第五章 基因编辑及其争议

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合成生物学:科学与伦理 · 第 6 / 9 章

第一节 基因剪刀CRISPR/Cas9

基因编辑技术的核心发现是名为CRISPR/Cas9的基因剪刀的发现,主导这一发现的两位女科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和詹妮弗·杜德娜(Jennifer A. Doudna)因此获得了2020年诺贝尔化学奖。

CRISPR是“规律间隔成簇短回文重复序列”(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)的缩写,而Cas9是这一方法最常用的核酸修饰工具。在基因编辑时,CRISPR相当于一个资料库,Cas9是根据资料库施行裁剪和修饰的基因“剪刀”。

CRISPR/Cas9是一种细菌和古细菌防御病毒的记忆机制,细菌可以截取病毒的基因片段并嵌入自己的遗传物质中,由此“记住”这一病毒而从此免疫,这种免疫力可以通过遗传物质在后代保留。

1987年,发现细菌的DNA中存在回文重复现象,2002年猜测这一现象与细菌免疫有关。2012年8月,卡彭蒂耶和杜德娜发现了这一细菌免疫机制可以用于基因编辑的潜力。2013年2月,华人科学家张锋首次成功把CRISPR/Cas9技术用于小鼠和人类细胞,相比于两位女士的发现,张锋也做了一些改良,使得编辑时可以同时敲除多个基因。之后基因编辑技术很快应用于各种动植物。

张锋为自己改良的技术抢先加急申请专利,并在2014年4月取得专利权,从此引发了专利争议,卡彭蒂耶、杜德娜和张锋三人各自成立了数家公司,也有分分合合。最终在2017法院判决张锋的专利和两位女士获得的专利互不冲突。

基因编辑技术让传统转基因技术革新换代如杜德娜所说:“基因组编辑技术赋予科学家一种空前的能力。现在我们有了操控基因组的‘分子手术刀’,而过去的技术却像一把大锤。”

但技术发展得太快也会令人措手不及,杜德娜又说道:“科学家是不是太匆忙地赶着进入新的研究领域,而没有停下来想一想这些实验是否合理、后果如何?CRISPR是否会被误用,甚至被滥用,特别是在人类身上?”

杜德娜写完这段话不久,贺建奎宣布基因编辑婴儿已经降生,举世哗然,引发了巨大争议。后文将展开讨论。

专利之争我们看到,诺贝尔奖发给了两位女士,而没有算上张锋,这是认定发现基因编辑的优先权归功于两位女士。不过专利争夺中法院的判决倒是对张锋有利,即认定张锋的技术有独创性。这两项结果大体上是公正的,因为诺贝尔奖向来奖励的都是“被实际验证的基础研究”,而张锋的工作是技术改进而非基础理论方面的贡献,所以被是诺贝尔奖排除是理所当然的。不过专利制度是为了激励技术的应用、改良和商业化,而张锋的工作确实在商业化方面有显著推进,因而保护张锋的专利权也是应该的。

不过,基因科技方面传统专利制度确实显得非常笨拙,产生专利纷争不能怪罪于创新者们争抢专利时不讲规矩,更可能是古老的专利制度不太适用于新科技环境的一种表现。

传统上,从理论预言到发展出有效的实验技巧,从实验室再到商业化开发,从最初的商业产品到不断迭代出成熟的新产品,每一个发展环节都数以十年计。专利权能保证创新者享受足够长时间的市场红利,等到下一代革命性的产品问世后,老的专利也差不多过期了。

例如蒸汽机的发展,最早可以从托里拆利发现大气压(1643年)说起,然后是盖里克和波义耳的真空泵(1650年、1659年),然后到萨弗里的蒸汽抽水机(1698年)和钮可门蒸汽机(1712年)开始商业化,最后在瓦特那里又获得革命性的改进(1765年完成设计,1777年打入市场),然后再到1800年左右,特里维西克的高压蒸汽机使得蒸汽机小型化成为可能,因而可以进行更多精细工作以及驱动车辆,最终在1814年由火车之父史蒂芬森实现了蒸汽机车的商用化。

