第三章 醫學的未來——完美與超越

    沒有人真的有勇氣敢這樣說,但如果了解如何增加基因可以創造出更好的人類,我們為什麼不做?
    ——詹姆斯‧華生,諾貝爾生醫獎得主
    我的確不認為,在本世紀內,我們的身體還會保留什麼祕密。因而,任何我們能想得到的事,都可能實現。
    ——大衛‧巴爾的摩,諾貝爾生醫獎得主
    我不以為時機剛剛好,但已經非常接近。不幸的是,恐怕我自己正好屬於會死亡的最後一代。
    ——傑拉爾德‧薩斯曼(Gerald Sussman)

    本章重點

    世紀初期(現在—二○三○)

    基因組醫學/造訪醫生/幹細胞/克隆/基因治療/與癌症共存

    世紀中期(二○三○—二○七○)

    基因療法/訂做的孩子/大力老鼠基因/生物科技革命的副作用

    遙遠未來(二○七○—二一○○)

    逆轉老化/卡路里限制/青春之泉?/我們一定會死嗎?/生物時鐘/永生又青春/人口、食物和污染/世界人口的一些希望/復育消失的生命形式/重現尼安德塔人?/讓猛象重現?/侏羅紀公園?/創造新的生命形式/禁止所有的疾病?/美麗新世界/細菌戰爭

    神話中的諸神擁有終極的力量:決定生與死的力量,以及治癒疾病和延長生命的能力。我們最想對諸神祈求的是免於病痛。

    在希臘與羅馬神話中,有一個黎明女神依歐斯(Eos)的故事。有一天,她與凡間俊美的提索那斯(Tithonus)墜入愛河。她擁有完美的身體與永恆的生命,但提索那斯卻要面臨衰老和死亡。她決定解救愛人,讓他免於淒涼的命運,就懇求眾神之父宙斯(Zeus),特許提索那斯永生,以便他們可以長相廝守。宙斯對這兩個愛人感到同情,就實現了依歐斯的願望。

    但依歐斯太心急,忘了為提索那斯請求永遠的青春。因而他雖得不死,身體卻日益衰老。他死不了,卻愈來愈衰弱,永遠伴隨著痛苦活著。

    所以,這就是二十一世紀科學所面臨的挑戰。科學家現在正閱讀著生命之書,其中有人類完整的基因,也允許我們對老化的了解,獲得奇蹟似的進展。但,生命若延長而無健康與活力,可能如同提索那斯的悲劇一般,成為永久性的懲罰。

    到了本世紀末,我們也將擁有許多神話般的左右生與死的力量。但這個力量不會只限於療癒疾病,而是會用來增強人類的身體,甚至創造出新的生命形式。不過,它將不會透過祈禱和魔法來達成,而是透過生物科技的奇蹟。

    羅勃特‧藍札(Robert Lanza)是解開生命祕密的科學家中的一員。他是一個很忙碌的人,他也是生物學界的新血,年輕、有活力,還有很多新點子——很多突破性想法有待研究證實,因而總是時間不夠用。他正處身於生物科技改革浪潮的峰頂。就像一個小孩走進糖果店,他興奮地想嘗試每一未知的領域,在很多熱門題目中獲得突破。

    在一世代或兩世代以前,研究的步調則大大不同。你可以看到生物學家悠閒地檢驗無名的小蟲,耐心地研究牠們的解剖細節,並為牠們苦思拉丁文名字。

    但藍札不是這樣的人。

    某日我與他在播音間接受訪問時相遇。我立刻注意到他的年輕和無邊際的創造力。一如平常,他同時趕做著許多研究。他告訴我,在這進展神速的領域,他以一個不尋常的方式出發。他來自南波士頓的一個中等工人階級家庭。但是在高中時代,他聽到有關解開去氧核糖核酸(DNA)的驚人消息。他被迷住了。他決定進行一個科學計畫:在他的房間內複製一隻雞。他的父母雖然對此感到困惑,不知道他在幹什麼,卻也給他支持。

    為了使自己的計畫有一個成功的開始,他去哈佛大學尋求指點。他不認識任何人,就向一個他以為是看門人的人詢問。這個看門人很好奇,就把他帶到自己的辦公室。藍札後來發現,這個看門人其實是實驗室中的資深研究員之一。他被這個來自高中的可畏後生所打動,就把藍札介紹給那裡的其他科學家,其中有許多研究員都曾獲得諾貝爾獎同級的獎項。此後這些人改變了藍札的一生。藍札將自己比做電影《心靈捕手》(Good Will Hunting)中麥特‧戴蒙(Matt Damon)扮演的角色——一個衣衫不整、但有街頭生活智慧的工人子弟,以他的數學天分,把麻省理工學院的教授搞得七昏八素,讓他們感到訝異。

    今天,藍札是先進細胞科技公司(Advanced Cell Technology)的科學主管,他掛名的論文和發明有好幾百項。二○○三年,聖地牙哥動物園請他從一個二十五年前死亡的屍體複製出一隻爪哇野牛(bantang,野牛中較危險的一種),使他上了報紙頭條。藍札成功地從屍體中抽取有用的細胞,處理以後,將它們送到猶他州的一個畜牧場。在那裡授精細胞被植入母牛。十個月後,接到消息說,他的最新創作已經誕生。有一天,他將會進行一種「組織工程」——這種工程最終會創造出人類肢體零售店,讓我們在其中訂購新的由我們的細胞培養出來的器官,以便替換生了病或破舊的器官。還有一天,「組織工程」可能會進行人類胚胎細胞的複製。藍札曾是為了產生胚胎幹細胞的目的,而複製世界上第一個人類胚胎的歷史性隊伍的成員之一。

    醫學三階段

    被禁錮於DNA內的知識被解開韁繩以後,激發了一個新發現的大浪潮,而藍札就在上面衝浪。從歷史的角度來說,醫學的發展有三個階段。第一階段持續數萬年,醫療被迷信、巫術以及傳聞所支配。多數嬰兒出生時就走向死亡,平均壽命徘徊在十八歲至二十歲之間。某些有用的藥草和化學成分在此時期被發現(例如阿斯匹靈),但大致上並無探尋新治療的系統方法。「醫生」以討好富有的病人來賺取收入,並將保有藥方和咒語視為個人的重大利益。

    在此一時期,梅奧診所(Mayo Clinic)的創辦人之一,在為病人查房時保存了一份私人日記。他率直地寫道,在他的黑色袋子裡只有兩種有效成分:鋼鋸和嗎啡。鋼鋸用來鋸掉生病的肢體,而嗎啡則是用來殺死截肢時的痛苦。它們每次都有效。除此之外,它的黑袋子裡只有蛇油和狗皮膏藥。他為此沮喪地嘆息。

    醫學的第二階段始於十九世紀,那時細菌理論興起,公共衛生也改善了。十九世紀的美國,平均壽命上升至四十九歲。當成千上萬的士兵死於第一次世界大戰歐洲戰場時,醫生有迫切的需要去做真實的實驗(實驗的結果可以複製),並將成果刊登於醫學期刊。歐洲的國王們,因為手下最優秀和最聰明人才的被殺而感到恐懼,也要求有效的治療而非騙術。當時的醫生不再嘗試取悅富有的主子,而是透過刊登論文於同儕評論的期刊,以贏取正統性與名聲。這點為抗生素及疫苗的進展設定了舞台,而平均壽命也提高至七十歲以上。

    醫學的第三階段是分子醫學。我們見到物理和醫學的融合,降低醫藥至原子、分子以及基因。這個歷史性轉型,始於一九四○年代,當時奧地利物理學家薛丁格(量子論的創始人之一)寫了一本有影響力的書——《生命是什麼?》(What Is Life?),他否定了某種神祕靈魂(或生命力)將生命賦予生物的想法。相對的,他猜測所有的生命都是基於某種形式的編碼,而這些密碼就是寫在分子之上。他推測,只要找到那個分子,我們就可以弄清楚生命的祕密。物理學家法蘭西斯‧克里克受到薛丁格的書的啟發,和遺傳學家詹姆斯‧華生共組團隊,以證實DNA就是這個傳說中的分子。一九五三年,在這個有史以來最重要的發現之一,華生和克里克揭開了DNA的結構祕密——一個雙螺旋。攤開來以後,單一的一串延伸大約六英尺。它上面含有一連串的三十億個攜帶密碼的核酸,分別稱為A、T、C、G(adenine,thymine,cytosine,guanine)。只要正確地閱讀排列在DNA分子上的核酸序列,我們就能閱讀這本生命之書。

    分子遺傳學的迅速進展,終於導致「人類基因組計畫」的誕生——真正稱得上是醫學史上的里程碑。這個大規模地為人體全部基因排序的計畫,花費大約三十億美元,並有來自全世界的數百位科學家合作參與。當它終於在二○○三年大功告成時,也就預告著一個科學的新紀元。最終,每一個人在需要時,都能取得存放於光碟中的個人基因組。它將會列出你所有的大約二萬五千個基因;它將是你自己的「使用者手冊」。

    諾貝爾獎得主大衛‧巴爾的摩的話可以作為總結:「今日的生物學是一種資訊科學。」

    世紀初期(現在—二○三○)

    基因組醫學

    醫學的爆發性成長,背後的驅動力有一部分來自量子論和電腦革命。量子論已經給我們一些令人驚奇的詳細模型,可以顯示原子在單一蛋白質和DNA分子裡如何安排。從無到有,一個原子接一個原子,我們知道了分子如何組成。而基因的排序(那向來是冗長乏味而又昂貴的過程)工作,現在也都是以自動化的機器人完成。原來,要為單一人類身體的全部基因排序,就要花數百萬美元。由於實在太過昂貴和費時,只有少數人(其中包括使此一技術達到完美的科學家)的基因組被解讀出來。但只要再過數年光景,這個奇特的科技將可應用到每一個人身上。

    (我清楚地記得,一九九○年代後期,我在德國法蘭克福的一個有關未來醫學的會議擔任主講人。我預測,到了二○二○年,個人的基因組將可能實現,每個人都會持有一片光碟或晶片,而有關他或她的基因描述就在其中。但是有一位與會者感到很憤怒。他站起來說,這個夢想不可能實現。理由很間單——基因數量太大,要提供平常人個人基因組的資料代價實在太高。「人類基因組計畫」花了三十億美元,為個人基因排序的成本不可能降低很多。其後我與他討論這個問題,漸漸地了解問題所在。他以線性模式思考。但是摩爾定律會降低費用,使得用機器人、電腦以及自動化機器來為DNA排序成為可能。他未能了解摩爾定律對生物學的深切影響。回顧那一個事件,我現在了解,如果當時的預測有錯誤的話,那就是我過度高估了提供個人基因組所需要的時間。)

