley還希望能使DNA測(cè)序變得更加快捷和低廉。如果測(cè)序所需的時(shí)間可以減少到數(shù)天,成本可以低到1 000美元甚至100美元,那么人們就可以像接受普通體檢那樣來(lái)對(duì)自己的基因進(jìn)行檢測(cè)了。事實(shí)上,McCauley正在著力于研發(fā)和推廣更低成本和更快捷的測(cè)序技術(shù)?;趩畏肿覦NA測(cè)序的所謂第三代超高通量測(cè)序技術(shù),就是實(shí)現(xiàn)這一目的可能的突破口。
基因檢測(cè)將成為醫(yī)療的新方向
幾年前,Raymond McCauley曾供職的Illumina公司開發(fā)了一款面向消費(fèi)者的基因檢測(cè)服務(wù),而Illumina公司的員工可以花費(fèi)249美元以取得部分序列。McCauley決定為自己和他的大家庭進(jìn)行檢測(cè),兩個(gè)月后,他收到檢測(cè)結(jié)果。結(jié)果顯示,McCauley出現(xiàn)心臟病和糖尿病的機(jī)會(huì)高于一般人,同時(shí)他患上老年性黃斑變性(AMD)的可能性是一般人的四五倍。
Raymond McCauley很快發(fā)現(xiàn)病情,開始預(yù)防。他采取了一些可以降低AMD使他失明概率的措施,不吸煙,避免紫外線的照射。此外,他還考慮到了服用維生素來(lái)預(yù)防疾病。他通過(guò)基因研究來(lái)選擇維生素種類從而長(zhǎng)壽。McCauley利用高科技使長(zhǎng)壽成為可能。
讓人人都能測(cè)定自己的基因組序列,從而發(fā)現(xiàn)可能的基因異常以及健康風(fēng)險(xiǎn),這正是McCauley所期望達(dá)到的目標(biāo)――個(gè)性化測(cè)序和診療。不過(guò),McCauley的雄心還不止于此。
測(cè)序本身得到的只是一串由四種堿基組成的數(shù)據(jù)序列,最多再加上極為有限的一些特殊DNA位點(diǎn)信息。然而,要想真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的測(cè)序服務(wù),還得讓消費(fèi)者們了解這串字符背后究竟包含著怎樣的信息才行。而解讀測(cè)序信息,正是McCauley研究事業(yè)的另一方面。
McCauley一開始并不是生物專業(yè)出身,事實(shí)上,他最初學(xué)習(xí)的是計(jì)算機(jī)和電子工程專業(yè)。只不過(guò)在他大學(xué)期間,學(xué)獸醫(yī)的女友讓他對(duì)遺傳學(xué)產(chǎn)生興趣,進(jìn)而選修了生物學(xué)。畢業(yè)后,他先是做了一段程序員的工作,此后對(duì)事物的好奇心驅(qū)使他重新回到大學(xué),學(xué)習(xí)生物化學(xué)和生物物理。當(dāng)時(shí),剛剛啟動(dòng)的人類基因組計(jì)劃吸引了他。McCauley意識(shí)到,這是一個(gè)極具前途的發(fā)展方向,于是他將自己的計(jì)算機(jī)和生物專業(yè)知識(shí)結(jié)合到了一起,開始進(jìn)行生物信息方面的研究和實(shí)踐。
利用計(jì)算機(jī)程序,可以自動(dòng)快速地從DNA序列中篩選到一些和性狀相關(guān)的位點(diǎn),并在二者間建立聯(lián)系――事實(shí)上,這正是McCauley在Qiagen公司所從事的工作。那時(shí),他著眼于研究一些基因位點(diǎn)和癌癥的關(guān)系――因?yàn)椴簧侔┳兊陌l(fā)生,都與特定基因位點(diǎn)的變化有關(guān)。
而新測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn),讓生物信息技術(shù)有了更大的發(fā)展空間。測(cè)序儀和軟件可以一次性篩選出數(shù)萬(wàn)個(gè)基因位點(diǎn),同時(shí)計(jì)算出這些位點(diǎn)與潛在的疾病之間的關(guān)系;而對(duì)于RNA的測(cè)序,甚至可以知道自己體內(nèi)基因?qū)崟r(shí)的表達(dá)情況。如果說(shuō)前者可以在發(fā)病前很早就進(jìn)行預(yù)測(cè),那么后者則可以精確地實(shí)時(shí)反映人體的健康狀況?,F(xiàn)在,McCauley依然致力于開發(fā)基于高通量測(cè)序結(jié)果的分析軟件。他希望有一天,人們能夠隨時(shí)將自己即刻的測(cè)序結(jié)果通過(guò)軟件進(jìn)行分析,從而得知自身的健康狀態(tài),進(jìn)而采取個(gè)性化、有針對(duì)性的對(duì)策。在該技術(shù)完善之后,它無(wú)疑會(huì)成為人類醫(yī)學(xué)史上的一大飛躍。
但是,新的研究發(fā)現(xiàn),所謂的垃圾基因并非垃圾,而是有著重要的功能。
DNA元件百科全書
伊薩克·牛頓早就說(shuō)過(guò),自然不行徒勞之舉,少已夠用,多則何益。既然人類約有30萬(wàn)個(gè)基因,它們肯定是“天生我才必有用”,否則就不會(huì)在進(jìn)化中占據(jù)人類遺傳信息如此大的空間。
于是,在2003年人類基因組計(jì)劃全部完成之際,研究人員也啟動(dòng)了另一項(xiàng)為DNA撰寫百科全書的艱巨任務(wù),探索那些大量的沒(méi)有功能的基因到底有什么作用。這個(gè)計(jì)劃稱為ENCODE,意為DNA元件百科全書,也就是探明人類基因組中的DNA每個(gè)元件的功能。正如參與ENCODE項(xiàng)目的英國(guó)桑格研究所研究人員珍妮弗·哈羅所說(shuō),如果說(shuō)人類基因組計(jì)劃提供了一張地圖,那么ENCODE計(jì)劃就是在這張地圖上標(biāo)出了各個(gè)基因的功能信息。
這個(gè)計(jì)劃的參與者包括美國(guó)、英國(guó)、西班牙等5個(gè)國(guó)家的32個(gè)實(shí)驗(yàn)室的442位科學(xué)家,他們獲得并分析了超過(guò)15兆兆字節(jié)(15萬(wàn)億字節(jié))的原始數(shù)據(jù),目前研究人員已經(jīng)在《自然》雜志發(fā)表6篇文章,在《科學(xué)》雜志發(fā)表2篇文章,在《基因組研究》雜志發(fā)表18篇文章和在《基因組生物學(xué)》雜志發(fā)表6篇文章,全面公開了ENCODE計(jì)劃的內(nèi)容??茖W(xué)家對(duì)147個(gè)組織類型進(jìn)行了分析,以確定哪些特定的基因能開啟和關(guān)閉,以及不同類型細(xì)胞之間的基因“開關(guān)”存在什么差異。
研究人員認(rèn)為,過(guò)去所稱的垃圾DNA(基因)實(shí)際上是一個(gè)龐大的控制面板,這個(gè)控制面板至少包含有400萬(wàn)個(gè)基因的開關(guān),在這個(gè)控制面板上可以調(diào)控?cái)?shù)以百萬(wàn)計(jì)基因的活性。如果沒(méi)有這些開關(guān)調(diào)控,基因?qū)⒉荒苷9ぷ?,這些區(qū)域的基因也許就會(huì)導(dǎo)致人類患病。因此,人類基因組的基因至少80%以上都是有功能的。
“垃圾”DNA是如何起作用的?