从纽可门到瓦特,整整60多年,蒸汽机的效率终于在瓦特手下提升了4倍,这样的效率跃升足以成为工业时代开启的标志。但自基因编辑技术问世后1年内,该技术的效率就被大大提升了。

设想波义耳、纽可门、瓦特,甚至史蒂芬森,这些人都是同代人,史蒂芬森做出创新的时候波义耳的专利都没过期,这将是怎样的场景?从基因编辑的历程看来,当今的科技发展差不多已经是那样的场景了。

这又回到我们在第二章讨论过的问题:科技无止境加速发展,但人文活动受限于人类的生命节奏,反应的速度总有极限。技术专利需要人工审批,专利纷争需要花时间打官司,许多环节的速度都是受局限的,再怎么加急加快,也很难跟得上日新月异的技术更迭。如此一来,专利制度激励创新的作用开始打折扣了,有些时候反而显得在拖累创新

许多人甚至希望在基因编辑领域干脆取消专利制度,例如英国生物学家约翰·苏尔斯顿(John Sulston)表示基因编辑技术这样基本技术作为专利是危险的“实际情况是,这样的垄断对科研、对消费者、对企业都不利,因为它消灭了竞争的元素。”

当然,问题不止是生物科技信息技术、人工智能等等前沿科技领域都有类似的问题。我们需要重新审视加速时代技术与商业的新关系坚守专利制度是为了促进创新和有益于消费者的初心,对相关法律和体制进行调整。

第二节 基因编辑的伦理争议

飞速发展的基因编辑技术

第一个重要事件在2015年曝光,主角也是一位中国科学家。

2015年3月,爱德华·兰菲尔(Edward Lanphier)在《自然》发表评论,呼吁科学家不要用CRISPR修改人类胚胎,他说道:“我们是人,不是转基因老鼠。我认为这种跨越技术的边界,修改人类生殖细胞的做法有根本的伦理问题。”

后来人们猜测兰菲尔是黄军就论文的匿名评审,出于职业道德他不能泄露自己评审对象的信息,但他已经看到了黄军就充满争议的论文,虽然论文被拒稿,但是实验早已发生了。

黄军就的论文被《自然》、《科学》等名刊拒稿后,最终发表于《蛋白质与细胞:英文版》,这是一部中科院主办的英文杂志,论文发表后引起了更广泛的争议。

黄军就已经对人类胚胎进行了基因编辑,不过他自己认为并没有什么伦理问题,也有许多同情者支持他,因为他采用的是原本就不能发育的胚胎——试管婴儿的废弃物这些胚胎本来就注定被废弃,黄军就只是在它们被废弃前多做了一点操作,但既没有改变这些胚胎被废弃的原因,也没有改变它们被废弃的结果。他们认为,黄军就的实验相当于在原本的试管婴儿操作中加入了一个无伤大局的额外动作而已,在伦理上的位置应该等同于试管婴儿技术。

但反对者的理由也是有力的不能用“结果已注定”作为任意添加额外操作的理由,例如一个脑死亡的病人也已经注定了命运,但科学家也不能任意拿植物人做实验。

更关键的问题是,即便说学界最终会普遍认可这种实验是可行的,但在当时学界尚未展开充分的讨论,也没有进行必要的伦理评估——针对试管婴儿的伦理评估不能代替对新的胚胎实验的伦理评估。如果说黄军就有权超前于伦理争论而“先斩后奏”,那么鉴于科学家对抢夺优先权争先恐后的欲望,对黄军就的宽容就会激励更多人不断挑战底线,造成伦理失守。

生命伦理学家石井哲也(Tetsuya Ishii)就预言,黄军就事件可能是“在监管不力的国家,慢慢滑向‘定制婴儿’结局”的一个开始。果然一语成谶,下一个引发更大伦理争议的基因编辑案例也是在中国发生的。