    以史丹佛工程師史蒂芬‧奎克(Stephen R.Quake)為例,他已經使最近的基因排序發展趨近完美。他已經將成本壓低到五萬美元,並預期在未來數年內驟降至一千美元。長久以來,科學家都在猜想,當人類基因排序的價格降至一千美元時,可能打開大量基因排序的大水閘,多數人將可受惠於此一科技。數十年內,你所有基因的排序費用可能低於一百美元,不會比標準的血液檢測昂貴。

    (最新的突破關鍵來自找到捷徑。奎克將一個人的DNA與其他已經做好基因排序的人的DNA做比較。他先將人類基因組拆解成三十二位元的DNA單位。然後用電腦程式比較這些三十二位元的斷片與其他人的完整基因組有何不同。由於任何兩人的基因幾乎全部相同,相異的部分不到百分之○‧一,這意味著電腦可以快速比對這些三十二位元的片斷。)

    奎克成為世界上第八個基因組全部完成排序的人。這個計畫與他的個人利益相關,因為他要檢驗自己的基因組中有關心臟病的證據。不幸的是,他的基因組顯示出,他的遺傳中有一個基因版本與心臟病有關。他嘆口氣說:「當你要檢視自己的基因組時,還得有很大的勇氣呢!」

    我能體會那種怪異而又令人恐懼的感受。為了主持BBC的電視節目,我曾經接受部分的基因檢驗,並將資訊儲存於光碟中。一個醫生從我的手臂上抽出一些血,把它送至范德堡大學的實驗室,兩週後,一張光碟被郵寄回來,其中列出我的數千個基因。光碟片在手,知道其中含有我身體的部分藍圖,為我帶來古怪的感覺。大致而言,這個光碟片可以用來製造出一個大致差不多的我自己。

    但那也激起我的好奇,因為我的身體祕密,就裝在那片光碟裡。例如,我可以看看我有沒有一種會使我增加罹患老年失智症機率的基因。我很關心這一點,因為我母親就是死於老年失智症。(幸運的是,我沒有這個基因。)

    還有,我有四個基因,與世界上數千個曾做基因檢測的人的基因組相符。然後這些基因與我的四個基因完全相符的人的地理位置,被標示於地圖上。分析地圖上的這些分布點,我可以看到一條點狀路徑,起源於西藏附近,然後延伸到中國和日本。這真是神奇,這個路徑可以追溯我母親的祖先的遷移類型,直到數千或好幾萬年前。我的祖先沒有寫下任何他們遠古的遷徙資料,但是洩漏他們旅行內情的地圖卻蝕刻於我的血液與DNA中。(你也可以追蹤你的父系先人。粒線體基因由母親不變地傳給女兒,而Y染色體則由父親傳給兒子。因此,透過基因的分析,人們可以追溯母系或父系的祖先。)

    在我想像中,不久的將來,許多人也都會有與我相同的奇異感受,把他們自己的身體藍圖拿在手上,閱讀著潛伏在基因組裡的私人祕密(包括危險的疾病),以及他們的祖先在古代的遷移類型。

    但是,對於科學家來說,這個發展打開一個全新的科學分支——稱為生物資訊學,或使用電腦快速掃描並分析數以千計的有機組織的基因組。例如,把數百個承受某種病痛的人的基因組輸入電腦中,人們可以計算出受損傷的DNA的精確位置。事實上,世界上某些最強大的電腦,就是在從事生物資訊學的工作,分析在動物和植物中發現數以百萬計的基因,去發現某種關鍵性的基因。

    這甚至能使電視上的偵探節目(如《CSI犯罪現場》)產生革命性改變。只要提供一點點DNA(在頭髮毛囊、唾液或血跡),人們不但能決定這個人的頭髮和眼睛的顏色、族裔、身高和醫療歷史,還可能決定他的面貌。今天,警方的藝術家只能用被害人的頭顱,塑造出接近的面容。未來,只要提供一個人的一些頭皮屑或血液,電腦將可能建構出這個人的面容。(同卵雙胞胎面貌極度相似的事實,意味著基因本身,即使在有環境因素出現的情況下,依然可以決定一個人面貌的大部分。)

    造訪醫生

    如同我們在前面幾章所說,看醫生的方式將會有根本的改變。當你與牆上螢幕的醫生交談時,你可能是在與軟體對談。你的浴室將會比現代醫院有較多的感應器,在癌症細胞成為腫瘤以前好幾年,就悄悄地偵測著它。例如,大約百分之五十的所有普通癌症牽涉到基因p53(一種腫瘤抑制基因)的變異,而它會很容易就被這些感應器偵測出來。

    如果證實有癌症,就會有奈米粒子注射進入血液中,它將會像精靈炸彈一般,直接把抗癌藥物輸送到癌症細胞。我們將會看待今日的化療,一如我們看待上世紀的水蛭療法一般。(下一章將更詳細地討論到奈米科技、DNA晶片、奈米粒子以及奈米機器人。)

    如果這個牆面螢幕上的「醫生」無法治療某一器官的疾病或傷害,你會乾脆再生產一個器官。在美國,現有九萬一千人在等待器官移植,每天有十八人因等不到器官而死亡。

    如果你的虛擬醫生發現某種不尋常的現象(如器官生病),它將為你訂購一個新的器官,由你的細胞直接培養出來。「組織工程」乃是醫學中最熱名的領域之一,它使「人體商店」成為可能。目前科學家能夠在實驗室中,以你的細胞培育出皮膚、血液、血管、心臟瓣膜、軟骨、骨骼、鼻子和耳朵。第一個重要器官(膀胱),於二○○七年培養成功。第一個氣管是在二○○九年。到目前為止,培養出來的器官相對而言還很簡單,只包含少數類型組織和少數結構。五年內,第一個肝臟和胰臟將會出現,對公共衛生將有重大影響。諾貝爾生醫獎得主沃爾特‧吉爾伯特(Walter Gilbert)告訴我,他預見有那麼一天,大約是在未來數十年,實際上人類身上的每一個器官都將由自己的細胞培養出來。

    透過組織工程培養新器官,首先要從你的身體抽取一些細胞。然後將這些細胞注射到一個像是海綿形器官的可塑模型,樣子就跟出了問題的器官一樣。這個可塑模型是由可被生物分解的聚乙醇酸(polyglycolic acid)做成。這些細胞由某些生長因子處理,以刺激細胞成長,引導它們在模型裡成長。最後,模型分解,留下一個完美的器官。

    第三章 醫學的未來——完美與超越 - 图1
    圖說:未來,我們會擁有如同《星際爭霸戰》中的「三度儀」,可以診斷出幾乎所有的疾病;而可攜式磁振造影機和DNA晶片,將使這一點成為可能。(Bruno Vinont/Getty Images)

    我有機會訪問在北卡羅來納州維克森林大學(Wake Forest University),安東尼‧阿塔拉(Anthony Atala)的實驗室,親眼看到這個奇蹟似的科技。當我走過這個實驗室時,看到一些裝著人類活器官的瓶子。我可以看到血管和膀胱;我看到不斷開合的心臟瓣膜——因為有液體被注入通過它們。看著這些瓶中的人體活器官,我彷彿走進了科學怪人的實驗室,但這裡有幾個重要的不同之處。回到十九世紀,醫生不了解人體的排斥作用,因而器官移植無法成功。還有,醫生也不知如何阻止感染,因此手術後無法避免任何器官被污染。但現在,阿塔拉不會創造出怪物,而是開創一種完全創新的解救生命的醫學科技,有朝一日將會改變醫療的面目。

    未來,也許在五年之內,他的實驗室的目標之一是培養出人類的肝臟。肝臟不太複雜,只含有少數類型的組織。實驗室培養的肝臟可以解救萬千生命,特別是那些急需肝臟移植的人。它也能解救因酒精中毒而硬化的肝臟。(不幸的是,知道了器官損毀還可以更換,也會鼓勵人們保留惡習。)

    如果現在可以培養身體的器官(如氣管和膀胱),什麼因素會阻礙科學家培養身體的每一個器官?一個基本的問題是:如何長出提供細胞血液的微血管(capillary)?人體內的每一個細胞都需要與血液供應相連接。還有,長出複雜的結構也是問題。負責清除血液中毒素的腎臟,由數百萬個細小濾管器組成,所以這些過濾器的模型很難做出來。

    但是,最難培養的器官是人類大腦。雖說再創造或培養出人腦似乎還要再過數十年,但也許可以將年輕的細胞直接注射進入大腦,大腦會將它們納入神經網絡之內。不過,這種新腦細胞的注射是隨機性的,因而病人必須重新學習許多基本的運作。但因為大腦有其「可塑性」——也就是在學習新的事物以後,持續不斷地重新連結它自己——它應當有能力把新的細胞整合起來,使它們能正確運作。

    幹細胞

    超越這個問題的一步就是應用幹細胞技術。目前,人體器官不是用幹細胞來培養,而是用特定接受治療器官的細胞在模型裡培養。在不久的將來,有可能直接採用幹細胞。

    幹細胞是「眾細胞之母」,有能力變成身體內任何類型的細胞。我們體內的每一個細胞都含有創造整個身體所需的完整基因密碼。但當我們的細胞成熟時,它們完成分化,因而許多基因沒有啟動。例如,皮膚細胞雖有可以轉為血液的基因,當胚胎細胞變為成人細胞時,這些基因就被關閉了。

    但是胚胎幹細胞在存活期間,仍然保有再生任何類型細胞的能力。雖然科學家對胚胎幹細胞的評價很高,但它也較有爭議性,因為胚胎必須被犧牲,才能抽取這些細胞,因而產生倫理問題。(不過,藍札和他的同僚已經帶頭研發一些方法,把已經轉變成單一形態的細胞的成熟幹細胞,轉變成胚胎幹細胞。)

    幹細胞有潛力可以治癒許多疾病,例如糖尿病、心臟病、老年失智症、帕金森氏症,甚至癌症。事實上,我們很難想像出,哪一種疾病不會受到幹細胞的重大影響。一個特別的研究領域是脊椎神經傷害——它曾被認為完全無法治療。一九九五年,當飾演超人的英俊演員克里斯多福‧李維(Christopher Reeve)遭受嚴重的脊髓傷害時,他完全癱瘓,無法醫治。不過,在動物研究中,以幹細胞修補脊椎神經已有重大進展。

    例如,科羅拉多大學的斯蒂芬‧戴維斯(Stephen Davies),成功地治療老鼠的脊椎神經傷害,就令人印象深刻。他說,「我所做的幾個實驗,就是把成熟的神經細胞直接植入成熟的中央神經系統。這有點像科學怪人影片中才有。但是令我們大大驚訝的是,成熟的神經細胞在一星期內,就能將新的神經纖維由大腦的一邊送到另一邊。」在治療脊椎傷害中,普遍認為任何對神經的修補都將造成極大的痛苦。戴維斯發現,一種類型的關鍵性細胞——被稱為「星狀膠質細胞」(astrocyte)——有兩種變異,結果完全不同。

