人类基因遗传的原理（基因传:人类将能自主修改遗传密码）

长江日报融媒体1月29日讯(记者万建辉)在刚刚过去的一周,国际生物学顶尖学术期刊《细胞》(Cell)发表了世界首个体细胞克隆猴在中国诞生的成果。印度裔美国医生悉达多·穆克吉的《基因传》一书指出,如今基因测序、基因克隆等技术迅速发展,人类基因组计划也完成了全部人类基因的比对与测序工作,人类的病理、行为、性格、疾病、种族、身份、命运将找到更新的答案。在穆克吉看来,当人类能最终掌控和改造人类基因时,“人类”的概念也许将从根本上发生改变。

“遗传因子”发现于19世纪孟德尔种植的豌豆

穆克吉从奥地利生物学家孟德尔种植豌豆的故事开始,回顾人类探索基因的历史。1864年,孟德尔在摩拉维亚一座不起眼的修道院里发现了“遗传因子”,可惜这项具有划时代意义的成果旋即被人们遗忘。

“基因”一词在几十年后问世,这使得英美两国的科学家喜出望外,他们希望通过操纵遗传规律来加速人类进化与解放。然而20世纪40年代,纳粹德国为了实现上述目标达到疯狂的极限,他们利用某些残忍的人体实验来验证“优生学”理论,其中包括监禁、绝育、安乐死以及对犹太人灭绝人性的屠杀。

二战后,生物科学迅猛发展。科学家们发现脱氧核糖核酸(DNA)就是遗传信息的载体。此时人类认识了什么是基因。

20世纪70年代,有两项对遗传学起到重要影响的技术问世,就是基因测序与基因克隆,它们分别代表着基因的“读取”与“复制”。克隆羊、克隆猴即是基因克隆技术的成果。

到上世纪80年代,人类遗传学家开始使用这些技术比对并鉴别疾病相关基因,例如亨廷顿病与囊性纤维化。开展此类基因鉴定工作,能够让父母对胎儿进行筛查,如果胎儿携带危害健康的突变基因,那么父母可以选择终止妊娠。对于许多为胎儿检测唐氏综合征、囊性纤维化或者泰伊-萨克斯二氏病基因的父母,他们实际上已经成为基因诊断、管理与优化领域的受益者。

2001年,人类基因组草图正式公布。根据基因组计划的发展方向,科学家将从基因层面来理解人类遗传过程中变异与“正常”的行为。

人类将可以自主修改自身的遗传密码

悉达多·穆克吉父亲的两个哥哥及他的堂哥都曾患有精神分裂症,他年轻时也受到青春期焦虑症的困扰。家族精神病史在穆克吉脑海中留下了烙印,他作为癌症生物学家所从事的工作也恰好聚焦在研究基因功能正常与否的领域,因此他花了5年时间研究人类征服基因的历程。

穆克吉在《基因传》中认为,运用基因科学,我们能挽救人的生命,消除祖上遗传而来的缺陷,改变个人和人类的命运。穆克吉介绍,基因组是某个有机体携带的全套遗传信息。人类基因组大约包括21000至23000个基因,它们在人体生长发育、细胞修复以及功能维持方面起着决定作用。

目前人类对于基因的理解已经日臻完善,科学家开始有目的地在人类细胞中进行研究与干预工作。最前沿的基因技术,会通过定向改造基因来影响它们的功能,最终使人的身体状态、生理机能甚至人类本身发生改变。这种从理论到实践的飞跃使遗传学在科学界中产生了巨大的反响。起初科学家在研究基因时只是想了解它们在影响人类特征、性别或者性格时起到的作用。可当科学家开始设法通过改造基因来影响人类特征、性别或者行为的时候,其意义已经截然不同了。它意味着人类可以自主修改自身的遗传密码,而不是等待需要耗时千百万年的自然进化。

人类可以通过基因测序探知大致命运

穆克吉说,人类基因组命运图谱技术的研究,一旦突破,可能的应用范围包括低出生体重儿、学龄前学习障碍、青春期短暂躁动、青少年迷恋、婚姻、出柜、不孕症、中年危机、成瘾倾向、左眼白内障、早秃、抑郁、心脏病以及晚期卵巢癌或乳腺癌。

这就意味着人们可以通过基因来理解个体发育与命运转归的变迁。只要人群数量与计算能力达到一定程度,科学家就可以确定并算出基因组拥有的全部预测能力。也就是说,排除环境因素,人类可以通过基因测序,探知一个人未来的大致命运。

穆克吉说,在18世纪之前,人类曾经把个体命运归结于神的旨意。19世纪与20世纪的医学发展为命运与选择提供了更为世俗化的概念,此时人的命运不再是天谴神罚的结果,而是风险、暴露、体质、环境与行为共同作用的结果。到了20世纪中期,身份、亲缘、气质与性偏好,越来越多地被描述为是心理冲动、个人历史与随机因素交互作用产生的现象。

在21世纪开始的前10年,人类开始学习使用另外一种语言来讲述命运的因果,从基因与基因组的角度来描述疾病、身份、亲缘、气质以及偏好,并且最终运用上述理论来诠释命运与选择。

译者马向涛:癌症基因治疗技术已取得进展

《基因传》译者马向涛,是一位多年致力于消化道肿瘤综合治疗的外科医生。在接受长江日报记者采访时,马向涛表示,科学家在许多人类肿瘤中发现了多种类型的基因突变,虽然到目前为止基因治疗在癌症领域尚未得到大规模应用,但事实上此类备受关注的疗法已经让人们看到了曙光。

他说,在20世纪80年代早期,生物学家就意识到癌症是一种全新概念的遗传病,其结果是遗传、进化、环境与概率交互作用的产物。人类基因组本身并非固若金汤,癌症就是上述基因突变后引发细胞异常增殖的结果。由于遗传异质性以及个体差异,罹患相同癌症的患者对于治疗的反应与耐受可能表现为千差万别。

由于基因治疗的发展需要通过人体试验完成,因此这就不可避免会有偶然性的事件发生,而历史上就曾经出现过杰西·基辛格这种失败的案例。杰西·基辛格是一位患有鸟胺酸氨甲酰基转移酶缺乏症的美国男孩。1999年,年仅18岁的基辛格在参与了一项基因治疗临床试验后不幸死亡。调查结果显示,其死因是免疫反应带来的细胞因子风暴。

马向涛说,除此之外,我们要看到基因治疗还涉及到某些复杂的伦理问题:基因编辑可能被用于非治疗领域,例如延长寿命、改善体格与智力,甚至克隆自己等等;由于基因治疗具有巨大的潜在商业利润,因此其发展还会受到资本的推动或影响,走向不可预知的方向。他认为,人类应该建立完善的政策法规,确保基因治疗不偏离正确发展的轨道。

【编辑:陈智】