2018年11月28日,第二届人类基因组编辑国际峰会在中国香港举办,张锋和杜德娜等领军人物都在场。在大会上来自南方科技大学的贺建奎做了一场报告,公布了他进行的基因编辑工作——这一工作已经远远超出“实验“的范畴了。

贺建奎不编辑了人类胚胎,而且经编辑的胚胎早已经降生了。他号称通过基因编辑,让新生儿对艾滋病免疫,因而阻断了艾滋病父母传染给子女的可能性。他报告说,总共有8对志愿者夫妇进入试验,有1对中途退出,均为父亲HIV阳性,母亲HIV阴性。研究团队对大约30个胚胎中的70%进行了基因编辑,除了一对经过胚胎基因编辑的双胞胎女婴已经出生外,还有一个经过编辑的胚胎在发育中。

贺建奎自信满满,演讲之前还主动找记者预热,把自己的工作作为重大科技突破“中国科学的骄傲”报道出来。他的论文显示出伦理程序是完善的,通过了伦理委员会的审查,也有知情同意书。

面对争议,贺建奎表示“历史终将站在我一边”,不过其他的中国学者并不买账,很快300余位华人学者联名声讨贺建奎,认为他的工作不能代表中国科学家的形象。当然,贺建奎在国际学界更是成为众矢之的。

第三节 反思贺建奎事件

贺建奎事件曝光后,虽然民间有许多支持的声音,但是主流学界普遍反对之前为贺建奎的实验提供支持的各方角色也都纷纷切割,表示此事与自己无关。

为实验伦理审查书签名的伦理委员会成员们表示不知情或不记得此事;报告中婴儿降生的妇儿医院否认婴儿是在本单位出生的,至于相关文件上的医院盖章表示不知情;贺建奎署名的单位南方科技大学也表示对此事毫不知情,并宣称贺建奎早已离职;据说提供资金的深圳科创委也表示未资助过;负责对接艾滋病父母的白桦林公益组织承认他们提供牵线搭桥,但表示他们未参与具体实验;贺建奎在美国的导师也表示对此事不知情、未参与……

国内舆论热议数天后迅速淡出,低调处理。最后在2019年末,贺建奎以“非法行医罪”被判有期徒刑三年并处300万罚款。贺建奎出狱后曾试图通过香港高才通移居香港创业,获批后引发争议,港府审议后取消了签注。之后贺建奎在北京继续经营生物实验室。

贺建奎的研究违反伦理共识是无可争议的,下一章我们会详细介绍生命伦理学的历史发展和一些公认原则。简而言之,贺建奎最致命的问题在于他让婴儿降生既缺乏科研意义,也缺乏医疗价值。对于艾滋病患者而言现在已有成熟的疗法控制病情,阻断母婴传播(何况贺建奎的志愿者都是父亲阳性、母亲阴性),为了婴儿免于染病而编辑基因毫无必要在科研方面,从基因编辑的技术验证来说也并不需要婴儿降生,婴儿降生如果说有科研意义,那只能说是等着看看基因编辑婴儿在成长过程中有无不曾预料的现象,但如果这样的话,在动物实验尚未充分展开之前就让无辜的孩子用生命探索未知显然是不道德的。

2020年底有研究指出贺建奎的编辑操作可能导致重大副作用不过贺建奎事件降生的三位幼儿再无讯息(出于隐私保护的原因隐匿幼儿的信息是必要的,不过应该有机构负责追踪她们的成长)。

贺建奎事件更让人忧虑的是整个监管和追责的过程几乎完全瘫痪。贺建奎最终被判刑援引的是非法行医罪的兜底条款“其他情节严重行为”(总共5种情节:1致残、2传染、3假药、4屡犯、5其他),这一判决有些取巧,设想贺建奎恰好有行医执照,或者贺建奎只提供技术顾问而由别的医生实践,这个罪名是否就难以成立了?针对严重违反科研伦理的行为,法律上似乎还并没有专门的和有效的措施去应对。