    戴維斯說:「只要使用對的星狀膠質細胞去修補脊髓傷害,我們便會取得所有成果而無痛苦。若用另一種星狀膠質細胞,結果剛好相反,有痛苦而無成果。」他也相信,他所領先開發的幹細胞技術,同樣能應用於中風、老年失智以及帕金森氏症的病人。

    由於改變胚胎幹細胞,就能創造出幾乎所有的身體細胞,可能性無窮。不過,明尼蘇達大學心血管修護中心主任多麗絲‧泰勒(Doris Taylor)提醒說,還有很多研究有待完成。她指出:「胚胎幹細胞代表好的、壞的和醜陋的。當它們是好的時,它們可以在實驗室大量培養,並用來長成組織、器官或身體的一部分。當它們是壞的時,它們不知何時停止生長,因而長成腫瘤。至於醜陋的部分——就是,我們不知所有的線索,所以無法控制結果,在沒有更多的實驗研究以前,我們還沒作好準備使用它們。」

    這就是幹細胞研究所面臨的主要問題之一:這些幹細胞,在沒有外在的化學訊息影響下,會繼續激烈地繁殖,直到變成腫瘤。科學家現在了解,有一種微妙的化學訊息在細胞之間旅行,告訴它們何時和何處去生長或停止生長,這種訊息與細胞本身一樣重要。

    不過,現在已經有一些緩慢但真實的進展,特別是在動物研究中。二○○八年泰勒的團隊有史以來第一次從無到有地培養出一個會跳動的老鼠心臟,上了新聞頭條。她的團隊從一個老鼠心臟開始,將心臟裡的細胞溶解,留下心形的蛋白質支架。然後他們將一些含有心臟幹細胞的混合物塗在支架上,接著觀察幹細胞開始在架子內繁殖的情形。在這以前,科學家能夠在培養皿上長出個別的心臟細胞。但這是第一次從實驗室培養出來的真正會跳動的心臟。

    對她而言,培養心臟也是一件很興奮的事。她說,「實在棒透了,你看到了整個血管樹——從動脈到將血液輸送到每一個心臟細胞的微血管。」

    美國政府也有一個部門,對造成組織工程這個領域的突破保持高度興趣,那就是美國軍方。在過去的戰爭中,戰場上的死亡率很可怕,軍隊一大批又一大批被殺死,還有很多人因受傷而死。現在快速反應醫療撤退小組,將傷兵從伊拉克與阿富汗以飛機送往歐洲或美國,在那兒接受第一流的治療。美國軍人的存活率急速上升。但還有很多士兵失去手臂和其他肢體。因此,美國軍隊的優先是:找到將肢體長回來的方法。

    在國防再生醫學研究院所(Armed Forces Institute of Regenerative Medicine)達成的一項突破中,已經使用完全創新的方法來培養器官。科學家早已知道蠑螈有驚人的再生能力,一部分肢體失去了,可以完全再長回來。肢體能夠再長回來,是因為蠑螈的幹細胞受到刺激。一個已見成效的理論,已由匹茲堡大學的斯蒂芬‧巴迪拉克(Stephen Badylak)進行探討,他已經成功地使指尖再生。他的團隊已經以再生組織的神奇力量創造了「精靈粉末」(pixie dust)。這個粉末不是由細胞產生,而是由存在於細胞間的細胞外基質(extracellular matrix)所造成。這個基質非常重要,因為它含有告訴幹細胞依特定方式生長的訊號。當這種精靈粉末塗在已被削掉的指尖後,它不但會刺激指尖而且也刺激指甲,留下原有手指的完美複本。以這種方式,最長曾經長出三分之一英吋的組織。下一個目標是延長這個過程,看看整個人類肢體能否如同蠑螈一般再生出來。

    克隆

    如果我們能夠培養人體的各種器官,那麼我們能夠再長出一個完整的人,創造出一個完全的基因複本(一個克隆人)嗎?答案是:原則上能,但這件事還沒做過,雖然無數報告的結論都是反面的。

    克隆(即無性繁殖、複製)是好萊塢電影偏好的主題,但它們往往使科學倒退。在電影《魔鬼複製人》(The Sixth Day)中,阿諾‧史瓦辛格(Arnold A.Schwarzenegger)所演角色,與擅長複製人類的壞蛋作戰。更重要的是,他們擅長複製人的整個記憶,然後把它灌進複製人。當史瓦辛格致力除去一個壞人時,另一個有相同人格和記憶的新人已經誕生。更糟的是,他發現有一個複製人是以他為對象複製,而沒有他的知識。(在真實情境中,當一隻動物被複製時,記憶不會被複製。)

    一九九七年,當愛丁堡大學羅斯林研究所的伊恩‧威爾穆特(Ian Wilmut)複製出桃莉羊時,克隆的觀念成為世界性的大標題。由一隻成年的羊取出一個細胞,除去細胞核中的DNA,然後將這個細胞核注入一個卵細胞。威爾穆特成功地完成把原始基因恢復的功績。我曾問過他,他有沒有預期到,這個歷史性的發現會引發媒體大爆發?他說沒有。他完全明白他的成果在醫學上的重要性,但低估了大眾對這個成果的著迷程度。

    很快地,世界各地很多團體開始模仿他的成果,複製各種動物,包括老鼠、山羊、貓、豬、狗、馬以及牛。我曾一度和BBC的攝影隊伍,到德州達拉斯郊外訪問羅恩‧馬爾奎斯(Ron Marquess)。他擁有美國最大的複製牛農場。在牧場中,我很吃驚地看到了第一、第二,甚至第三代的複製牛——由複製牛複製再複製的牛。馬爾奎斯告訴我,他們有必要發明一個新辭彙,來追溯不同代的複製牛。

    一群牛吸引了我的眼睛。我看到了八隻樣子相同的牛排成一列。他們精確地成排走著、跑著、吃著以及睡著。雖然小牛不知道他們是互相複製的牛,但是牠們本能地聚在一起,也模仿著彼此的動作。

    馬爾奎斯告訴我,複製牛是潛在的獲利豐厚事業。如果你有一隻體態超強的公牛,用來育種,將可賣得好價錢。但如果這隻公牛死了,牠的基因就會斷了線,除非事前收集牠的精液冷藏起來。若用複製技術,則可讓有價值的公牛的遺傳品系永遠存活。

    雖然複製有其動物與畜牧業方面的商業應用,對人類的應用則較不明朗。雖說已有許多聳動的聲明說複製人已經成功,但可能全部都是虛假的。目前為止,還沒有人成功地複製出一隻靈長類動物,更別說是人類了。由於培養數百個胚胎中,難得會有一個是全程發展健全的,且其餘都會有缺陷,所以即使是動物的複製也已證明非常困難。

    即使人類複製成為可能,也會有社會障礙。首先,許多宗教會如同一九七八年天主教會反對試管嬰兒的方式一般,反對人類複製。那時路易絲‧布朗(Louise Brpwn)成為歷史上第一個在試管中受孕的嬰兒。這意味著限制此一科技的法律可能被通過,或者至少縮緊規範。其次,人類複製的商業需求將不多。即使合法,頂多只有一小部分人類會被複製。畢竟,以同卵雙生(或同卵三胞胎)的形式出現,我們已經有過複製,所以人類複製的新奇性將會逐漸淡化。

    當初,試管嬰兒的需求極為龐大,是由於不孕夫婦數量實在很多。但是,誰需要複製一個人?也許是為失去孩子而傷痛的父母。或者,更可能的是一個富有的、在病床上而無繼承人(或沒有特別喜歡的繼承人)的老人,並留遺囑以孩子的名義把所有的錢給他自己,以便人生重新來過。

    所以在未來,即使會通過法律限制,人類複製可能會存在。不過,他們將只占人類的一小部分,所產生的社會影響也很小。

    基因治療

    美國國家衛生研究院現任院長,也是政府的歷史性「人類基因組計畫」的領導人佛朗西斯‧柯林斯(Francis Collins)告訴我:「所有的人,都有半打很糟糕的基因。」在古代,我們毫無選擇,只能承受這些非常可能致命的基因缺陷。而他告訴我,在未來我們將會透過基因工程治癒大部分。

    從人類歷史的黎明期開始,遺傳疾病就已經困擾著人類,其中有一些關鍵性時刻,事實上也影響了歷史的進程。例如,歐洲皇族往往同系通婚,使得遺傳疾病禍延好幾代貴族。以英國的喬治三世為例,很可能承受著嚴重的間歇性紫質症(porphyria)的痛苦,會有暫時性的精神錯亂。有些歷史學家懷疑,這種疾病使他與殖民地的關係惡化,刺激他們於一七七六年宣布從英格蘭獨立出來。

    維多利亞女王(Queen Victoria)帶有會導致失血過多的血友病基因。因為她有九個子女,其中多人與其他歐洲王室聯姻,這也使「皇家疾病」擴及歐州大陸。在俄羅斯,維多利亞女王的外曾孫、同時也是尼古拉二世之子的亞歷克西斯(Alexis),罹患了血友病。這種病有時似乎可以被神祕主義者拉斯普丁(Grigori Rasputin)短暫控制。這位「瘋僧」因而獲得了足以癱瘓俄羅斯貴族的權力,也延擱了急切需要的改革。有些歷史學家猜想,他也幫忙帶來一九一七年的布爾什維克革命。

    但在未來,基因療法將能治癒許多種已知的遺傳性疾病(約五千種),如折磨北歐人的囊性纖維症(cystic fibrosis)、侵襲東歐猶太人的家族黑蒙性癡呆症(Tay-Sachs),以及侵襲非裔美人的鐮狀細胞(sickle cell)貧血。在不久的將來,許多這類單一基因突變的遺傳性疾病將可能治癒。

    基因療法有兩種類型:體細胞基因治療和生殖細胞基因治療。

    體細胞基因治療涉及單一個體的損壞基因的修補。當個體死亡時,治療的效果就消失了。較引起爭議的是生殖細胞基因治療,修補的對象是生殖細胞的基因,因而被修補的基因幾乎都會永遠地傳給下一代。

    治療基因性疾病遵循漫長但廣被接受的歷程。首先,我們必須找到某種基因性疾病的病人,然後費力地追蹤他們的家譜,直到好幾代以前。透過對這些人基因的分析,然後試圖精確地決定這個基因可能的損傷位置。

    然後取出一個健全的基因版本,將它注入一個「帶菌者」(通常是一個無害的病毒),再將它注射到病人身上。這個病毒很快的將「好基因」崁入病人的細胞,可能就治好了有這個疾病的病人。到二○○一年為止,有超過五百種基因療法在試驗或覆審階段。