研究人員早就發(fā)現(xiàn),具有共同的基因未必會(huì)產(chǎn)生相同的蛋白質(zhì)產(chǎn)物,關(guān)鍵在于基因能否被激活或激活的程度是強(qiáng)還是弱。例如,同卵雙生的孿生子具有完全相同的基因組,但是他們即使在同樣的生活環(huán)境下也會(huì)表現(xiàn)出不同的性格,這是因?yàn)樗麄兊幕蚧钚圆⒉幌嗤?,同樣的基因,有些基因活性大,有些活性小。而基因活性的大小則由另外一些基因開關(guān)來(lái)控制,這些基因開關(guān)在過(guò)去就被視為是“垃圾”基因。
那么,“垃圾”基因是如何發(fā)揮作用的呢?研究發(fā)現(xiàn),人類基因組中大約一半的DNA由重復(fù)性基因片段構(gòu)成,其中包括轉(zhuǎn)座子,它能換位到基因組內(nèi)的不同位置,同時(shí)還有反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,可被轉(zhuǎn)錄進(jìn)核糖核酸(RNA),之后被重整入基因組DNA。
人類基因組中最常見(jiàn)的重復(fù)序列是Alu,由于這種DNA序列中有限制性內(nèi)切核酸酶AluⅠ的識(shí)別序列AGCT,所以稱為Alu重復(fù)序列。Alu重復(fù)序列也是反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,它擁有超過(guò)100萬(wàn)個(gè)拷貝,占據(jù)了人類基因組的大約10%。
美國(guó)愛(ài)荷華大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),過(guò)去認(rèn)為無(wú)用的重復(fù)性Alu序列其實(shí)是新的外顯子的主要來(lái)源。外顯子是真核生物基因的一部分,它在剪接后仍會(huì)被保存下來(lái),并可在蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中表達(dá)為蛋白質(zhì),而且外顯子是最后出現(xiàn)在成熟RNA中的基因序列,又稱表達(dá)序列。所以,外顯子也就是功能基因或者能調(diào)控基因表達(dá)的特殊基因。
Alu是靈長(zhǎng)類動(dòng)物特異性的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,它可以制造外顯子,這些外顯子可能有助于形成靈長(zhǎng)類動(dòng)物的獨(dú)特特性。研究人員使用擁有將近600萬(wàn)個(gè)探針的高密度外顯子微矩陣技術(shù),用以監(jiān)測(cè)人類所有外顯子的表達(dá)模式。對(duì)所得數(shù)據(jù)分析后,研究人員發(fā)現(xiàn),11個(gè)人類組織中330個(gè)外顯子是來(lái)源于Alu序列。
例如,人類的一種基因SEPN1與肌肉營(yíng)養(yǎng)失調(diào)有關(guān)。對(duì)比來(lái)自黑猩猩和短尾猿組織的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),一個(gè)來(lái)源于Alu的肌肉特異性外顯子是在人類和黑猩猩進(jìn)化分離后產(chǎn)生的,這個(gè)外顯子只在人類肌肉中高水平表達(dá),但在任何其他人類組織或非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物組織中均不表達(dá),因而才使人類患肌營(yíng)養(yǎng)不良疾病。
讓功能基因沉默或表達(dá)
有時(shí)候,“垃圾”基因的功能更重要,因?yàn)樗鼈兪钦{(diào)控功能基因的基因,它們可以讓一些功能基因沉默,也可以讓一些功能基因具有很高的活性,進(jìn)行充分表達(dá),從而產(chǎn)生功能蛋白質(zhì)?;虻恼{(diào)控手段有一種比較特殊的方式,即對(duì)功能基因進(jìn)行甲基化,如此可以讓一些功能基因沉默。相反,如果不對(duì)功能基因進(jìn)行甲基化,就有可能讓功能基因獲得表達(dá),產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。
有一種叫柳穿魚的花卉,大多是對(duì)稱的白色花瓣,還有小部分呈現(xiàn)為黃色五角星。一般人面對(duì)白色花瓣和黃色五角星的花時(shí),會(huì)以為這是兩種不同的花卉,但實(shí)際上它們是同一種花卉,它們的基因是一模一樣的。之所以表現(xiàn)為不同顏色和形狀的花卉,不是因?yàn)樗鼈兊幕虿煌?,而是因?yàn)樵诨蛘{(diào)控中有一些基因被甲基化,這些甲基化的基因就會(huì)沉默,不再表達(dá),花朵就變成對(duì)稱的白色花瓣。而基因沒(méi)有甲基化時(shí),這種基因就有活性,它所編碼的花的顏色和形狀也不同,成為黃色五角星花卉。
同時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn)了大量的由垃圾基因?qū)δ芑蜻M(jìn)行甲基化的調(diào)控?;虻募谆址QDNA甲基化,是一種對(duì)基因的修飾途徑。大量研究表明,DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變,從而控制基因表達(dá)。
DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶(5-mC)和少量的7-甲基鳥嘌呤(7-mG),而DNA的甲基化可引起基因的失活,即沉默。
RNA也像DNA一樣攜帶著遺傳信息,研究人員最近發(fā)現(xiàn),信使RNA(mRNA)并非像過(guò)去那樣被生物學(xué)家認(rèn)為是DNA和蛋白質(zhì)之間的簡(jiǎn)單中介,它也會(huì)通過(guò)腺嘌呤加甲基的方式而被化學(xué)性修飾。過(guò)去認(rèn)為,mRNA只含4種核苷堿基。但是,新的發(fā)現(xiàn)表明,N6-甲基腺苷(m6A)是mRNA的第五種堿基,它遍布轉(zhuǎn)錄子中。20%的人類mRNA可被常規(guī)地甲基化,5000多個(gè)不同的mRNA分子均含有N6-甲基腺苷,這意味著這種修飾可能廣泛地影響著基因如何表達(dá)。
例如,mRNA被甲基化就與肥胖有關(guān)。有一種與肥胖相關(guān)的基因稱為FTO,它能編碼一種酶,此酶能將mRNA中N6-甲基腺苷逆轉(zhuǎn)到常規(guī)腺苷。具有FTO基因突變的人有過(guò)度活化的FTO酶,引起N6-甲基腺苷水平低下,食物攝入和代謝異常,從而導(dǎo)致肥胖。全球約10億人具有FTO突變,此突變是肥胖癥及2型糖尿病的主要病因。