除了贺建奎之外,整个事件中的其它环节的追责似乎大多没有下文,或者顶多也就是罚酒三杯式的处置。这类似于我们在第三章讨论的“平庸之恶”:每一个环节似乎都在例行公事,出了问题似乎每个环节都要负责,但实际是每个环节都不痛不痒,逃脱了责任。

除了追责环节的困难之外,最可怕的是监管的环节。整个事件之所以曝光,完全是由于贺建奎自己想出风头,自己联系记者和学者,自己侃侃而谈讲述一切细节。当舆论哗然之后,也没有什么额外的管理机制来追查,基本上也都是靠贺建奎自己交代前因后果。设想贺建奎没那么想出风头,自己低调地进行实验,最后是不是等小女孩成年了都不一定能曝光呢?是不是干脆把胚胎编辑成弗兰肯斯坦也无人发现呢?

哪怕你支持贺建奎的这一项实验,也应该有所警醒——如果贺建奎得不到有效约束,那么还会有更多的张建奎、李建奎,或高调或低调,无所顾忌地做各种人体实验。

我们在第二章讨论过,伦理监管好比是扣好安全带,表面上看会让人有些拘束,但长远来说才是确保驾驶员更专注地飙车的必要条件。伦理和法制的缺位也许能让贺建奎等个别人的研究加速,但一旦泛滥失控,导致更大的事故和公共争议,将会造成更激烈的冲突,对整个科学界的正常研究都会带来不利影响。

第四节 基因定制是我们的未来吗?

贺建奎的行为是错误的,最无可争议的原因是当下的基因编辑技术远不够成熟,还没到拿婴儿做实验的地步。但是随着技术的成熟,在婴儿降生之前进行基因定制是否是一个必然的趋势呢?或者说,未来的伦理批判应该反过来:没有为子女进行基因编辑的父母反而需要受到道德指责?

更进一步说,如果人人都对婴儿进行基因定制,那么要定制到什么地步呢?没有采用最新版本的基因的父母是否是不负责任的呢?

在今天,一个孩子不会因为个人的缺陷或疾病责怪他的父母,但如果父母本有能力对子女进行精细定制呢?那么孩子是否应该因体质缺陷而埋怨父母没有在怀孕时选择最佳的基因定制方案呢?

许多人认为借助科技不断增强人类是理所应当的,例如生命伦理学家约翰·哈里斯说道:“如果我们可以使自己对疾病的抵抗力变得更强,受伤后恢复得更快,或者能够增强我们的认知能力、提高寿命,我想不通我们为什么不会那样做”。

杜德娜也看到了这一未来的可能性,但她对这一未来表示疑虑:“一旦我们有机会把胚胎中的‘致病’基因改造成‘正常’基因,我们同样有机会把‘正常版’基因改造成“增强版’基因。如果可以降低孩子日后患上心脏病、阿尔茨海默病、糖尿病或者癌症的风险,我们就应当对胚胎进行基因编辑吗?进一步的问题是,我们要不要为这些孩子赋予某些有益的特征,比如更大的力气、更优越的认知能力,或者改变他们的身体特征(比如眼睛或头发的颜色)?人类有追求完美的天性,一旦我们走上了这条路,路的尽头是我们希望看到的结果吗?”

之所以“致病”和“正常”要打上引号,是因为这里牵涉到一个根本的哲学问题:究竟是否存在所谓的“正常”?

在进化史上,“正常”是相对而言的,原则上说任何生物的各种特征最初都是“异常”的,进化的动力就在于偏离“正常”的“突变”总在发生。对猿猴而言没有尾巴是一种残缺,而对人类来说长了尾巴才是一种畸形。不允许异常的随机发生就不会有自然选择的进化进程。

“受伤后恢复得更快”一定是好事吗?如果是这样,为什么蚯蚓的恢复能力远胜于许多“高级”哺乳动物呢?为什么大自然的进化历程没有把更强的恢复力发扬光大呢?