    不過,進展一直很緩慢,效果好壞不一。問題之一是,身體往往無法分辨,這是一個無害的、帶有「好基因」的病毒,還是一個危險的病毒,於是就開始攻擊它。這點所帶來的副作用,使好基因歸於無效。另一個問題是,沒有足夠的帶有好基因的病毒被正確地放進標靶細胞,所以身體無法產生足夠且適當的蛋白質。

    即使有這些複雜問題,法國的科學家於二○○○年宣布,他們能夠治療罹患嚴重複合型免疫缺乏症(SCID)的兒童——這些孩子天生沒有能發揮作用的免疫系統。某些SCID病人——像泡沫男孩大衛(David the bubble boy),一輩子都要生活於無菌的塑膠氣泡中。沒有免疫系統,任何疾病都可能致命。在進行治療後,這些病人的基因分析顯示,他們身體裡的免疫細胞的確按照計畫與新細胞合作,啟動了他們的免疫系統。

    但是,也有挫敗的時候。一九九九年在賓州大學,一個病人死於基因治療試驗,引發醫學社群的真摯反省。那是進行此種類型基因治療的一千一百個病人中第一個死亡病例。直到二○○七年,那些曾經被治療某一特定形式的SCID病人,十個人中有四個發展出嚴重的副作用——白血病(leukemia,俗稱血癌)。有關SCID的基因治療研究,現在集中在治癒疾病而避免意外啟動會導致癌症的基因。目前,有十七個罹患各種類型的SCID病人,完全遠離SCID和癌症,使它成為這領域的少數成功範例。

    有一個基因療法的標的事實上是癌症。幾乎有百分之五十的普通癌症與一個損壞的基因p53相關。這個p53基因長而複雜,可能因此使它較容易受到環境的或化學的因子傷害。所以,很多基因治療實驗,都在進行將健全的p53基因注入病人體內。例如,香菸的霧氣往往在p53基因內的三個我們熟知的地方導致典型的變異。因此可能有一天,我們能透過替換損壞的p53基因,來治癒某些類型的肺癌。

    進展雖慢,但很穩定。二○○六年,在馬里蘭州的國家衛生研究院,可以透過修改殺手T細胞,讓它們針對癌細胞做攻擊,成功地治療轉移性黑色素瘤(metastatic melanoma)——這是一種皮膚癌。這顯示基因療法可以成功地用來對抗某些類型的癌細胞的第一個研究。同樣在二○○七年,在倫敦的大學學院(University College)和摩爾眼科醫院(Moorfields Eye Hospital),也能用基因療法治療某些類型的遺傳性視網膜疾病(由RPE65基因的變異引起)。

    同時,有些夫婦不等待基因治療,而是自行掌握他們的基因遺產。一對夫婦可以用試管內授精創造出一些受精胚胎。每一個胚胎可以測試一種特定的疾病,而這對夫婦可以選擇沒遺傳性疾病的胚胎植入母體。以此方法,可以不用昂貴的基因療法而逐漸除去遺傳性疾病。這個過程現在已經應用在布魯克林的一些正統派猶太人身上,他們是家族黑蒙性癡呆症的高危險群。

    不過,有一種疾病可能到了世紀結束,還維持致命性——那就是癌症。

    與癌症共存

    回到一九七一年,尼克森(Richard Nixon)總統大張旗鼓地鄭重對癌症宣戰。他相信,只要投入大筆金錢,癌症的治癒指日可待。但是經過了四十年,花費了兩千億美元,癌症依然是美國第二大死亡原因,占死亡人數的百分之二十五。從一九五○年到二○○五年,癌症的死亡率只降低了百分之五(依年齡和其他因素修正後)。據估計,光是二○一一年,癌症就將奪走五十六萬二千個美國人的生命,或每天超過一千人。少數類型的癌症罹患率雖有下降,但其他仍居高不下。而癌症的治療,包括以毒攻毒、割除、摧毀人體組織,讓病人飽受折磨。他們不免懷疑:到底是生病比較糟糕、還是治療比較糟?

    後見之明使我們發現錯在哪裡。回顧一九七一年,基因工程學的革命尚未啟動,癌症的起因完全神祕。

    現在科學家了解,癌症基本上是我們的遺傳疾病。不論是由病毒、化學暴露、放射線或意外所引起,癌症基本上涉及我們的四個或更多的基因突變——正常的細胞「忘記如何死亡」。細胞對於它的繁殖和複製失去控制,無法設限,最終殺死了病人。需要一連串四個或以上的問題基因才能導致癌症的事實,也許能解釋為何癌症往往要在原始事件發生後數十年才會致命。例如,你可能在孩童時代被太陽嚴重灼傷,數十年後,可能就在相同的位置罹患皮膚癌。這意味著它可能要花那麼長的時間等待其他變異發生,終於使細胞傾向癌症的狀態。

    癌症基因的主要類型至少有兩種:原癌基因(oncogenes)和腫瘤抑制基因(tumor suppressors)。它們的作用有如汽車的加速器和煞車。原癌基因在下坡的時候扮演加速器,使車子猛衝失控,允許細胞無限制地複製。腫瘤抑制基因正常時扮演煞車,所以當它受損時,細胞就像無法停止的汽車。

    「癌症基因組計畫」(Cancer Genome Project)將針對多數癌症進行基因排序。因為每一種基因都需要將人類基因組重新排序,因此它的規模要比原始的「人類基因組計畫」還大數百倍。

    這個久被期待的癌症基因組計畫的某些初步結果,有關皮膚癌與肺癌的部分於二○○九年宣布。結果令人驚訝。威爾康信託桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)的邁克‧斯特拉頓(Mike Stratton)說:「我們今日所見,將會使我們對癌症的看法完全改觀。我們不曾看到癌症以這種形式顯現。」

    肺癌細胞有驚人的二萬三千處個別的變異,而黑色素瘤則有三萬三千處變異。這表示,一個典型的吸菸者,每吸十五根香煙就發展出一次變異。(肺癌每年殺死全世界一百萬人,多數死因為吸菸。)

    我們的目標是為所有類型(超過一百種)的癌症做基因分析。人體內有許多種細胞組織,它們全都可能變成癌組織。而每一種組織又可能有許多類型癌症。每一類型癌症涉及數萬處變異。所以我們需要數十年才能精確地挑出是這些變異中的哪一個,造成細胞機制的混亂。科學家將會針對許多不同的癌症發展出治療方法,但沒有萬靈丹,可以用一種方法治療全部癌症,因為癌症本身就像是很多疾病的總稱。

    新的治療方法和處方將會持續進入市場,它們都將用來打擊癌症的分子和基因根源。比較有希望的一部分包括:

    ☆抑制血管新生療法(antiangiogenesis),或阻塞腫瘤的血液供給,讓它無法生長。

    ☆奈米粒子,它如同「精靈炸彈」被引導至癌細胞。

    ☆基因治療,特別是p53基因。

    ☆只瞄準癌細胞攻擊的新藥物。

    ☆以新的疫苗對抗會致癌的病毒,例如會導致子宮頸癌的人類乳突病毒。

    不幸的是,看來似乎沒有找到癌症萬靈丹的希望,但我們將會以一次前進一步的方式治療癌症。比較可能的情況是,當我們有DNA的晶片遍布於生活環境時,在腫瘤形成前好幾年,就可以隨時監控我們的癌細胞。

    如同諾貝爾獎得主大衛‧巴爾的摩所說:「癌症是一支細胞軍隊,以多種方式與我們的治療方法作戰,我確信它們將會繼續把我們留在戰場上。」

    世紀中期(二○三○─二○七○)

    基因療法

    基因療法雖有挫折,但研究人員相信,未來數十年將會有穩定的進展。許多人認為,到了世紀中期,基因療法將成為治療各式各樣遺傳疾病的標準方法。科學家在許多動物研究中所獲得的成功,終將轉進為人體實驗。

    目前為止,基因療法把目標集中在單一基因變異引起的疾病。它們將會先被治癒。但許多疾病是多種基因的變異,加上環境中的觸發物引起的。這些疾病的治療困難許多,但它們包含許多重要的疾病,如糖尿病、精神分裂症、老年失智、帕金森氏症以及心臟病等。它們全都顯示限定的基因類型,但沒有單一基因是唯一病因。例如,同卵雙生兄弟中,可能一個正常,而另一個卻罹患精神分裂症。

    好幾年來,科學家曾數度聲稱,它們能夠透過某些家族的追蹤研究,挑選出一些涉及精神分裂的基因。不過,糗的是這些結果通常未經其他獨立研究證實。所以這些結果是假的,或者可能有很多基因與精神分裂相關。還有,某些環境因素,似乎也有關係。

    到了世紀中期,基因療法的基礎將會相當穩固,至少對單一基因引起的疾病如此。但是病人可能不會以修補基因為滿足,他們會想要改善它們。

    訂做的孩子

    到了世紀中期,科學家將不再是僅僅修補損傷的基因,而是實際去增強和改進它們。

    擁有超人能力的欲望非常古老,根深蒂固於希臘羅馬神話和我們的夢中。偉大的英雄海克力斯(Hercules)——最著名的希臘羅馬神話半人半神的諸神之一——不是從運動和特定飲食獲得力量,而是由於神聖基因的注入。他的母親阿爾克美涅(Alcmene)是一個美麗的凡人。有一天她吸引了最高天神宙斯的注意。宙斯假扮成她丈夫與她做愛。當她懷了孩子以後,宙斯宣布,這個孩子有一天會成為偉大的戰士。但宙斯的妻子希拉(Hera)忌妒起來,祕密設計延擱孩子的出生以殺害她。阿爾克美涅在拖長的分娩過程中受盡痛苦,幾乎死去。但希拉的計謀在最後一分鐘暴露了,阿爾克美涅生出了一個不尋常的巨嬰。半人半神的海克力斯從父親獲得神力的遺傳,去完成英雄的、傳奇的事蹟。

    未來,我們也許無法創造出神的基因,但我們一定能創造出可以給我們超人能力的基因。如同海克力斯的難產,要讓這種科技產生成果,將要克服許多困難。

    約在世紀中期,「訂做的孩子」將會實現。如同哈佛大學生物學家威爾遜(E.O.Wilson)曾說:「智人(homo sapiens),第一個真正自由的物種,即將從自然選擇(造成我們的力量)中退役……很快地,我們必須向內深深檢視,並決定我們希望變成什麼。」

    科學家已經梳理出控制基本作用的基因。例如,增進記憶力和表現的「聰明老鼠」基因,於一九九一年被分離出來。有聰明基因的老鼠,走迷宮的能力和記憶力都較佳。

    普林斯頓大學的科學家,如錢卓(Joseph Tsien)創造了一個品系的修改過基因的老鼠,擁有額外的NB2B基因,這種基因能夠啟動前腦製造神精傳導體甲基天門冬酸(NMDA)。創造者為牠們命名為小犬鼠(Doggie mice,仿照電視劇《天才小醫生》的角色Doogie Howser命名)。