美國(guó)奧巴馬政府正在規(guī)劃一項(xiàng)為期10年的科學(xué)研究,檢查人腦的活動(dòng),并繪制一張全面的人腦活動(dòng)圖,希望能在大腦研究領(lǐng)域做出類似人類基因組計(jì)劃對(duì)遺傳學(xué)所做的貢獻(xiàn)。該計(jì)劃的參與者包括聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、私人基金會(huì)以及神經(jīng)科學(xué)家和納米科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)。他們將共同努力,增進(jìn)人類對(duì)人腦中近千億個(gè)神經(jīng)元的認(rèn)識(shí),更好地了解人類的知覺(jué)、行為,并最終了解人類
意識(shí)。
對(duì)這項(xiàng)計(jì)劃抱有最高期望的科學(xué)家,還把這當(dāng)作一種研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的途徑,藉此了解阿爾茨海默氏病和帕金森氏癥等疾病,并為各種精神疾病尋找新療法。此外,該計(jì)劃還有為人工智能的發(fā)展鋪平道路的潛力。
“我們對(duì)繪制人類基因組圖譜的每一美元投資,都獲得了140美元的回報(bào)?!眾W巴馬說(shuō),“今天,我們的科學(xué)家正在為尋找治愈阿爾茨海默氏病的方法繪制人腦圖。他們也正在研制能讓受損器官再生的藥物,發(fā)明能讓電池電量提高10倍的新材料?!?/p>
美國(guó)科學(xué)家認(rèn)為,如果這項(xiàng)計(jì)劃能夠成功,就可以帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)?!叭祟惢蚪M計(jì)劃連續(xù)10年,每年花費(fèi)約3億美元?!惫鸫髮W(xué)分子生物學(xué)家喬治·M.丘奇(George M. Church)說(shuō)。他幫助創(chuàng)立了該計(jì)劃,他說(shuō)過(guò)他在幫忙為人腦活動(dòng)圖計(jì)劃進(jìn)行規(guī)劃?!叭绻憧纯瓷窠?jīng)科學(xué)和納米科學(xué)這些可能與該計(jì)劃相關(guān)的研究的總開支,我們花的可能已經(jīng)超過(guò)了這筆錢。我們或許不會(huì)削減支出,但是我們的付出很可能會(huì)得到更多回報(bào)?!?/p>
以人類基因組計(jì)劃為例,它總共耗資38億美元。該計(jì)劃始于1990年,目標(biāo)是繪制完整的人類基因組圖圖譜,或者說(shuō)人類所有DNA基因的組圖。這一目標(biāo)在2003年4月提前實(shí)現(xiàn)。美國(guó)聯(lián)邦政府一項(xiàng)分析該計(jì)劃影響的研究指出,該計(jì)劃到2010年已經(jīng)獲得8000億美元的回報(bào)。
人腦地圖繪制的方法
大腦中有近1000億個(gè)神經(jīng)元,受到外界刺激時(shí),每一個(gè)神經(jīng)元都會(huì)傳達(dá)電“沖動(dòng)”,巨大的神經(jīng)元組織也會(huì)有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地做出反應(yīng)。因?yàn)槿祟惖拇竽X非常復(fù)雜,科學(xué)家現(xiàn)在只能同時(shí)記錄少量神經(jīng)元的活動(dòng),而且多數(shù)情況下,還要利用探針進(jìn)行有創(chuàng)檢查。目前,距離能做到這一點(diǎn),科學(xué)家還有很遠(yuǎn)的路要走。在他們能啟動(dòng)這一程序之前,他們必須開發(fā)出分析大腦的儀器。而在他們開發(fā)出能適用于人類的儀器之前,他們必須先在一些較為簡(jiǎn)單的物種身上獲得成功,假定在那些動(dòng)物身上得出的結(jié)論能應(yīng)用于人類的話。
動(dòng)物研究當(dāng)前的最高水平,是可以同時(shí)從約1000個(gè)神經(jīng)元中取樣。人腦有約850億到1000億個(gè)神經(jīng)元。拉斐爾·尤斯特博士是哥倫比亞大學(xué)的一名神經(jīng)學(xué)家,曾率先使用激光來(lái)測(cè)量老鼠大腦皮層中神經(jīng)元的活動(dòng)。他說(shuō):“對(duì)于人類,我們必須開發(fā)新的技術(shù),其中一些得從零開始?!?/p>
新出現(xiàn)的技術(shù),使得科學(xué)家能夠識(shí)別出大腦中的放電神經(jīng)元,這促使世界各地開展了大量的腦部研究項(xiàng)目。但大腦仍是最大的科學(xué)謎團(tuán)之一。一些納米技術(shù)專家和神經(jīng)科學(xué)家表示,他們認(rèn)為有了這些技術(shù)就能夠通過(guò)無(wú)創(chuàng)方法觀察并更全面地了解大腦。
2012年6月份,六位權(quán)威科學(xué)家在《神經(jīng)元》期刊上發(fā)表文章,提議采取一些新方法繪制人腦活動(dòng)圖。一種可能是,通過(guò)制造一批分子大小的機(jī)器,用無(wú)創(chuàng)方式充當(dāng)傳感器,在細(xì)胞層次上檢測(cè)并記錄大腦活動(dòng),以此構(gòu)建完整的大腦活動(dòng)模型圖。這項(xiàng)提議的設(shè)想是,用合成DNA當(dāng)作儲(chǔ)存機(jī)制,記錄大腦活動(dòng)??茖W(xué)家們寫道,“我們尤其期待能夠獲得有關(guān)精神分裂癥和自閉癥等疾病的新認(rèn)識(shí)和新療法。”
美國(guó)的計(jì)劃與一項(xiàng)近期宣布的歐洲計(jì)劃明顯不同。歐洲將向一個(gè)由瑞士主導(dǎo)的項(xiàng)目投資10億歐元(約合83億元人民幣),來(lái)制造基于硅的“大腦”。該計(jì)劃試圖利用有關(guān)大腦內(nèi)部運(yùn)作的最佳研究成果,構(gòu)建一個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)。但批評(píng)人士表示,構(gòu)造這樣的模擬系統(tǒng),依賴的仍然是尚處于理論階段、并不完備也并不準(zhǔn)確的知識(shí)。
科學(xué)家們表示,奧巴馬的計(jì)劃的制定過(guò)程,似乎與人類基因組計(jì)劃如出一轍。但一些科學(xué)家表示,與繪制基因組圖相比,繪制、了解大腦活動(dòng)圖的挑戰(zhàn)要大得多。“不同之處在于,后者本質(zhì)上是一個(gè)更為復(fù)雜的問(wèn)題?!弊苑Q參與了大腦計(jì)劃的拉爾夫·J.格林斯潘博士說(shuō),“說(shuō)明基因組計(jì)劃的目標(biāo)非常容易。但對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目,我們的問(wèn)題更難也更有趣:整個(gè)大腦的活動(dòng)模式是怎樣的,這些活動(dòng)最終如何驅(qū)使人做出行動(dòng)?”