又比如说所谓“增强我们的认知能力”,但什么才叫认知能力的增强呢?狗能够认出更多的气味,这算不算认知能力?对狩猎部落中的人而言辨认动物的脚印和粪便是重要的能力,但这一能力在现代社会毫无用处。在传统社会中博闻强记是重要的能力,但在信息时代随手就能搜索百科知识,联想和创造能力或许比博闻强记更重要。

我们在第三章讨论过,“优胜劣汰”并不是达尔文进化论的意思,进化论并不认为有绝对意义上的优劣之分环境是动态变化的在某个环境下的缺陷,可能变成另一个环境下的优势。遗传的随机变异机制使得生物更可能适应变化的环境。

也许你要说去除遗传病总是绝对的好事吧?但遗传病之所以能长期遗传,未必没有特定环境下的生存优势。例如镰状细胞贫血症被发现在抵抗疟疾等疾病时有优势。

更多时候基因所决定的东西是复杂的,先天与后天的复杂关系共同决定了某些遗传特征究竟会发展成优势还是劣势。自闭症和其他一些遗传性精神疾病就是这样的例子。它们由多重基因和后天环境共同决定,类似的特征有些人可能发展为失智和失能,但另一些人可能发展成天才。

假定某种基因让人有50%可能抑郁症或自闭症,但如果成长环境适宜,又有5%可能成为富有创造力的发明家或艺术家,那么这个基因是好是坏呢?或者反过来说,一种基因让人有99%可能更富创造力,而1%可能成为反社会人格乃至疯子,负责任的父母是否应当修正这一风险基因呢?

无论是从整个生态系统来看,还是从人类文化而论,优劣的尺度都不该是单调线性的。如果说确实存在一个“优化”的方向,那么也应该是追求多样化和丰富化,而不是单一化发展。

那么,当基因定制成为整个社会的时尚或伦理共识,那么人类的多样性会增加还是趋同呢?我们已经从整容技术和AI修图技术的发展中看到,这类“自我改造”的技术虽然说原则上可能让人的外貌变得更加多样和丰富,但实质上结果经常是千篇一律的趋同化,比如说所谓的“网红脸”。那么当这种定制技术从人脸扩展到身体、智能乃至性格、情绪等维度时,是否也会带来网红版基因泛滥成灾的未来呢?这种人人“完美”的未来真的美好吗?

父母可以有意选择离经叛道的奇怪特征赋予婴儿吗?

哲学家桑德尔在《反对完美》中提供了一个基因定制的另类例子:她们虽然没有用基因编辑,但是通过人为筛选,定制了一个“残疾”的孩子——一对失聪的女同性恋伴侣想要一个同样失聪的孩子,因此找到了五代人都耳聋的捐精者,最终成功地生育了一个聋儿。此事经媒体报道后引来了诸多谴责,但她们不以为然,她们认为她们和那些要求精子提供者有高身材和高智商的人并没有什么不同,在她们看来耳聋并不是一种缺陷,而是一个难得的特质,能够帮助孩子远离无谓的嘈杂,提升社交品位和生活品质。

我们恐怕很难找到一个一锤定音的简单答案,无论如何,对人类进行基因定制应当是大势所趋,但在伦理和文化上如何界定边界,如何保持平衡,还需要许多争议和探索。

第五节 恩赐的消逝

也许你会说,今天,乃至古代,就已经有了一些优生优育的筛查技术,父母在婚检和备孕阶段可以做许多工作,尽可能保证婴儿健康出生,这难道不也是一种提前“定制”吗?用基因编辑来让婴儿更健康,和细心备孕来让婴儿更健康,有什么本质区别呢?难道方法更有效反而有毛病吗?