    這些聰明鼠在許多不同的測試中,表現較正常老鼠為佳。如果老鼠被放在一大缸渾濁的水中,牠必需找到藏在水面下的平台才能休息。正常的老鼠會忘記平台的位置,只是在水缸內亂游,而聰明鼠則在第一次嘗試時,就找到通往平台的最短路徑。如果對老鼠顯示一新一舊兩個物體,正常的老鼠不會注意到新的物體。但聰明鼠立刻認出新物體的出現。

    最重要的是,科學家了解這些聰明鼠的基因如何發揮作用:它管制大腦的神經突觸。如果你把大腦想成許多高速公路的大集合,那麼突觸就等同於收費站。如果費用過高,汽車不能通過出入口:一個訊息就在腦中停頓了。但如果費用低,於是汽車可以通過,而訊息就在腦中傳送。類如NMDA的神經傳導體降低突觸的通行費,使得訊息可能自由通過。聰明鼠有NR2B基因的兩個副本,它也轉而幫忙製造NMDA神經傳導體。

    這些聰明鼠證實了海柏學習法則:當某些神經通路被增強時,學習就會發生。具體地說,這些通路可以透過控制連接兩個神經纖維的突觸而增強,使信號更容易通過突觸。

    這個結果有助於解釋學習的某些特性。人們都知道,老狗較難學習新把戲。科學家在整個動物王國都可以看到這一點。這應可解釋,NR2B基因會隨著年齡而降低活動性。

    還有,如同我們早先所見的海柏學習法則,當神經元形成強有力的連結時,記憶力也會創造出來。這應當是真的,因為啟動NMDA接受器創造了強力的連結。

    大力老鼠基因

    此外,「大力老鼠基因」也被分離出來,它增加肌肉質量使得老鼠肌肉強大。它先在肌肉通常較大的老鼠被發現。科學家現在知道,關鍵在肌肉生長抑制素(myostatin)基因。一九九七年,科學家發現,當老鼠肌肉生長抑制素基因未活動時,肌肉生長快速增加。

    其後,當科學家檢查一個大腿和胳臂有不尋常肌肉的新生嬰兒時,另一個突破又很快地在德國達成。超音波分析顯示,這個男孩的肌肉比正常的大兩倍。透過這個男孩與他母親(一個職業短跑健將)的基因排序,他們發現一個類似的基因類型。事實上,分析男孩的血液,並未顯示肌肉生長抑制素。

    約翰霍普金斯大學醫學院的科學家,因此開始積極地與遭受退化性肌肉疾病侵襲的病人聯繫,認為他們可以受益於此一結果。但他們很失望地發現,辦公室的電話半數來自健美運動者,他們想要這個基因使自己強大,而不管後果如何。也許這些健美運動者想到的是阿諾‧史瓦辛格驚人的成功——他承認使用類固醇來快速啟動迅速成功的職業生涯。由於肌肉生長抑制素基因和抑制它的方法引起強大興趣,連奧林匹克委員會都被迫成立特別小組來研究它。相對而言,類固醇較容易進行化學檢驗,而這個新方法則不然,由於涉及基因和它們所創造的蛋白質,因此更加難以偵測。

    在針對出生後不在一起生活的同卵雙生孿生子的研究中,發現他們有很多行為特質受到遺傳的影響。事實上,這些研究顯示,大約百分之五十的孿生子的行為受到基因的影響,而另百分之五十則受到環境的影響。這些受到基因影響的特質包括記憶、語言推理、空間推理、處理速度、外向性以及勇於冒險的程度。

    即使曾經被認為複雜的行為,現在也被揭露它們的基因根源。例如,大草原田鼠是一夫一妻制。實驗室的老鼠則是雜交制。艾墨瑞大學的拉里‧楊(Larry Young),因為展示了老鼠移植一個來自一隻大草原田鼠的基因以後,變成了一夫一妻,震動了生物科技世界。每一種動物的大腦對與社交行為及配對相關的腦縮氨酸,都有不同版本的特定接受器。楊把大草原田鼠的基因注入老鼠,當作牠的接受器,結果發現老鼠表現出來的行為比較像一夫一妻的大草原田鼠。

    楊說:「雖然很多基因可能牽涉到複雜社會行為的演化——如一夫一妻制,……單一基因的表達方式的改變,對這行為的許多成分(如歸屬感)會有影響。」

    憂鬱和快樂也可能有其基因根源。長久以來,人們知道有些人即使遭遇悲劇性意外,仍然心情愉快。即使遇到挫折,他們總是看到事情的光明面;換成別人,早就被擊倒。這些人也往往比正常人健康。哈佛大學心理學家丹尼爾‧吉爾伯特(Daniel Gilbert)告訴我,有一個理論可以解釋這一點。也許我們生來有一個「快樂的設定點」,一天又一天,我們可能在這個設定點周邊擺動,但它的層級早在出生時設定。未來,透過藥物或基因療法,人們也許可以移動這個設定點,特別是對那些長期憂鬱的人。

    生物科技革命的副作用

    到了世紀中期,科學家將能分離並修改那些分別控制各種人類特質的單一基因。但這並不代表人類可以立即從其中獲益。其中還要有長期而又辛苦的努力,去抹平副作用與不想要的結果,這過程需要數十年。

    例如,阿基里斯(Achilles)在戰鬥中是無敵的,在對特洛伊的史詩戰役中帶領希臘人獲得勝利。不過,他的力量有一個致命的缺點。在嬰兒時期,他母親把他浸入魔法冥河中,使他具有無敵的力量。不幸的是,當她把孩子放入河裡時,她必須提著他的腳後跟,以致留下一個關鍵性弱點。後來,他在特洛伊戰爭中,就因腳後跟中箭而死。

    今天,科學家感到疑惑,從實驗室冒出來的新種生物,會不會也有隱藏著的阿基里斯腳後跟?例如,現在大約有三十三種記憶力和表現被增強的「聰明鼠」品種。然而,記憶力雖然增強了,卻有出乎意外的副作用:聰明鼠有時會因恐懼而癱瘓。例如,讓牠接觸極為溫和的電擊,牠們會害怕得發抖。加州大學洛杉磯分校的阿西諾‧席爾瓦(Alcino Silva)也培養出他自己的聰明鼠品種。他說:「看來牠們像是記得太多。」科學家現在認識到,若要了解這個世界的意義,並使擁有的知識有系統,遺忘可能和記憶一樣重要。也許我們應當丟掉許多檔案,才能獲得有條理的知識。

    這使人想起一九二○年代的一個案例。在俄羅斯神經學家盧里亞(A.R.Luria)的記錄文件中,有一個具有照相儲存式記憶的男性。他只讀過一遍但丁(Dante Alighieri)的《神曲》(Divine Comedy),就已記得其中每一個字。這對他的記者工作的確很有幫助,但他無法了解比喻性文字。盧里亞觀察到,「他的理解障礙難以克服:每一個表達引發一個意象,而它又會與另一個記憶喚起的另一個意象起衝突。」

    事實上,科學家相信,遺忘和記憶必須平衡。如果你忘記太多,你也許會忘記以前犯錯的痛苦,但你也忘了關鍵事實和技巧。如果你記得太多,你也許可以記得重要的細節,但可能因為記得每一次傷害和挫折而癱瘓。只有兩者平衡才能獲得最佳理解力。

    健美運動者一窩蜂地採用各種據說會為他們帶來名聲和榮耀的藥物和治療。紅血球生長激素(hormone erythropoietin,EPO)可以使帶氧的紅血球增加,因而提高耐力。但因它使血液變濃,它被認為與中風和心臟病有關聯。類胰島素生長因子(Insulin-like growth factors,IGF)會有用,是因為它們幫蛋白質使肌肉變大,但它們已被認為與腫瘤的生長相關。

    即使法律通過禁止基因增強,它們也很難禁絕。例如,在進化過程中,父母的基因中已經留有永久性連結,要把所有的優點給子女。而實際上,父母一方面要給孩子們安排小提琴、芭蕾舞和運動課程;但另一方面卻也想要為他們做基因增強,以改進他們的記憶力、注意力、運動能力,甚至是他們的面貌。如果父母聽到謠言說,鄰家的孩子已經做過基因增強,為了增加自己孩子的競爭力,他們會面臨很大的壓力,去給自己的孩子相同的好處。

    格雷戈里‧本福德(Gregory Benford)曾說:「我們都知道長得好看的人好辦事。哪一個父母會抗拒這個論點:這樣做會讓孩子在美麗的新競爭世界中擁有優勢?」

    到了世紀中期,基因增強可能很普遍。事實上,如果我們要探索太陽系,居住在不適於居留的星球,基因增強也可能是無可避免的。

    有人說,我們應當使用訂做的基因來使自己更健康、更快樂。另有人說,我們應當允許基因整容。但最大的問題是:要進行到什麼程度。在任何情境下,要控制改善面容和表現的「訂製基因」的散播,似乎越來越困難。我們並不希望人類分裂成不同的基因派系——已增強的和未增強的。但我們的社會必須以民主程序決定推動此一科技多遠。

    我個人相信,將會通過法律來規範這個有影響力的技術。基因治療若被用來治療疾病和引導我們邁向豐饒生活時將會被允許,但若純為整容,則會被限制。這意味著將會有黑市交易產生,以規避法律。所以我們很可能必須對極少部分人口做過基因改良的社會做一番適應。

    大部分的情況下,這可能不會形成災難。我們已經能以外科整型來改進容貌,所以應用基因工程來進行可能有其需要。但當有人嘗試從基因著手改變其人格時,危險性可能升高。影響行為的基因可能很多,而它們以複雜的方式互相影響,所以馴服基因的做法,有可能創造出意外的副作用。我們可能需要花好幾十年,才能梳理出這些副作用。

    但是,最大的基因增強——延長人類壽命——又如何?