妙用互聯(lián)網(wǎng),一腦遠(yuǎn)程控制另一腦
正當(dāng)人們熱烈討論美國(guó)提出的人腦地圖計(jì)劃之際,美國(guó)華盛頓大學(xué)的研究者宣布,他們成功地通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將兩個(gè)人腦聯(lián)接起來(lái)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)被稱為“人類腦對(duì)腦直接交流”。參與研究的科學(xué)家們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸一個(gè)大腦信號(hào),以此控制坐在校園其他區(qū)域的另一名研究員做出手部動(dòng)作。
參與項(xiàng)目的兩名研究員為拉杰什·拉奧與安德烈亞·斯托科,兩人頭部各戴一頂帽子,里面裝有可解讀并刺激大腦的“磁刺激線圈”,從而將兩個(gè)大腦聯(lián)接起來(lái)。拉奧隨后向斯托科的大腦發(fā)出了一個(gè)信號(hào),指使他移動(dòng)右手食指點(diǎn)擊一個(gè)電腦游戲中的“開火”按鈕。
過(guò)去曾有報(bào)道說(shuō),科學(xué)家們一直在研發(fā)相關(guān)技術(shù),希望能允許人類通過(guò)大腦與計(jì)算機(jī)互動(dòng),或是僅僅通過(guò)思維就做到控制其他人腦,甚至是進(jìn)行交流。多年來(lái),技術(shù)人員一直在研究如何創(chuàng)造出人腦與計(jì)算機(jī)之間的界面,從而允許我們僅通過(guò)思維與智能手機(jī)及電腦互動(dòng)。如今已有一些設(shè)備可以解讀我們的想法,讓我們腦中念頭一動(dòng),就能做些諸如在電腦游戲中躲閃虛擬物件的事情。
作為二十世紀(jì)人類最偉大的研究成果――人類基因組計(jì)劃,其規(guī)模和貢獻(xiàn)遠(yuǎn)勝于著名的曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃,影響了全世界,也正在改變著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的格局。
基因是人類至今為止惟一尚未被開發(fā)的一塊寶藏,隨著人類基因組計(jì)劃的完成,其巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)初露端倪,也預(yù)示了人類已經(jīng)進(jìn)入了基因經(jīng)濟(jì)時(shí)代?;虍a(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)中的先導(dǎo)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),歷史經(jīng)驗(yàn)表明,重大技術(shù)革命的醞釀期,也是新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)形成期,其發(fā)展前景也被譽(yù)為“永遠(yuǎn)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”,世界首富比爾?蓋茨曾經(jīng)斷言:下一個(gè)超過(guò)他的富翁一定出自基因生物領(lǐng)域。
在剛剛閉幕的“2006諾貝爾獎(jiǎng)獲得者北京論壇”上,圍繞“生命科學(xué)與人類健康”這一主題,國(guó)內(nèi)外知名科學(xué)家暢談基因經(jīng)濟(jì)時(shí)代人類社會(huì)的發(fā)展與機(jī)遇,必將引發(fā)了中國(guó)基因經(jīng)濟(jì)與健康產(chǎn)業(yè)的新一輪投資熱潮!
精明的商人總是對(duì)伴隨新的科技成果而來(lái)的利益有著極其敏銳的嗅覺(jué)。人類基因圖譜完成測(cè)序的消息 一經(jīng)公布,就開始吸引投資者把資金投向這一領(lǐng)域。?美國(guó)是對(duì)最新科技成果商用反應(yīng)最快的國(guó)家,短短幾年就已經(jīng)建立了500多個(gè)基因檢測(cè)機(jī)構(gòu),到目前為止,已經(jīng)有500多萬(wàn)人接受了疾病易感基因檢測(cè),產(chǎn)生了30多億美圓的市場(chǎng)收益。
中國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家,也是世界上生物資源最豐富的國(guó)家,基因資源將是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。專家指出;我國(guó)兩到三年內(nèi)認(rèn)識(shí)到基因檢測(cè)重要性的人群將達(dá)到總?cè)丝诘?15% 到 20% ,約有三億人的市場(chǎng)潛在需求,每年基因檢測(cè)量至少在 300 萬(wàn)人次以上,基因檢測(cè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)將會(huì)形成萬(wàn)億元的市場(chǎng)。
生命健康的核心是基因,基因產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵是基因檢測(cè),正如科學(xué)家們所言:|基因檢測(cè)好比當(dāng)年的文藝復(fù)興,正推動(dòng)著一場(chǎng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的復(fù)興和新生,將對(duì)中國(guó)以及整個(gè)世界的健康產(chǎn)業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。所謂基因檢測(cè),就是從受檢者體內(nèi)采集少量血液或口腔黏膜脫落細(xì)胞,通過(guò)基因芯片技術(shù)、基因測(cè)序技術(shù)或SNP技術(shù)對(duì)細(xì)胞中的DNA進(jìn)行檢測(cè),就可以知道你一生當(dāng)中易患哪種疾病。每個(gè)人的基因都有很大的差異,在不同的個(gè)體中,可能存在不同的基因缺陷或易感基因。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究成果表明,大多數(shù)疾病是多種環(huán)境因素和遺傳體質(zhì)共同作用的結(jié)果,對(duì)健康不利的遺傳體質(zhì)所對(duì)應(yīng)的就是一些與疾病相關(guān)的疾病易感基因。這些基因是身體的“基因地雷”,也是引發(fā)重大疾病的原因,一旦遇到生活中的感染源,就會(huì)爆炸,疾病也隨之而來(lái)。基因檢測(cè)的目的就是一面要通過(guò)基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)隱藏在身體內(nèi)的“基因地雷”,通過(guò)健康指導(dǎo)和生活方式的干預(yù)來(lái)排除“地雷”或避免引暴“地雷”,從而降低人們發(fā)生相應(yīng)疾病的危險(xiǎn)性。
今天,科學(xué)家越來(lái)越多地發(fā)現(xiàn),一個(gè)人是否患上什么病,與其基因遺傳的關(guān)系極為密切。讓我們來(lái)看一個(gè)對(duì)比鮮明的例子:二戰(zhàn)時(shí)期的英國(guó)首相丘吉爾煙不離手、酒不離口的煙酒之徒,吃得又多,而且鮮少運(yùn)動(dòng),但卻好端端活到90多歲;而網(wǎng)球明星阿瑟?艾什則完全相反,身為職業(yè)運(yùn)動(dòng)員,既不抽煙喝酒、飲食也合理有度,而且過(guò)著大多數(shù)人都認(rèn)為的健康的生活形態(tài),然而,在他40歲前,就曾兩度發(fā)作心臟病。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)理論對(duì)此的解釋是個(gè)體差異所造成,而造成個(gè)體差異的關(guān)鍵是就是他們的遺傳基因所決定的。隨著基因檢測(cè)的發(fā)展,我們也已經(jīng)真正的進(jìn)入了的“3p”醫(yī)學(xué)時(shí)代,即疾病預(yù)測(cè)(prognostication)、疾病預(yù)防(prevention)和個(gè)性化健康指導(dǎo)(personality)?;驒z測(cè)是預(yù)測(cè)疾病的最科學(xué)、最有效、最準(zhǔn)確的手段,只有知道我們未來(lái)哪些疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)高,才可以采取積極的、有真對(duì)性的、個(gè)性化的預(yù)防措施。
從基因檢測(cè)技術(shù)上看,中國(guó)在世界上處于領(lǐng)先行列,但從基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)的數(shù)量上看,我國(guó)只有了了幾家,而且每家的手段和技術(shù)有所區(qū)別。其實(shí),不同的疾病由于涉及的基因相關(guān)位點(diǎn)不同,應(yīng)該選用不同的檢測(cè)平臺(tái)。據(jù)了解,北京世紀(jì)元泰生物醫(yī)學(xué)科技公司打破了目前市場(chǎng)上的基因檢測(cè)服務(wù)公司只有一個(gè)檢測(cè)平臺(tái)的局限,整合了國(guó)內(nèi)多家最具權(quán)威的基因檢測(cè)技術(shù)平臺(tái),面向社會(huì)開展疾病預(yù)測(cè)、生活美容、兒童運(yùn)動(dòng)天賦等一百余項(xiàng)基因檢測(cè)服務(wù),同時(shí)也為受檢者開展全案健康健康管理服務(wù)。
關(guān)鍵詞: 克隆 法律問(wèn)題 思考
一、克隆技術(shù)的發(fā)展及其爭(zhēng)論
當(dāng)今世界,最能煽動(dòng)人們情緒的科學(xué)研究莫過(guò)于人類基因組計(jì)劃了,它是人類科學(xué)史上的一個(gè)里程碑。1998年5月一批科學(xué)家在美國(guó)羅克威爾組建塞萊拉遺傳公司,目標(biāo)是投入3億美元,到2001年繪制出完整的人體基因組圖譜。1999年9月中國(guó)獲準(zhǔn)加入人類基因組計(jì)劃,負(fù)責(zé)測(cè)定人類基因組全部序列的1%,也就是3號(hào)染色體上的3000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)。中國(guó)是繼美、英、日、德、法之后第6個(gè)國(guó)際人類基因組計(jì)劃參與國(guó),也是參與這一計(jì)劃唯一的發(fā)展中國(guó)家。2000年6月26日是值得世界紀(jì)念的日子,人類基因組的科學(xué)家宣布人類基因草圖繪制完畢,各國(guó)元首在當(dāng)天的頭條新聞上發(fā)表賀詞。人類基因組計(jì)劃的實(shí)施將促進(jìn)克隆技術(shù)的良性發(fā)展,基因克隆技術(shù)帶給人類的種種好處顯而易見(jiàn)。克隆技術(shù)將導(dǎo)致器官移植的重大突破,人們不會(huì)再為移植器官來(lái)源不足而煩惱,給異體移植帶來(lái)更大的生存希望。同樣,利用克隆技術(shù)還可以大量復(fù)制“藥物生產(chǎn)工廠”、“蛋白質(zhì)生產(chǎn)工廠”、瀕臨滅絕的珍稀動(dòng)物。
公眾對(duì)克隆技術(shù)的發(fā)展,尤其對(duì)克隆人技術(shù)態(tài)度不一。贊成者認(rèn)為:第一,克隆技術(shù)符合自然規(guī)律,有性生殖和無(wú)性生殖在自然界普遍存在。
第二,科學(xué)的進(jìn)步與人類的寬容密不可分。
第三,克隆技術(shù)有助于治療白血病、癌癥、艾滋病和帕金森癥等多種疾病。
反對(duì)者認(rèn)為:第一,“知識(shí)就是力量”的理性主義哲學(xué)給自然和人類社會(huì)帶來(lái)了許多問(wèn)題。大自然的選擇和上帝的安排是最完美的。在實(shí)驗(yàn)室里制造生命,完全拋棄了上帝,否定了亞當(dāng)和夏娃。
第二,生命的價(jià)值重于生命現(xiàn)象??寺∪思夹g(shù)誘發(fā)的道德風(fēng)險(xiǎn)足以摧毀現(xiàn)有以血緣為紐帶,以家庭為基本單位的倫理秩序,有悖于由血緣確定的秩序及由此形成的義務(wù)關(guān)系。家庭觀念和家庭制度將被動(dòng)搖,家庭成員間權(quán)利義務(wù)關(guān)系將重新調(diào)整。
第三,克隆技術(shù)費(fèi)用昂貴。
二、克隆人技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的法律問(wèn)題
克隆技術(shù)如果被應(yīng)用于人類自身的繁殖,那么,歷史將進(jìn)入批量生產(chǎn)人的時(shí)代。運(yùn)用克隆技術(shù)復(fù)制的人體,將徹底搞亂人倫關(guān)系的概念,將消滅夫妻、父子等基本的社會(huì)人倫關(guān)系。過(guò)去,人類繁衍被看作是愛(ài)情的表現(xiàn)形式,兩情相悅,結(jié)婚生子。而這項(xiàng)技術(shù)有可能打破這個(gè)模式,進(jìn)入“組裝”人的時(shí)代,使克隆人的身份難以認(rèn)定,他們與被克隆者之間的關(guān)系無(wú)法納入現(xiàn)有的倫理體系。這種“人”真正的父親母親將不是克隆時(shí)細(xì)胞被使用的那個(gè)人,而是科學(xué)家。可見(jiàn),人類繁殖后代的過(guò)程不再需要兩性的共同參與,這將對(duì)現(xiàn)有的社會(huì)關(guān)系、家庭結(jié)構(gòu)造成難以承受的巨大沖擊。例如,一個(gè)父親的DNA克隆生成的孩子可以看作父親的雙胞胎兄弟,只不過(guò)延遲了幾十年出生而已。克隆人可能自己的特殊身份而產(chǎn)生心理缺陷,形成新的社會(huì)問(wèn)題。很難設(shè)想,當(dāng)一個(gè)人發(fā)現(xiàn)自己只不過(guò)是另一個(gè)人的復(fù)制品,他(或她)有什么感受?