的确,想要孩子生得聪明、美丽、健康,这是每个父母的愿望。为了孩子更好地出生,父母也愿意做许多事情,找偏方或合理饮食,“封山育林”,定期产检,胎教,保健操等等。这些事情有些“科学”有些“不科学”,有些有效有些无效,但都是人们为了“更好地生育”所做的努力。

贺建奎难道不也是做了类似的努力吗?同样是为了更好生育而采取的技术辅助手段,差异仅仅在于基因编辑更有效、更精确吗?某种意义上真是如此。当一件事情做得过于精确时,意味着我们丧失了回旋余地,失去了个人选择的自由度。

海德格尔讨论过现代技术与古代技术的差异:河畔的水车和拦截大河的水电站有何区别呢?关键在于,水电站对河流进行了“双重开发”,在实际利用水流推动发电机之前,甚至在水电站尚未实际落成之前,河流就已经被水电站“预订”了,它被预先把握为“资源”或“能量”。在实际开发之前,它的所有潜能都已经被“开发”出来了,实际的水电站要做的,只是去攫取这些早已被预先订制好的能量,除了预先已被开发的东西之外,河流并不会有额外的恩赐,除了预定好的能源之外,太多或太少都只是麻烦。而对于水车而言,它不会整个截断河流(无论是实际上还是在观念上),河流的神秘性和可能性并未被剥夺,因此自然仍值得人们去感恩或敬畏。

我并不是在主张任何退回古代社会的浪漫主义立场,正如海德格尔也始终强调的:现代技术是我们的命运,无论如何,我们不得不承担它。但关键在于,除了随波逐流之外,我们总希望去理解自己的处境,理解这个时代的变革。

“上天的恩赐”几乎是一个古代词汇,现代人把自然纳入到全盘掌控之下只希望自然按照现代技术预先制定的要求给予我们不多不少的资源,除此以外不希望任何意外来添乱。所以也就不再需要诸如因自然的恩赐而感激或因自然的无常而敬畏这样的情绪。

在现代世界“上天恩赐”观念最后的一块避风港,可能就是在生育领域了。最“现代”的父母们,仍然乐意把子女看作是“上天的恩赐”。孩子的出生与成长,总是受到父母的“精心呵护”,而不是“精密控制”。就像守护着森林或河流的古代人那样,家长对孩子抱有期望,提出要求,但并不指望全盘的、预先的控制。孩子身上的意外与无常有时让家长揪心,有时则给家长带来惊喜。

而基因技术的介入,标志着这最后的“恩赐”也终于面临消亡的危险。

就贺建奎个人而言,他最大的错误就在于在技术尚未成熟,因而风险难以控制的情况下,就草率地进行人身的试验。但是,就“恩赐”之消逝而言,真正的危机恰恰是要等到技术极端精密,达到对意外能够全面控制的时候。

基因编辑和传统备孕方法相比,最大的差别就在于这种极端精密的“预先控制”。以前的父母希望孩子更健康、更聪明,但如果孩子不那么理想,父母通常不会认为孩子的降生出错了。“更健康”的愿望和古人期盼“风调雨顺”一样,并不是一种“预先订制”,它并不指向一个清楚分明的具体结果。无论我生得怎么样,在我母亲眼里都是恩赐。传统技术总是为对意外的宽容之情和对惊喜的感恩之情留出余地的。而当基因编辑技术能够达到99.9%的精确性时,父母们对子女还会抱有同样的宽容或感恩之情吗?

当然,我们也不必绝望。事实上不同时代和不同环境下,人们关于亲子关系的理解大有不同。我和我父母那代人的观念就大不一样了,下一代的父母和我们又有不同,这似乎也不值得大惊小怪。但另一方面,我们的忧虑和思考也是必要的,未来必然与古代不同,但究竟怎么个不同法,还有待于我们这代人去引导和营造。在“恩赐”消逝之后,我们应以怎样的态度去迎接新的生命,至今还悬而未决。

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