    遙遠未來(二○七○─二一○○)

    逆轉老化

    有史以來,國王和軍閥有能力號令整個王國,但是有一件事,卻永遠超乎他們的控制:老化。因而,尋找永生乃是人類歷史上最古老的追求。

    在《聖經》中,上帝因為亞當和夏娃沒有服從祂有關善惡的知識樹的命令,把他們從伊甸園放逐。上帝怕他們用這知識去解開長生的祕密,讓自己也變成神。《聖經‧創世紀》三:二十二說:「看!那人已經與我們相似,能知道善惡。現在恐怕他伸手摘生命樹的果子吃,就永遠活著。」

    除了《聖經》,在人類文明中最古老、最偉大的故事之一,就是西元前二十七世紀的《吉爾伽美什史詩》(The Epic of Gilgamesh),它記述美索布達米亞的偉大戰士。當他那位與他終生結伴的忠誠夥伴突然死亡時,吉爾伽美什決定踏上發現長生祕密的旅程。他聽說,一個聰明人和他的妻子獲得神的恩惠得以免死,且因而在大洪水來臨時,成為他們土地上僅存的人類。經過一段英勇的探索任務,吉爾伽美什終於發現了長生不老的祕密,但卻在最後一刻,眼睜睜地看著一隻蛇把它奪走。

    由於《吉爾伽美什史詩》是最古老的文學作品之一,歷史學家相信這個長生的追尋,是希臘作家荷馬寫作《奧得賽》(Odyssey)的靈感來源,也是《聖經》裡提及的諾亞洪水的源頭。

    許多早期的國王——例如約於公元前兩百多年統一中國的秦始皇——派遣龐大艦隊去尋找長生不老的仙藥,結果失敗了。(依據神話,秦始皇下令,如果艦隊無法找到仙藥,他們就不准回來。由於找不到仙藥,也不敢回去,所以他們發現了日本。)

    好幾十年來,多數科學家相信壽命是一定的,而且科學無能為力,永遠無法加以改變。在過去數年,一系列令人震驚的實驗結果已經徹底革新此一領域,這個觀點也被破壞了。老年學原本暮氣沉沉,一灘死水,現在變成了熱門領域,吸引了好幾億美元的研究經費,甚至提高了商業化的可能性。

    老化過程的祕密現在正被揭開,而遺傳學將在這過程中扮演不可或缺的角色。看看動物王國,我們發現壽命差異極大。例如,我們的DNA與我們最接近的遺傳親戚黑猩猩的,差異只有百分之一‧五,但我們的壽命多了百分之五十。透過分析少數我們與黑猩猩不同的基因,我們或可斷定,為什麼我們的壽命比我們的遺傳姻親長那麼多。

    這一點,反過來又給我們一個「老化整合理論」,把好幾條分支的研究線,結合為單一、連貫的織錦。科學家現在知道老化是什麼。它是在基因和細胞層次上的錯誤累積。這些錯誤,可以用不同的方式組成。例如,新陳代謝製造出自由基和氧化作用,這兩者會傷害我們細胞脆弱的分子機制,使它們老化;錯誤可以像廢物場一般將分子碎片堆積在細胞內外。

    這些基因錯誤的堆積乃是熱力學第二定律的副產品:熵(指混亂)的總量始終在增加中。這也就是為什麼生鏽、腐壞、凋謝等等,是普遍存在的生命特色。第二定律無可迴避。任何物體,從地上的花,到我們的身體,甚至宇宙本身,都註定要走向凋謝和死亡。

    但在敘述「熵的總數始終在增加」的第二定律中,有一個很小卻重要的漏洞。這意味著你可以事實上減少一個地方的熵,將老化倒轉,而以造成另一個地方的大破壞為代價。這在奧斯卡‧王爾德(Oscar Wilde)著名的小說《格雷的畫像》(The Picture of Dorian Gray)中略為提及。格雷先生總是神祕地永保年輕。但他的祕密是畫出自己老化的醜陋。所以,老化的總量還是繼續增加。熵的原理也可以在電冰箱的背後看到。在冰箱裡面,當溫度降低時,熵降低。但為了降低內部的熵,必需有一個馬達,在冰箱背後增加熱量,也就是增加了機器外面的熵。這就是為什麼電冰箱背後總是熱的。

    如同諾貝爾獎得主理查‧費曼曾說過:「目前為止,還沒發現過任何東西顯示死亡之無可避免。這也暗示我,它並非完全無可避免。生物學家終將發現,到底是什麼為我們帶來困難,而這可怕的普遍性疾病或人類肢體的暫時性,將會被治癒。那只是時間問題。」

    第二定律也可以在女性荷爾蒙雌激素的作用中看到——它使女性保持青春活力直到更年期——也就是當老化加速,死亡率升高時。雌激素就像把高辛烷值的汽油放入跑車。車子表現特別好但代價是引擎磨損較多。對婦女而言,這種細胞的損傷可能顯現為乳癌。事實上,我們已知注射雌激素會加速乳癌的生長。所以婦女在更年期前為青春和活力所付出的代價,可能就是熵總量的增加,而在這個案例中,其代價就是乳癌。(有數十個理論被提出,以解釋最近乳癌罹患率的增加——這些理論仍然很有爭議性。有一個理論說,這與月經週期的總數有關。在古代,青春期以後的婦女,在停經以前較常懷孕,停經以後較快死亡。這表示她們有較少行經週期,低度的熵,也因此可能相對較少發生乳癌。今天,年輕女孩較早到達青春期,有較多行經週期,生育平均一‧五個小孩,平均壽命超過停經期,因而被認為暴露於雌激素較多,導致乳癌發生的機率增加。)

    最近,已有一系列有關基因和老化惹人注意的線索被發現。第一,研究人員已經證實,有可能培育出好幾代比正常動物還活得久的動物。特別是酵素細胞、線蟲和果蠅,可以在實驗室中繁殖而比正常活得久。當加州大學爾灣分校的麥克‧羅斯(Michael Rose)宣布,他能夠透過選擇性繁殖,增加果蠅的壽命百分之七十時,科學世界感到震驚。他的「超級蒼蠅」或「麥修撒拉蒼蠅」(Methuselah,舊約《聖經》中的高壽人物)被發現還有高品質的抗氧化劑——超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)——可以減緩自由基所造成的傷害。一九九一年,科羅拉多大學的托馬斯‧強森(Thomas Johnson)分離出一個基因,並將之命名為「年齡一號」(age-1)。它似乎可以決定線蟲的老化,並增加它的壽命百分之一百一十。他說:「如果人類有類似『年齡一號』的東西存在,我們就可以做出驚人的事情來。」

    科學家現在已經分離出一些在低等生物控制老化過程的基因(age-1、age-2、daf-2),這些基因在人類也有對應物。事實上,有一個科學家論及,改變酵母菌細胞壽命,幾乎就像是輕輕撥動一個電燈開關。當有人啟動某一特定基因,細胞就活久一點。當你關掉它,它們就活短一點。

    相對於繁殖人類的艱難任務,繁殖長壽酵母菌顯得相對簡單許多。人類活得久,使得試驗幾乎不可能進行。但在未來,分離與老化相關的基因,將會加速進行,特別是在每個人都持有自己的基因組資料時。到那時候,科學家會有超大量的數十億基因資料庫,可以交由電腦分析。科學家將可以掃描兩個團體(年輕的和年老的)的數百萬個基因組。比較兩組,可以在基因層次找到老化的位置。這些基因的一個初步掃描,已經分辨出大約六十個老化較為集中的基因。

    例如,科學家知道長壽往往是家庭遺傳。長壽的人,往往有長壽的父母。這種效果並非突然發生,而是可測量的。科學家分析出生後分開生活的同卵雙生的孿生子,也可在基因層次看到這一點。但我們的預期壽命,並非百分之百由我們的基因決定。做過這方面研究的科學家相信,我們的壽命只有百分之三十五由基因決定。所以,在未來,當每個人都能花一百美元就擁有自己的基因組時,我們將可用電腦掃描數百萬人的基因組,以分辨出部分控制壽命的基因。

    此外,這些電腦分析將可精確找出發生老化的位置。在汽車,我們知道老化主要發生在引擎,那裡是汽油氧化燃燒的地方。類似地,基因分析顯示,老化集中在細胞的「引擎」或細胞的發電廠「粒線體」上。這點讓科學家可以縮小研究「老化基因」的範圍,尋找在粒線體內加速基因修補的方法,以逆轉老化作用。

    到了二○五○年,有可能透過多樣的治療,如幹細胞、人體器官商店和基因療法修補老化基因等等,來減緩老化過程。我們可能活一百五十歲以上。到了二一○○年,可能透過加速細胞修補機制,逆轉老化作用,活得更久。

    卡路里限制

    這個理論也能解釋一個奇怪的事實:限制卡路里(即降低卡路里攝取量百分之三十以上)可以增加壽命百分之三十。目前為止,任何生物研究(從酵母菌、蜘蛛、昆蟲到兔子、狗和現在的猴子)都出現這種現象。被餵食這種限制性飲食的動物,有較少的腫瘤和心臟病、糖尿病發生率較低,也較少與老化相關的疾病。事實上,卡路里限制乃是目前所知唯一保證可以延長壽命的機制。這種方法已經一再於整個動物王國中重複驗證過,而且每一次都有效。目前為止,主要的物種中,只有靈長類(人類是其中之一)還未能進行卡路里限制實驗,因為他們的壽命很長。

    科學家特別渴盼看到恆河猴的卡路里限制實驗的結果。終於,二○○九年等待已久的結果出來了。經過二十年的卡路里限制,威斯康辛大學的研究顯示,限制食物的猴子全體都受到較少病痛:較少的糖尿病、癌症、心臟病。總之,這些猴子比被餵食正常食物的親戚們健康。

    有一個理論可以解釋這一點:自然賦予動物兩個「選擇」,以決定如何運用他們的能量。當資源充沛時,能量用來繁殖。當飢荒時,身體關閉繁殖作用,保存能量,試圖安全度過飢荒。在動物王國,接近飢餓狀態的情況很平常,因而動物經常做出關閉繁殖的「選擇」,減緩新陳代謝作用,活得久一點,希望有較好的未來。

    老化研究的聖杯(難以實現的夢想),就是以某種方式保留限制卡路里的好處,而無負面影響(讓自己挨餓)。人類的自然趨勢,顯然是增加體重,而非降低它。事實上,活在限制卡路里狀態下並無樂趣;你要勉強吞進苦行僧都難以下嚥的東西。而且,動物被餵養特別嚴格限制的飲食以後,變得嗜睡、呆滯,並且對性失去興趣。引起科學家興趣的是尋找控制此一機制的基因,而這會使得我們可以得到限制卡路里的好處而無壞處。

    一九九一年被麻省理工學院的研究人員李奧那德‧加倫特(Leonard P.Guarente)等人發現了一個重要的線索,他們致力尋找酵母菌中可以延長壽命的基因。加倫特和哈佛大學的大衛‧辛克來(David Sinclair)及其他夥伴,發現了SIR2基因。該基因與帶來限制卡路里的效果相關。它的職責就是偵測細胞的能量保存。當能量保存低時(如飢荒期間),這個基因就啟動。這正是你會期望於基因的——控制卡路里限制的效果。他們也發現老鼠和人類也有與SIR2相對應的基因(稱為SIRT基因),該基因可以製造一種SIR2蛋白質(或稱sirtuin)。然後他們開始尋找啟動SIR2蛋白質的化學物質,結果發現了白蔾蘆醇(resveratol)。