一旦克隆人降臨到這個(gè)世界,就必將引起數(shù)不清的道德法律問(wèn)題:克隆人有無(wú)法律地位?是否可分割遺產(chǎn)?親代豢養(yǎng)克隆人以備自己更換器官是否人道,是否合法?克隆出一萬(wàn)個(gè)愛(ài)因斯坦或希特勒會(huì)引起什么社會(huì)后果?如果某個(gè)工廠主克隆十萬(wàn)個(gè)智能克隆人作為馴服的廉價(jià)勞動(dòng)力將會(huì)是什么情景?其實(shí),更為深刻的是:這項(xiàng)技術(shù)將徹底粉碎人類對(duì)自身生命的敬畏。這對(duì)人類傳統(tǒng)的倫理、法律和政治結(jié)構(gòu)形成了巨大的壓力。人類的獨(dú)特性、神秘性,人類對(duì)自身生命的敬畏將毀滅至盡,必將導(dǎo)致人類信仰的坍塌。
將克隆技術(shù)用于人類繁殖,使得人在試驗(yàn)室的器皿中像物品一樣被制造出來(lái),從哲學(xué)上講,這本身就是對(duì)人性的否定,嚴(yán)重?fù)p害了人類作為人而不是物品的自我尊嚴(yán)感;而那些將人與其他物種的重組后克隆出“非人非馬”之類的東西,更是對(duì)人類尊嚴(yán)的嚴(yán)重侵害。在所有的法律中,《民法》也許是倫理色彩最為濃厚,對(duì)人的道德要求最高的法律。克隆人的出現(xiàn)對(duì)以人的生存、發(fā)展為終極關(guān)懷的《民法》到底產(chǎn)生何種影響?未來(lái)的克隆人對(duì)民法最大的沖擊,即在于人與物的區(qū)分??寺∈侨诉€是物的問(wèn)題使民法陷入了兩難窘境。一方面,若確認(rèn)克隆人是人,在《民法》上則只能將其界定為自然人。而自然人是有特定的內(nèi)涵的,“自然”兩字重在揭示其生殖、發(fā)育的自然過(guò)程:兩性的結(jié)合,在母體內(nèi)發(fā)育,既有父,又有母。而克隆人是對(duì)人的基因的復(fù)制,很難說(shuō)有父或母。這就產(chǎn)生了問(wèn)題:克隆人有無(wú)父母?有幾個(gè)?再如,從人的胚胎中取出基因,克隆一個(gè)人,那么克隆人與以后的胎兒之間到底是父母與子女的關(guān)系呢,還是兄弟姐妹關(guān)系呢?無(wú)論確認(rèn)何種關(guān)系,都有悖于倫理秩序及生育觀念。另一方面,若不承認(rèn)其為民事主體,則只能將其界定為物。這樣克隆人即成為權(quán)利客體,既可以是所有權(quán)的對(duì)象,又可以是債權(quán)的對(duì)象。依民法原理,克隆人的所有者對(duì)其有占有、使用、收益和處分的權(quán)利,從驅(qū)使其勞作至生殺大權(quán),均被法允許。但是,克隆人在一定的環(huán)境下,會(huì)具有與自然人相同的屬性:有語(yǔ)言,有思想,有感情。人們?cè)谇楦猩夏芊窠邮苓@樣一種“物”?若將其視為物,則是否違背了民法構(gòu)建的平等秩序?由此可見(jiàn),克隆人對(duì)未來(lái)民法的主體制度沖擊很大。進(jìn)一步看,無(wú)論是否承認(rèn)克隆人為民事主體,都會(huì)對(duì)民法物權(quán)、債權(quán)制度產(chǎn)生影響。因而,從宏觀上可以毫不夸張地說(shuō),克隆人對(duì)整個(gè)民法都會(huì)產(chǎn)生重大影響。
克隆帶來(lái)的許多法律問(wèn)題,從刑法角度審視,最大問(wèn)題可能是使人為所欲為,刺激犯罪。一些刑法學(xué)家通過(guò)對(duì)犯罪史的考察認(rèn)為社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展乃至整個(gè)社會(huì)文明程度的提高都依賴于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,而犯罪形態(tài)從暴力型向非暴力型轉(zhuǎn)變,在很大程度上也受科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響、制約。不是說(shuō)科學(xué)技術(shù)或者由科學(xué)技術(shù)所帶動(dòng)的社會(huì)進(jìn)步不好,只是強(qiáng)調(diào),科學(xué)技術(shù)的發(fā)展可能帶給人類災(zāi)難性的后果,對(duì)其應(yīng)用必須有所節(jié)制。克隆技術(shù)的致命危險(xiǎn)在于:沒(méi)有把人當(dāng)人,人之所以為人,是以有人性為前提的。而在克隆技術(shù)中,人不是人,人是被作為復(fù)制對(duì)象而存在的,人成了物,喪失了人性而具備了物性。物性可能會(huì)徹底毀滅人性,因?yàn)槿魏挝镄远疾怀姓J(rèn)倫理秩序、道德秩序、文化秩序乃至社會(huì)秩序。當(dāng)人可以任意復(fù)制時(shí),人人都變成了物,人類這個(gè)物種就會(huì)在地球上徹底喪失尊嚴(yán)。人們對(duì)自己、對(duì)他人的人格、健康、生命都不會(huì)愛(ài)惜,相互殺戮也不會(huì)受到指責(zé),在這個(gè)時(shí)候,再談羞恥心、犯罪感可能都是多余的。人如果連自己的生命都不珍惜,沒(méi)把人的尊嚴(yán)當(dāng)回事,那么還會(huì)有什么事情做不出來(lái)?犯罪到那時(shí)就成了家常便飯、小事一樁了。因此,克隆技術(shù)可能會(huì)提倡犯罪和刺激犯罪。那時(shí),國(guó)家也許不得不禁止制造克隆人了。
三、對(duì)問(wèn)題所提出的思考
綜上,我提出幾點(diǎn)感想,作為克隆人技術(shù)的發(fā)展所衍生法律問(wèn)題的思考方向。
1.破除“以人為本”之法律思想
在憲法學(xué)理論下的法學(xué)理論,大都以人為本,甚至更局限于基本權(quán)利的主體觀,長(zhǎng)期以來(lái)桎梏法律人的思維模式。例如在基因科技研究中,胚胎相關(guān)權(quán)利保護(hù)問(wèn)題,就往往因“胚胎非人”,而無(wú)法在基本權(quán)利思維中,即所謂基本權(quán)主體及保護(hù)范圍理論中立足,對(duì)于可以形成不同特定組織的“多潛能干細(xì)胞”也一樣。
此外,基本權(quán)利保障大都以有自由意志的“個(gè)人”為主,而基因隱私權(quán)已涉及有血緣關(guān)系整體家庭成員的集合隱私利益,必須予以重視。
2.突破以當(dāng)代多數(shù)人利益為前提之法治國(guó)理論
法律人的“法治”思維及所依據(jù)的理論,大都以當(dāng)代民主表決為前提,因此對(duì)少數(shù)人利益關(guān)照,尤其對(duì)后代利益思考極為欠缺。如何融入關(guān)懷未來(lái)時(shí)代的權(quán)利的代際正義思考,尊重少數(shù)弱勢(shì)的正義觀,以及認(rèn)識(shí)正義與自由追求的優(yōu)先順序思考,這肯定是非常重要的。如前所述,在現(xiàn)有法律思維與建制中,根本沒(méi)有設(shè)想下一代應(yīng)有權(quán)“參與”這一代的任務(wù)討論或決定的機(jī)制,而該討論或假定,往往影響后世子孫的福祉。因此,在當(dāng)代法律中如何容納后代權(quán)益的有效機(jī)制,以及針對(duì)集體的決定重新評(píng)估法律意義,恐怕是關(guān)系人類綿延不絕或毀滅的重點(diǎn)問(wèn)題。
3.“責(zé)任原則”之再定位
一個(gè)人的行為對(duì)社會(huì)所負(fù)責(zé)任之輕重或分配,必須一并考慮到他天生的條件、后天環(huán)境與個(gè)人努力,才合乎正義。若一個(gè)人天生已受掌握,是在別人決定下來(lái)到世間的,其對(duì)社會(huì)的責(zé)任則有待重新評(píng)估。
4.多元風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)中法律原則多元化之認(rèn)知
今日社會(huì)稱為多元化社會(huì)不為過(guò),以基因科技發(fā)展所衍生諸多未知不確定的巨大轉(zhuǎn)變可能性而言,風(fēng)險(xiǎn)無(wú)處不在。人享受新科技成果的同時(shí),心中可能潛藏對(duì)該科技負(fù)面作用的焦慮。若尚未確知,或尚有爭(zhēng)議的科技風(fēng)險(xiǎn),國(guó)家則以所謂“風(fēng)險(xiǎn)決定”為名,采用干預(yù)或管制措施,或采取所謂實(shí)驗(yàn)性立法,這樣是否有其正當(dāng)性,是否已超越法制的界限,值得探究。面對(duì)此種社會(huì),需要借助公民參與和公共討論,盡可能加重承擔(dān)科技風(fēng)險(xiǎn)的人于科技決策中的分量。為避免直接民主對(duì)科技發(fā)展的負(fù)面作用,在規(guī)范管制上,要遵循交互利用寬容原則,應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)理論及正義理論。
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關(guān)鍵詞: 差異蛋白質(zhì)組學(xué);分析及鑒定方法及技術(shù);蛋白質(zhì)芯片
2001年2月,參與人類基因組計(jì)劃的各國(guó)科學(xué)家宣布人類基因組圖譜基本繪制完成,蛋白質(zhì)組學(xué)理論及技術(shù)的迅速發(fā)展及完善,被認(rèn)為是后基因組研究中的最主要部分。差異蛋白質(zhì)組學(xué)是結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)研究的一個(gè)分支,通過(guò)獲得細(xì)胞或生物體在蛋白質(zhì)組上的差別或變化的足夠信息,就能夠指證它們所處的狀態(tài),以及它們的狀態(tài)是正常或是異常,在疾病的早期診斷、病程及療效監(jiān)測(cè)、環(huán)境因素影響分析等方面的應(yīng)用價(jià)值是不言而喻的。文章對(duì)差異蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)分析及鑒定技術(shù)研究方法及技術(shù)進(jìn)行綜述。
1 蛋白組學(xué)與差異蛋白組學(xué)的概述
Jay Patrick Tiesman博士
說(shuō)起寶潔公司(P&G),在中國(guó)可謂是家喻戶曉。無(wú)論是飄柔、潘婷、海飛絲、沙宣等發(fā)用品,還是舒膚佳、玉蘭油、佳潔士、碧浪、汰漬等品牌,無(wú)不在中國(guó)享有盛譽(yù)。寶潔,始終在一絲不茍地做品牌,不折不扣地詮釋著“消費(fèi)者至上”的經(jīng)營(yíng)理念。
今年夏季,Jay Patrick Tiesman博士,專程來(lái)南京參加“2008中華醫(yī)學(xué)會(huì)”相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議。作為中國(guó)專業(yè)美容領(lǐng)軍媒體――《中國(guó)科學(xué)美容》雜志,特別對(duì)Jay Patrick Tiesman博士,進(jìn)行了專程訪問(wèn)。
創(chuàng)始于1837年的寶潔公司是世界最大的日用消費(fèi)品公司之一。寶潔之所以不斷走向成功,與其倡導(dǎo)的“消費(fèi)者至上”的理念息息相關(guān)。這一理念已真正成為“寶潔人”的共識(shí),并已不折不扣地落實(shí)到每一個(gè)環(huán)節(jié)之中。特別是在產(chǎn)品的創(chuàng)新和研發(fā)上,更是將消費(fèi)者的訴求擺在了第一位。
寶潔公司每年與超過(guò)700萬(wàn)的消費(fèi)者進(jìn)行交流,各種產(chǎn)品每年要做至少一次的改進(jìn)和改良。全球性產(chǎn)品開發(fā)與研究加速了新技術(shù)的應(yīng)用,寶潔公司能在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地,除了擁有先進(jìn)成熟的經(jīng)營(yíng)理念,更得益于其精良的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)、先進(jìn)的技術(shù)、和對(duì)科技不斷地創(chuàng)新和追求。
《CSC》記者:你最早將基因技術(shù)應(yīng)用在個(gè)人護(hù)理方面,能否簡(jiǎn)要介紹一下在“基因芯片”上的研究情況?