    這點很迷人,因為科學家相信白蔾蘆醇可能就是紅酒中的有效成分,也可以解釋「法國矛盾」——法國菜用了很多醬料,很多肥肉和油,但法國人似乎壽命正常。這個神祕或可解釋,因為法國人喝很多紅酒,其中含有白蔾蘆醇。

    科學家已經發現SIR2蛋白的啟動者可以保護老鼠,免患許多種重要疾病,包括肺癌、結腸癌、黑色素瘤、淋巴瘤、第二型糖尿病、心臟病以及老年失智(依據辛克來的研究)。對人類而言,這些疾病即使只有一小部分能透過SIR2來治療,也將對整個醫療產生革命性影響。

    最近,有一個理論已經被提出來,解釋白蔾蘆醇不尋常的全部特性。依據辛克來的說法,SIR2的主要作用是避免某些基因被啟動。比如,單一細胞的染色體,如果完全攤開,將會有六英尺長,構成一個特別長的分子。任何時間,這個六英尺長的染色體只有一部分的基因派上用場,其他全部未啟動。細胞在不需要時將多數基因用染色質將染色體緊緊裹住,不讓它們活動。而染色質就是由SIR2維持。

    不過,有時候,這些脆弱的染色體也會遭遇災難性的干擾,如雙螺旋中的一條完全斷裂。這時SIR2立刻採取行動,幫忙修補破壞的染色體。但SIR2暫時離開崗位去救援時,它們必須放棄原本負責使基因安靜的主要任務。因此,基因被啟動,造成基因的大混亂。辛克來認為,這個故障,就是老化的主要機制之一。

    如果這是真的,那麼SIR2不但可以中止老化,還有可能逆轉它。我們的細胞DNA的傷害很難修補和回復。但辛克來相信,我們的老化很多都是因為SIR2不務正業,容許細胞退化的結果。他說,這些SIR2移轉工作的問題很容易加以逆轉。

    青春之泉?

    這個發現的一個不必要的副產品,就是由它引發的熱鬧新聞。突然間,電視節目《六十分鐘》(60 Minutes)和《歐普拉秀》(The Oprah Winfrey Show)以專題報導了白蔾蘆醇,造成網路上的一窩蜂。一夜之間,隔夜送達的公司林立,爭相承諾提供不老仙丹。彷彿每一個賣蛇油的推銷員和江湖醫生都要跳上白蔾蘆醇的馬蓬車。

    (我曾有機會在加倫特的實驗室,訪問到啟動這一波新聞浪潮的加倫特本人。他發言審慎,也知道他的研究結果可能帶來的影響,以及可能引發的誤解。他特別憤怒的是,許多網站現在廣告說,白蔾蘆醇有點像是青春之泉。他說,那是很糟糕的事,在白蔾蘆醇暴得大名後,人們都想花錢去買,雖然多數的結果都是暫時性的。不過,他也不願意排除某一天有此可能:也許青春之泉的確存在,也被找到,那麼SIR2也許會扮演部分角色。事實上,他的同事辛克來承認,他每天都服用大量的白蔾蘆醇。)

    科學社群中對老化研究的興趣非常高昂,因此哈佛大學醫學院於二○○九年舉辦一個會議,吸引了此一領域的一些重要研究人員。聽眾中有許多人正在接受限制卡路里的飲食。他們將自己的科學信念付諸實施,實際限制自己的飲食,看來憔悴而虛弱。其中也有「一二○俱樂部」成員(他們打算活到一百二十歲)。大家的興趣,特別集中在辛克來和克里斯多福‧韋斯特法爾(Christoph Westphal)共同創立的Sirtris藥物公司,該公司的一些白蔾蘆醇替代物已經進入臨床試驗階段。韋斯特法爾坦白地說:「在五或六、七年內,將會有延長壽命的藥物出現。」

    當他們進行試驗時,對於某些少數幾年前根本不存在的化學物質,特別感到興趣。SRT501被用來測試對抗多發性骨髓癌和結腸癌。SRT2104被測試來對抗第二型糖尿病。除了SIR2之外,還有許多其他基因、蛋白質和化學物質,其中包括IGF-1、TOR和雷帕黴素(rapamycin),都正在被不同的團隊用心分析著。

    只有時間才能告訴我們,這些臨床試驗能否成功。有關老化過程,醫學史上布滿許多作假、詐騙和詭計。但科學(而非迷信)是基於可以再現、可測驗和可證明真假的資料。國家衛生研究院已設立許多研究計畫,去測試各種物質對老化的影響。我們將可以看到這些引人注意的動物研究能否應用到人類身上。

    我們一定會死嗎?

    生物科技先鋒威廉‧哈索汀(William Haseltine)曾告訴我:「生命的本性是不朽的,它永遠長存。DNA是一種永生的分子。那分子大約於三十五億年前出現,完全相同的分子透過複製,現在仍然存在……我們的確會衰老,但是我們已經在談論並計畫於未來改變它的能力。首先,延長生命兩倍或三倍。然後也許(如果對大腦有足夠的了解)就能無限延續身體和大腦。我不以為那是違反自然的過程。」

    進化生物學家指出,當動物在生育期間,他們就會有進化的壓力。當動物過了生殖年齡,它事實上變成了這個團體的負擔,因而進化設定它因年老而死亡。所以,我們可能已被設定會死亡。但也許我們可以重新設定自己的程式,活久一點。

    事實上,如果我們觀察哺乳動物,會發現體型越大的哺乳類動物,代謝效率越低,也活得越久。以老鼠為例,它們體重不重,卻燃燒掉大量的食物,而只活了大約四歲。大象的代謝率遠遠較低,卻活到七十歲。如果代謝與錯誤的累積對應,那麼這顯然表示,如果你的代謝率越低,就活得越久。(這可以解釋「蠟燭兩頭燒」的含意。我曾讀過一篇短篇小說,有關一個精靈答應實現一個男人的願望。他立刻要求活一千年。精靈實現了他的願望,但把他變成了一棵樹。)

    進化生物學家嘗試以「長壽如何幫物種在荒野中存活下去」來解釋壽命。對他們而言,物種的壽命是由遺傳決定,因為它幫物種存活和繁衍。在他們的觀念中,老鼠的生命如此短暫,是因為它們不斷地被多樣的掠奪者獵殺,也常在冬天被凍死。能夠把基因遺傳給下一代的老鼠,就是那些有最多子孫而非活得最久的老鼠。(如果這個理論正確,那我們可以預期,能夠從掠奪者飛逃離開的老鼠,也會活得比較久。事實上,與老鼠同樣大小的蝙蝠,壽命就是老鼠的三‧五倍。)

    但爬蟲類有一個異常現象。某些爬蟲類顯然壽命多長無人知。牠們可能永遠活著。就像短吻鱷(Alligator)和一般鱷魚(crocodile)只是越長越大,但依舊活力充沛。(教科書上聲稱,短吻鱷只活七十歲。但這可能是因為動物園管理員只活七十歲。其他教科書比較誠實,只是說這些動物的壽命超過七十歲,但不曾在實驗室的情境下仔細測試過。)在真實情境中,這些動物並非不會死,因為它們也會因意外、飢餓、疾病等而死。但如果放在動物園,它們有很長的壽命,彷彿會永遠活下去。

    生物時鐘

    另一個耐人尋味的線索來自細胞的端粒(telomere),其角色有點像「生物時鐘」。如同鞋帶的塑膠末端,端粒就在染色體的末端。每一次生殖週期之後,它們就會比上一次短一些。最終,經過大約六十次左右的生殖(就皮膚細胞而言),端粒就會被拆散。然後細胞進入衰老,停止正常的表現。所以,端粒就像一根火藥的引信。如果引信在每次繁殖週期之後都變短,最後引信就會消失,而細胞也就停止繁殖。

    這就是所謂「海弗利克限制」(Hayflick limit)。它似乎定了某些細胞生命週期的上限。例如,癌症細胞沒有「海弗利克限制」,而製造一種被稱為「端粒酶」(telomerase)的酵素,可以避免端粒變得越來越短。

    端粒酶可以合成。當我們應用於皮膚細胞,它們顯然可以無限複製,變成永生。

    不過,這其中也有危險。癌細胞也是生生不息,在腫瘤中不斷分裂。事實上,那就是為什麼癌症如此地致命,因為它們無限複製,直到細胞無法繼續發揮作用。所以端粒酶必須加以小心分析。任何使用端粒來幫生物時鐘重轉的治療必須經過檢查,確定它不會致癌。

    永生又青春

    延長人類壽命的前景,對某些人而言是愉悅的來源,對另外一些人而言卻很恐怖——當我們考慮到人口爆炸和會帶來國家破產的衰老社會時。

    生物的、機械的和奈米科技的治療所產生的綜合效果,不僅會延長我們的壽命,也會使我們常保青春。將奈米科技應用於醫學的羅勃特‧佛雷塔斯(Robert A.Freitas)說:「數十年後,這種干預將會很普遍。實施年度檢查和清除,以及偶爾的大修補,你的生物年齡可以每年修復,回到接近你自己設定的固定生理年齡。你也有可能因意外死亡,但你至少可以活得比現在長十倍。」

    在未來,延長壽命將不會是喝下青春之泉這類無稽之談。它比較可能是好幾種方法的結合:

    一、在器官衰老或生病時,透過組織工程或幹細胞,培育新的器官。

    二、攝取綜合蛋白質和酵素——它們是被設計來增進細胞修補機制、管理代謝、重設生物時鐘以及減少氧化。

    三、用基因療法修改能夠減緩老化的基因。

    四、維持健康的生活方式(運動和良好飲的食法)。

    五、在癌症等疾病成為問題以前,使用奈米感應器把它們偵測出來。

    人口、食物和污染

    但這裡有一個令人不安的問題:如果壽命能夠增加,我們必須忍受人口過剩的痛苦嗎?無人知道。

    延遲老化過程帶來許多可能的社會效應。如果我們活得久一些,我們不會使地球過度擁擠嗎?但有人指出,延長壽命的主要部分已經發生——在一個世紀內,由四十五歲提高至七、八十歲。它並未創造人口爆炸,結果可以說是相反。當人們活得較久時,他們會因追求生涯發展而延擱生育。事實上,歐洲人口正急劇下降。所以,如果人們活得長久而又富有,他們會把生育子女的間距拉開,生得較少。有了多出來的數十年,人們會重新設定他們的時間框架,因而拉開間距或延擱生育。

    還有人聲稱,人們會排斥科技,因為它違反自然,也與宗教信仰衝突。事實上,針對一般大眾的非正式調查顯示,多數人認為死亡是很自然的事,它也賦予生命意義。(不過,多數接受這些調查的人,是年輕人和中年人。如果你去照護中心——在那兒的人們日漸消瘦、痛苦持續相隨,並等待死亡——並詢問相同問題,你可能得到全然不同的答案。)