Jay博士:“基因芯片”技術(shù)使我們得以通過(guò)高通量分析測(cè)量基因表達(dá)變化。在分子生物學(xué)發(fā)展初期,我們只能一次檢測(cè)一個(gè)基因――就像用一根魚竿釣魚。然而,我們知道人類基因組中有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的基因,如果我們對(duì)其逐一檢測(cè),那得花上幾百年時(shí)間(就像用一根魚竿去釣幾萬(wàn)條魚一樣)??萍歼M(jìn)步和人類基因組計(jì)劃的完成賦予了我們新的工具,使我們能夠在一次實(shí)驗(yàn)中分析幾乎所有已知人類基因組中的基因。這就相當(dāng)于用一張漁網(wǎng)代替了魚竿來(lái)捕魚。通過(guò)使用這種技術(shù),我們?cè)谝恢軆?nèi)完成的工作比使用以前的工具工作幾個(gè)世紀(jì)所做的還要多。
《CSC》記者: 能給我們介紹下有關(guān)寶潔公司內(nèi)部的中央基因平臺(tái)――昂飛技術(shù)平臺(tái)(Affymetrix technical platform)的信息嗎?它是每種新產(chǎn)品的創(chuàng)新與研發(fā)平臺(tái)嗎?
Jay博士: 我們?cè)趯殱嵉脑S多業(yè)務(wù)領(lǐng)域都使用了基因芯片技術(shù),其中包括美容護(hù)理(皮膚、頭發(fā)、頭皮)業(yè)務(wù)、呼吸護(hù)理業(yè)務(wù)、腸胃護(hù)理業(yè)務(wù)以及其他業(yè)務(wù)。然而,基因組只是我們需要研究以滿足公司需求的先進(jìn)技術(shù)平臺(tái)之一。我認(rèn)為寶潔公司是一個(gè)極具技術(shù)研發(fā)潛力的公司,公司在許多最新的科技領(lǐng)域都擁有專家,如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝物組學(xué)以及其他領(lǐng)域。
《CSC》記者: 我們知道,目前我們使用的美白產(chǎn)品,在使用的過(guò)程中都會(huì)有美白效果,但停用一段時(shí)間,膚色便會(huì)還原。我想知道利用基因組技術(shù)開發(fā)出的美白產(chǎn)品,是否可以長(zhǎng)期改善膚色?
Jay博士:可逆性其實(shí)是化妝品的優(yōu)點(diǎn)。這一點(diǎn)使消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品效果不滿時(shí),可以選擇停止使用該產(chǎn)品,并且也有助于提高產(chǎn)品的安全性?;蚪M技術(shù)將幫助我們更好地了解化妝品成分如何作用于皮膚表面,表層的變化又是如何在分子級(jí)別影響深層皮膚的。
《CSC》記者:亞洲人非常喜歡白皙的皮膚。我們知道,你在這個(gè)方面的研究取得了重大突破,推出了全新的美白配方Sepiwhite。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中該配方的效果如何?
Jay博士:Sepiwhite配方能從一開始就抑制黑素原生成。眾所周知,它是alpha-MSH分子的抑制劑,而alpha-MSH分子是黑色素生成最早的信號(hào)。我們的基因組工作顯示,Sepiwhite還有更多的衍生效應(yīng),可以影響其它酶促反應(yīng),例如涉及皮膚色素沉著和細(xì)胞應(yīng)激的反應(yīng)。
《CSC》記者:就美發(fā)及護(hù)膚業(yè)而言,你認(rèn)為目前世界上最令你贊嘆的研發(fā)成果是什么?為什么?
Jay博士:在我看來(lái),寶潔美容研究機(jī)構(gòu)許多地方做的非常完美,它注重科學(xué)可信的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而不僅是天花亂墜的營(yíng)銷宣傳,而且注重支持基礎(chǔ)研究以便開發(fā)更優(yōu)秀的產(chǎn)品。然而最令人贊嘆的一項(xiàng)成就當(dāng)屬它在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物替代物上的領(lǐng)先發(fā)現(xiàn)。整個(gè)公司特別是美容機(jī)構(gòu)對(duì)這一成果非常重視。作為一個(gè)科學(xué)家,我曾擔(dān)心在此領(lǐng)域的領(lǐng)先地位會(huì)阻礙我們的研究。然而,它卻產(chǎn)生了相反的效應(yīng)――促使我們?cè)谘芯可线M(jìn)行創(chuàng)新。例如,我們的基因組研究機(jī)構(gòu)不再使用動(dòng)物做實(shí)驗(yàn),而是通過(guò)優(yōu)化標(biāo)本采集技術(shù),來(lái)采集人類的小塊皮膚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。我們還從事了人源皮膚培養(yǎng)體系的研究,在大家的努力下,我們團(tuán)隊(duì)的研究者在這一領(lǐng)域達(dá)到了領(lǐng)先地位。
《CSC》記者:頭皮屑是由真菌引起的。它與遺傳有關(guān)嗎?通過(guò)使用控制真菌的護(hù)發(fā)產(chǎn)品能否有效地控制并減少頭皮屑?長(zhǎng)時(shí)間使用這種產(chǎn)品會(huì)否產(chǎn)生抗藥性和依賴性?
Jay博士:頭皮屑的產(chǎn)生當(dāng)然有遺傳的因素。我們發(fā)現(xiàn),許多人的頭皮上即便有馬拉色菌和脂質(zhì)也不會(huì)產(chǎn)生頭屑。作為一個(gè)基因組研究人員,我對(duì)這個(gè)問(wèn)題非常感興趣,因?yàn)槲覍?duì)馬拉色菌與頭皮之間的這種寄主――細(xì)菌交互作用非常感興趣。這就是我們?yōu)槭裁词褂没蛐酒愿玫亓私忸^皮屑生成的原因。
《CSC》記者:新的研究成果會(huì)使用于未來(lái)的產(chǎn)品開發(fā)中嗎?新的研究成果會(huì)用在海飛絲(Head & Shoulders)系列中嗎?
Jay博士:是的。我們所有的研究都是為了幫助我們新產(chǎn)品的開發(fā)。即便是那些被認(rèn)為是“基礎(chǔ)研究”的工作都能幫助我們加深對(duì)頭皮的了解,并且有可能讓我們進(jìn)一步找出更好地去除頭皮屑的方法。
《CSC》記者:你在進(jìn)行基因科學(xué)研究上,你是否遇到過(guò)困難,又是如何取得突破的呢?
Jay博士:在加入寶潔公司前,我任職于華盛頓州西雅圖市的一家小型生物技術(shù)公司,在來(lái)到寶潔的初期,我就開始參與新技術(shù)開發(fā)。人類基因組計(jì)劃伊始,我們便開始著手研究,可謂是基因組技術(shù)最早的應(yīng)用者。早在十年前,我們就開始了生物芯片技術(shù)的應(yīng)用,并已經(jīng)獲得了生成高質(zhì)量的數(shù)據(jù)的方法(這是非常困難的)。寶潔公司全球生物技術(shù)部擁有一支基因組技術(shù)團(tuán)隊(duì),而我就是團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)軍者。我們將基因組技術(shù)大量應(yīng)用于寶潔的各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域,從皮膚護(hù)理、腸胃護(hù)理到呼吸系統(tǒng)護(hù)理。我們還深入到了毒物基因組學(xué)領(lǐng)域――以確保我們的產(chǎn)品既安全又有效。需要指出的是,美容研究機(jī)構(gòu)是我們?cè)谠擃I(lǐng)域最早的合作伙伴之一,我使他們了解這一領(lǐng)域的重要性,盡管它仍處于初級(jí)階段。
端粒與生物學(xué)年齡
西班牙馬德里國(guó)立癌癥研究中心的瑪莉亞•比拉斯科博士是這項(xiàng)端粒檢測(cè)方法的發(fā)明者,她對(duì)此的解釋是,那些天生端粒更短的人壽命也更短。這是一種非常簡(jiǎn)單、快捷的檢測(cè)方法,可以在同一時(shí)間對(duì)很多樣本進(jìn)行分析。更重要的是,可以通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的端粒,即那些非常短的端粒。
端粒與壽命的關(guān)系早就被科學(xué)研究所證實(shí)。2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)就是授予了發(fā)現(xiàn)端粒的三位科學(xué)家,他們是美國(guó)加利福尼亞舊金山大學(xué)的伊麗莎白•布萊克本、美國(guó)巴爾的摩約翰•霍普金斯醫(yī)學(xué)院的卡羅爾•格雷德和美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院的杰克•紹斯塔克。
這三位科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn),人和一些動(dòng)物的細(xì)胞核(DNA,也稱染色體)的兩端有一個(gè)帽子狀的東西,稱為端粒。端粒實(shí)際上就是一種DN段,它們由特殊的堿基序列構(gòu)成。三位科學(xué)家最早用四膜蟲做實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了端粒的作用是保護(hù)染色體,而端粒又是由端粒酶來(lái)啟動(dòng)、制造和維持其功能的。細(xì)胞染色體兩端的端粒如果較長(zhǎng),則四膜蟲的壽命也就較長(zhǎng)。后來(lái),對(duì)小鼠、靈長(zhǎng)類動(dòng)物以及人類的研究也發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象,端粒的長(zhǎng)度決定著生物的壽命,端粒越短,生物的壽命越短;端粒越長(zhǎng),則生物的壽命越長(zhǎng)。
三位科學(xué)家的研究也發(fā)現(xiàn),端粒酶的活性不一樣是調(diào)控衰老的關(guān)鍵因素。例如,年輕時(shí),端粒酶的活性較大,較容易維持和延長(zhǎng)端粒,這就使得人外表不顯老態(tài)。但在年老時(shí),端粒酶活性低,難以維持端粒的長(zhǎng)度,端粒就會(huì)縮短,因此衰老會(huì)慢慢顯露。而且,也有研究發(fā)現(xiàn),男性端粒長(zhǎng)度縮短略快于女性,這也是男性平均年齡低于女性的原因之一。
比拉斯科認(rèn)為,端粒長(zhǎng)度是生物學(xué)年齡的一個(gè)完美顯示器,因此他們?cè)O(shè)計(jì)的這種測(cè)試壽命的方法非常準(zhǔn)確。人有多種年齡。比如,時(shí)間年齡(又稱時(shí)序年齡、年代年齡和年歷年齡),是指人出生以后所經(jīng)歷的時(shí)間,是與出生時(shí)間有關(guān)并按日歷來(lái)計(jì)算的,它能夠準(zhǔn)確地反映個(gè)體生命存在的時(shí)間。同時(shí),人還有生物學(xué)年齡,是根據(jù)人體生理學(xué)和解剖學(xué)正常的發(fā)育狀態(tài)所推斷出來(lái)的年齡,能夠體現(xiàn)人體的組織結(jié)構(gòu)和生理功能的實(shí)際狀態(tài)。另外,人還有心理學(xué)年齡,是顯示心理發(fā)展水平的一種年齡,把心理學(xué)年齡與時(shí)間年齡相對(duì)比能看出一個(gè)人智力水平的高低。
在生活中,一些人的時(shí)間年齡與生物學(xué)年齡是有差距的,其個(gè)體差異可以達(dá)到5~10歲,甚至更大。也就是說(shuō),衰老可能提早,也可能推遲。有的人看起來(lái)沒(méi)有那么老,指的是實(shí)際的時(shí)間年齡較老,但生物學(xué)年齡表現(xiàn)得較年輕。而現(xiàn)在測(cè)試端粒的長(zhǎng)度則是從分子生物學(xué)的水平來(lái)衡量壽命,因而更準(zhǔn)確。所以比拉斯科等人提出測(cè)試端粒長(zhǎng)度以檢測(cè)壽命確實(shí)有根據(jù)。
如何測(cè)試?
比拉斯科等人開辦了一個(gè)名為生命長(zhǎng)度(Life Length)的公司,所有測(cè)試端粒以預(yù)知壽命的醫(yī)學(xué)和商業(yè)活動(dòng)都由該公司來(lái)負(fù)責(zé)。具體方法是,生命長(zhǎng)度公司與英國(guó)在內(nèi)的歐洲醫(yī)學(xué)公司合作,將檢測(cè)方法推向市場(chǎng)。英國(guó)和歐洲的醫(yī)學(xué)公司為生命長(zhǎng)度公司提供血樣,然后這些血樣送到馬德里的生命長(zhǎng)度公司進(jìn)行測(cè)試。具體收費(fèi)是測(cè)試一次收費(fèi)500歐元(約合5000人民幣)。不過(guò),這一費(fèi)用可能會(huì)隨著測(cè)試人數(shù)的增多有所下降,因此可能吸引較多的人參與測(cè)試。
盡管比拉斯科并未解釋如何測(cè)試,但具體方法可以由過(guò)去的研究獲知。血液中含有的有形成分包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板以及一些干細(xì)胞。但是,最能反映人的生理和病理狀態(tài)的是白細(xì)胞,因?yàn)榘准?xì)胞內(nèi)部有染色體,染色體兩端當(dāng)然有端粒。已有的研究發(fā)現(xiàn),測(cè)試白細(xì)胞染色體上的端粒不僅可以推斷一個(gè)人壽命的長(zhǎng)短,同時(shí)還能發(fā)現(xiàn)一些疾病的蛛絲馬跡,因?yàn)槎肆C黠@地與衰老和疾病有關(guān)。
美國(guó)費(fèi)城威斯塔研究所基因?qū)<野qR紐埃爾•斯考達(dá)拉科斯等人進(jìn)行了一項(xiàng)研究,測(cè)量長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員和經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的人白細(xì)胞中染色體端粒的長(zhǎng)度,并將這類人的白細(xì)胞的端粒與相同年齡段、身體健康、從不吸煙但運(yùn)動(dòng)量很小的人的端粒作比較分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),愛(ài)運(yùn)動(dòng)者比不愛(ài)運(yùn)動(dòng)者的心率較慢,血壓和膽固醇水平較低。而且,愛(ài)運(yùn)動(dòng)者的白細(xì)胞染色體端粒長(zhǎng)度更長(zhǎng),同時(shí),端粒酶活性更高?;诙肆:投肆C高@兩個(gè)要素,研究人員認(rèn)為,這能解釋為何喜愛(ài)運(yùn)動(dòng)者比不愛(ài)運(yùn)動(dòng)者更長(zhǎng)壽。因?yàn)?,前者的端粒長(zhǎng),而且端粒酶的活性更高,這有助于保持端粒長(zhǎng)度,也就延緩了衰老。這與2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者的研究結(jié)果是吻合的。
斯考達(dá)拉科斯等人的研究也可以從另外的角度來(lái)解釋人的衰老和患病。例如,隨著年齡的增長(zhǎng),人們患癌的幾率增加,原因之一是白細(xì)胞的端粒縮短,因而導(dǎo)致了自身衰老。而白細(xì)胞又是全身的免疫細(xì)胞,由于自身衰老,免疫功能不再?gòu)?qiáng)大和正常,因此也就不能有效抗御異常細(xì)胞,如癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。運(yùn)動(dòng)可以防止白細(xì)胞內(nèi)染色體端粒變短,進(jìn)而維持白細(xì)胞正常免疫功能,這就可以解釋為什么運(yùn)動(dòng)具有抵御癌癥的作用。
同樣的解釋也適用于心臟病。在高血壓等多種因素作用下,老化的白細(xì)胞會(huì)使血小板加速聚積。加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)可以保持白細(xì)胞的年輕狀態(tài),因而可以有效清除血小板聚積,也就可以預(yù)防血栓、心肌梗死和高血壓等疾病的發(fā)生。
美國(guó)的另一項(xiàng)研究更是直接證明了端粒與壽命的關(guān)系。加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的研究人員進(jìn)行了由美國(guó)國(guó)家健康研究所資助的“麥克阿瑟健康老年化研究”項(xiàng)目。研究者檢測(cè)了236例年齡在70~79歲之間的健康老年志愿者的血液樣本。這批志愿者是于1988年~1991年被采集血液樣本的,研究人員檢測(cè)了他們血液中白細(xì)胞的端粒的長(zhǎng)度,然后追蹤他們中有多少人是死于心血管疾病。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),男性志愿者中,端粒縮短速度最快者的死亡率是其他人的3倍。而女性志愿者的端粒縮短速度對(duì)死亡率影響不大。當(dāng)然,決定壽命更重要的因素是最初的端粒長(zhǎng)度。一開始端粒就最短的人的死亡率是其他人的2.3倍。
所以,抽取人的血樣以測(cè)試和分析白細(xì)胞的端粒的長(zhǎng)短是可以預(yù)測(cè)一個(gè)人的壽命的長(zhǎng)短的。
有人會(huì)測(cè)試端粒的長(zhǎng)短嗎?
比拉斯科的生命長(zhǎng)度公司檢測(cè)端粒預(yù)知壽命的診斷到年底才能進(jìn)行,但也有一些人開始咨詢是否現(xiàn)在就可以測(cè)試。這表明,測(cè)試端粒長(zhǎng)短以預(yù)判壽命還是有市場(chǎng)的。其實(shí),檢測(cè)端粒就是基因檢測(cè)的另一種形式,如同孕婦產(chǎn)前檢測(cè)胚胎的DNA以判斷未來(lái)孩子是否健康以及有遺傳病家族史的人檢測(cè)某種特定基因以預(yù)測(cè)孩子是否會(huì)患疾病,從而未雨綢繆一樣。
愿意測(cè)試端粒的人對(duì)生活持有積極的態(tài)度,通過(guò)測(cè)試,如果知道自己的端粒較短,可能壽命不長(zhǎng),就會(huì)提前做好人生的準(zhǔn)備。這種準(zhǔn)備包括幾方面。其一,通過(guò)多種因素來(lái)彌補(bǔ)端粒較短的不利情況。過(guò)去的研究表明,盡管基因是決定人們長(zhǎng)壽和健康的一種重要因素,但是,基因也僅僅是長(zhǎng)壽的一部分原因,所起的作用大約是25%~30%。而長(zhǎng)壽更多的還靠后天的生活方式,包括合理膳食,適量運(yùn)動(dòng),戒煙戒酒,心理平衡等。所以,測(cè)試者即使被證實(shí)端粒較短,也可以通過(guò)后天的生活方式來(lái)彌補(bǔ),從而以其他的方式來(lái)努力延長(zhǎng)自己的壽命。這就是一種積極的生活方式。
其二,測(cè)試者知道自己端粒的長(zhǎng)短并了解了大概的壽命后,也會(huì)對(duì)自己有限的生命長(zhǎng)度做一個(gè)比較合理的安排。例如,在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)自己的學(xué)習(xí)、職業(yè)、生活做全面的規(guī)劃,不浪費(fèi)生命,抓緊每一天的時(shí)間。這就有可能在有限的生命長(zhǎng)度中做出一般人不可能完成的事,或者取得一般人不可能取得的成就。
當(dāng)然,測(cè)試端粒還有另一種作用。因?yàn)槎肆5拈L(zhǎng)短和某些疾病的發(fā)病率有關(guān)聯(lián)。如果測(cè)試端粒,知道了端粒與壽命和疾病之間的關(guān)系后,也許能通過(guò)醫(yī)學(xué)的方法保護(hù)或延長(zhǎng)端粒的長(zhǎng)度,以阻止衰老和疾病的產(chǎn)生。當(dāng)然,這要靠分子生物學(xué)未來(lái)的發(fā)展才會(huì)實(shí)現(xiàn),因?yàn)檫@涉及基因的增減和刪除,或者直接讓端粒酶促進(jìn)端粒增長(zhǎng)以維持端粒的長(zhǎng)度。
和人們對(duì)待生活中所有的事物一樣,也會(huì)有很多人并不愿意測(cè)試端粒,因?yàn)槊總€(gè)人的壽命和生死有許多因素是誰(shuí)也預(yù)料不到的。如果把這種未知的東西當(dāng)作已知來(lái)對(duì)待,生命在很大程度上就失去了意義。一個(gè)人如果知道自己只能活到什么時(shí)候,可能隨時(shí)都會(huì)憂心忡忡,惴惴不安,生活得并不快樂(lè)。這正如被醫(yī)生宣布患了癌癥的人會(huì)遭受重大心理打擊,反而不利于疾病的治療。同樣,一些人通過(guò)端粒測(cè)試知道了自己壽命較短,也會(huì)增加心理負(fù)擔(dān)。所以,讓自己的壽命保持未知甚至神秘,是人生的魅力所在。
另一方面,人類和其他生物的衰老是受多種機(jī)制的影響,端粒和端粒酶只是其中的一種重要因素。而且,要等待人體或生物體的所有細(xì)胞的端粒縮短后,才有可能形成生物和人的全面衰老。過(guò)去的研究發(fā)現(xiàn),多種基因和多種代謝調(diào)節(jié)路徑都決定著人的衰老。例如,在小鼠身上發(fā)現(xiàn),1q基因、6q基因、P21基因、WP53基因、P16基因等是衰老基因,它們是在同一代謝途徑上抑制和調(diào)控細(xì)胞的增殖。相反,Werners基因和bcl2基因是抗衰老基因。因此人的衰老和壽命不僅在生物學(xué)上是多基因、多層面和多途徑的復(fù)合作用,而且人的衰老和壽命還要取決于后天的生活方式,而生活方式也是多種因素的集合作用。
所以,依據(jù)端粒的長(zhǎng)短來(lái)檢測(cè)壽命雖有科學(xué)根據(jù),但是未必完全準(zhǔn)確。
測(cè)試的倫理問(wèn)題
端粒測(cè)試的最大問(wèn)題是人類基因組研究以來(lái)的一個(gè)共同的問(wèn)題,即基因測(cè)試的倫理問(wèn)題。在現(xiàn)實(shí)生活中,每個(gè)人的基因都是有一定缺陷的,而基因缺陷,尤其是有遺傳病基因缺陷的人有可能會(huì)在現(xiàn)代社會(huì)中遭遇歧視。因?yàn)椋?dāng)有遺傳病基因缺陷的人的基因測(cè)試的信息泄漏出去后,對(duì)自己的生存會(huì)有不利。通常表現(xiàn)在兩方面,一是就業(yè)時(shí)可能會(huì)遭到歧視,二是在購(gòu)買商業(yè)保險(xiǎn)時(shí)會(huì)受到不同對(duì)待。例如,當(dāng)招工單位知道一個(gè)人的端粒較短,壽命不長(zhǎng)時(shí),就會(huì)轉(zhuǎn)而選擇那些壽命較長(zhǎng)的人,因?yàn)楹笳吣転楣椭鞲筛L(zhǎng)時(shí)間的工作,而前者則會(huì)被棄用。
同時(shí),在購(gòu)買商業(yè)保險(xiǎn),如疾病保險(xiǎn),甚至貸款買房時(shí),保險(xiǎn)公司和銀行也會(huì)根據(jù)獲得的申請(qǐng)者的端粒的信息予以選擇。端粒短的人壽命則短,因而保險(xiǎn)公司為了防范風(fēng)險(xiǎn),要么提高申請(qǐng)者的保險(xiǎn)資金,要么不受理申請(qǐng)者的保險(xiǎn)。同樣,銀行也有這樣的考慮。如果得知申請(qǐng)者的端粒較短壽命不長(zhǎng),銀行也許根本就不會(huì)貸款給申請(qǐng)者。因?yàn)椋坏┥暾?qǐng)者提前去世,銀行的貸款就無(wú)法收回。
因此,1990年人類基因組計(jì)劃(HGP)實(shí)施時(shí),就包含著一個(gè)子計(jì)劃,稱為HGP的倫理、法律和社會(huì)影響研究(ELSI),目標(biāo)是預(yù)測(cè)和考慮人類基因組計(jì)劃對(duì)個(gè)人和社會(huì)的影響和后果。國(guó)際人類基因組研究所的ELSI研究集中在4個(gè)領(lǐng)域:(1)利用和解釋遺傳信息時(shí)如何保護(hù)隱私和達(dá)到公正;(2)新基因技術(shù)應(yīng)用到臨床時(shí),如何處理知情同意等問(wèn)題;(3)對(duì)于參與基因研究的人類受試者,如何做到知情同意,保護(hù)個(gè)人隱私;(4)公眾和專業(yè)人員的教育。
此后,聯(lián)合國(guó)教科文組織在1995年專門成立了由科學(xué)家、倫理學(xué)家及各界專家組成的“國(guó)際生物倫理委員會(huì)”。經(jīng)過(guò)3年討論,反復(fù)修改,起草了《關(guān)于人類基因組與人類權(quán)利的國(guó)際宣言》,簡(jiǎn)稱“人類基因組宣言”。1997年11月11日經(jīng)聯(lián)合國(guó)教科文組織第二會(huì)議通過(guò),1998年11月27日又經(jīng)聯(lián)合國(guó)大會(huì)批準(zhǔn)實(shí)施。“人類基因組宣言”有四條基本原則:人類的尊嚴(yán)與平等,科學(xué)家的研究自由,人類和諧以及國(guó)際合作。
聯(lián)合國(guó)教科文組織認(rèn)為,人類基因組計(jì)劃以及基因知識(shí)的應(yīng)用不應(yīng)該給病人、當(dāng)事人、受試者以及利益相關(guān)者造成傷害,應(yīng)該有利于他們,在利害均存時(shí)應(yīng)權(quán)衡利害得失,對(duì)造成的損害要給予賠償。
所以,包括端粒測(cè)試在內(nèi)的基因測(cè)試應(yīng)當(dāng)在“人類基因組宣言”的框架中進(jìn)行,包括生命長(zhǎng)度公司在內(nèi)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)人測(cè)試端粒后,必須對(duì)檢測(cè)結(jié)果嚴(yán)格保密,不得讓保險(xiǎn)公司、學(xué)?;蚬椭髦狼闆r,以避免受檢者遭到歧視和合法權(quán)益受到損害。