    如同加州大學洛杉磯分校的史托克所說,「漸漸地,我們會為扮演上帝而感到苦惱,而我們對延長生命的憂慮將或許為我們帶來一首新的流行歌曲:『何時給我一顆藥丸?』」

    二○○二年,科學家依據最佳人口統計資料估計,有史以來最早的人口統計顯示,當時的人口約為現在人口的百分之六。這是因為人類歷史上大部分時間,人口徘徊在一百萬左右。人們忙著搜尋貧乏的食物,使人口維持在低的數量。即使在羅馬帝國的高峰,人口估計也僅五千五百萬。

    但在過去三百年,世界人口的激增,與現代醫藥的興起和工業革命的時間相吻合,後者生產了大量食物和其他供給。在二十世紀,世界人口飆至新高,從一九五○年到一九九二年就已倍增:由二十五億增至五十五億。現在是六十七億。每年增加七千九百萬人,比法國總人口還要多。

    如此一來,曾經出現過好幾次世界末日的預言,但目前為止,人類還能閃躲這顆子彈。早在一七八九年,湯馬斯‧馬爾薩斯(Thomas Malthus)就已警告我們,當人口超過食物的供給時,會有何結果。飢荒、食物暴動、政府崩潰以及飢餓的群眾必然會發生,直到人口與資源有了新的平衡。由於食物的供給只會有線性的增加,而人口卻會以幾何指數成長,所以在某一個時間點,世界將面臨突破點。馬爾薩斯預測十九世紀中期將有大飢荒。

    但是,在十九世紀,世界人口還在主要增長的早期,由於發現新的陸地、殖民地的建立、食物供給的增加等等,馬爾薩斯所預言的災難並未發生。

    到了一九六○年,另一個馬爾薩斯主義者又有了新的預測,認為人口炸彈很快就會攻擊地球,全球性的崩潰將於二○○○年發生。這個預測錯了。綠色革命成功地拓展了食物供給。資料顯示,食物的供給超過了世界人口的增長,因而暫時打敗了馬爾薩斯的邏輯。從一九五○年到一九八四年,穀物生產增加百分之二百五十,主要是由於新的肥料與新的農業科技。

    我們又再度躲開了子彈。但現在人口增長如火如荼,而且又有人說,我們已經到了地球創造食物供給能力的臨界點。

    不祥的是,食物的供給,包括世界穀物生產和海洋的食物收穫,已經開始進入高原期。英國政府的科學主管警告,在二○三○年會有一個由人口爆炸、食物和能源供應減少構成的完美風暴。聯合國世界糧食暨農業組織說,全世界必須在二○五○年以前增產百分之七十的食物,來養活額外的二十三億人口,否則將面臨災難。

    這些預測可能低估了問題的嚴重性。由於數以億計的中國人和印度人加入中產階級,他們將會追求在好萊塢電影中所看到的同等奢華——例如兩部汽車、寬闊的郊區房子、漢堡與炸薯條等等——也會使世界資源更加吃緊。事實上,身為環保領袖、同時也是華盛頓世界觀察研究所創辦人的萊斯特‧布朗(Lester Brown)就曾對我透露,我們的世界可能無法應付好幾億人對中產階級生活的需求。

    世界人口的一些希望

    無論如何,還是有一些微弱的希望。控制生育,曾經是一個禁忌,但目前已在已開發國家立足,也正向開發中國家進軍。

    在歐洲和日本,我們看到人口向內爆炸,而非向外爆炸。在一些歐洲國家,每個家庭的出生率只有一‧二到一‧四個兒童,遠低於二‧一的替補水準。日本面臨三大詛咒的打擊。一是世界最快老化的人口。例如,日本婦女已經連續二十年保持最長壽的紀錄。二是日本有快速下降的出生率。三是政府維持特別低量的移民。這三種人口力量創造出了低速的火車失事。而歐洲也離它不遠。

    這裡我們有一個教訓:世界最大的避孕劑就是繁榮。過去,農夫並無退休計畫或社會安全保障,嘗試儘量多生孩子,來增添幫手並且照顧他們的老年。他們的算盤這樣打:家中每一個小孩表示有更多工作人手,更多收入,和有更多人在老年照顧你。但是當一個農夫進入中產階級,積滿退休福利點數,有了舒適的生活方式時,計算方法改變了:每一個孩子都會降低收入和生活素質。

    在第三世界,我們有相反的問題——快速增長的人口。在那裡,很多人口低於二十歲。即使是在預期人口爆炸最高的地區(亞洲和撒哈拉沙漠以南的非洲地區),出生率已經開始下降,理由如下。

    第一,當農夫離開祖先留下的土地到大城市碰運氣時,農業人口快速都市化。在一八○○年,只有百分之三的人口住在都市。到了二十世紀末,那個數字增至百分之四十七,預期在未來數十年還會更高。都市中養育孩子的花費急劇降低家庭兒童數。租金、食物和其他花費都如此之高,在大都市貧民窟的工人做了相同的計算,獲得相同結論:多生孩子,降低財富。

    第二,當國家正在工業化時(如中國和印度),會創造出中產階級。跟已經工業化的西方人一樣,他們也要少一點的孩子。

    第三,婦女的教育創造出一個只要較少孩子的婦女階級,即使在像孟加拉那樣的貧窮國家也是如此。由於教育年限延長,孟加拉即使沒有大規模的都市化和工業化,出生率已經從七降到二‧七。

    考慮到所有這些因素,聯合國已經連續好幾次修正未來人口成長的數字。估計仍然不確定,但世界人口在二○四○年可能達到九十億。雖然人口會繼續增長,成長率終將減緩,進而保持水平。樂觀地說,在二一○○年人口甚至可能穩定在一百一十億。

    正常的情況下,我們可能會認為,這個人口數超過地球的負荷能力。但那取決於我們如何界定負荷能力,因為也許有另一個綠色革命正在醞釀中。

    對其中的某些問題而言,一個可能的解決方法就是生物科技。在歐洲,生物工程食物獲得可能要持續整個世代的罵名。生物科技工業同時對農人推出除草劑和抗除草劑的作物。對生物科技工業而言,這表示更多的銷售;但對消費者而言,這意味著較多毒素在食物中,因而市場快速縮小。

    不過,未來的穀物——例如「超級稻米」,也就是特別改良以便在乾旱不毛的惡劣環境中生長的作物,將可能進入市場。而其道德的立足點是:很難反對引進安全而又可以餵飽千千萬萬人的作物。

    復育消失的生命形式

    但還有別的科學家,不僅僅對延長人類壽命和欺騙死亡有興趣,他們甚至對從死亡帶回生物發生了興趣。

    在電影《侏羅紀公園》(Jurassic Park)中,科學家由恐龍化石抽取DNA,注入爬蟲類卵中,使恐龍又有了生命。雖然目前為止未曾在恐龍身上找到可用的DNA,這裡卻有誘人的暗示:這個夢想並非完全無稽。到本世紀末,我們將會發現,動物園內充斥著好幾千年前即已停止在地表行走的生物。

    如同早先提及的,藍札是第一個為複製爪哇野牛(一種很危險的品種)開啟了重要步驟的人。他覺得,讓這種稀有野牛品種消失是很可恥的。所以他正在考慮另一種可能:創造另一種複製動物,但性別相反。在哺乳類動物,性別由X和Y染色體決定。只要對這些染色體做一些小修補,他有信心可以從這個屍體複製出另一隻動物——除了性別相反。如此,世界上的動物園將可享受到觀賞由死亡很久的物種複製而來的小嬰兒。

    我曾與牛津大學的理查‧道金斯(Riahard Dawkins)共進晚餐,他也是《自私的基因》(The Selfish Gene)的作者。他又進了一步設想,有朝一日,我們將能讓各式各樣的生命形式復活——不僅僅是有危險性的,還有已經消失很久的。他首先指出,每二十七個月,完成基因排序的數量就會倍增。他計算出來,在未來數十年內,任何人的完整基因組排序只需一百六十美元。他預見有一天,生物學家攜帶著簡便器具,就可以在數分鐘之內,為他們遇見的任何生物做完整的基因組排序。

    他又進一步提出理論說,到了二○五○年,我們將能夠只用某一生物的基因組,就創造出完整的生物。他的文章提到,「我相信到了二○五○年,我們將能閱讀生命的語言。只要把未知的動物的基因組輸入,電腦將不僅會建構動物的體態,也能列出牠的祖先的生活世界,包括獵食牠們的動物或牠們捕食的對象,寄生或寄主,築巢位置,甚至希望與恐懼。」道金斯相信,我們可以重建人類基因組與類人猿(ape)之間的「消失的連結」(missing-link),這句話他是從西德尼‧布倫納(Sydney Brenner)的作品中引用來的。

    這將是真正的重大突破。依據化石和DNA證據,我們在大約六百萬年前與類人猿分手。

    由於我們的DNA與黑猩猩相差只有百分之一‧五,未來的電腦程式將能分析我們的DNA和黑猩猩的DNA,然後以數學方法計算生出這兩個物種共同祖先的近似DNA。一旦這個共同祖先的假設性的基因組經由數學重建出來,電腦程式就可以為我們的祖先進行視覺重建(外觀),也讓我們知道牠的性格。他將這個計畫命名為「露西基因組計畫」(Lucy Genome Project),以紀念一個著名的南方古猿(Australopithecus)的化石。

    他甚至提出理論說,一旦「消失的連結」的基因組由電腦程式重建完成,就有可能實際創造出這個有機體的DNA,把它植入人卵,然後將卵置入女性身體,她將會生出我們的原種。

    雖然這種設想在少數幾年前,會被認為是荒謬可笑的而被放棄,但現在有一些新的發展顯示,它並非完全荒誕的夢想。

    首先,我們與黑猩猩有差異的少數關鍵性基因,現在正在進行詳細分析。一個有趣的候選者是ASPM基因,它負責控制大腦的尺寸。人類的大腦尺寸在數百萬年前因為現在尚未知悉的理由而增加。當這個基因變異,它造成畸形小頭,頭顱較小而大腦減少百分之七十,約等於數百萬年前我們的先民的尺寸。分析顯示,在過去五、六百萬年間,從我們與黑猩猩分開時起,發生過十五次變異,而那個起點剛好與我們的大腦尺寸增加的時間吻合。相對於我們的許多靈長類親戚而言,人類經歷了這個關鍵性基因最快速的改變。

    更有趣的是基因組中的第一號人類加速區(HAR1),這個區內包含一百一十八個字母。在二○○四年發現,在這個區內人類與黑猩猩的關鍵性差異,只有十八個字母。黑猩猩和雞在三億年前岔開,但是牠們在HAR1區內的鹼基對的差異,只有兩個字母。這意味著HAR1區在整個進化歷史上極為穩定,直到人類出現後才開始改變。所以使我們變成人類的基因,也許就在那裡面。

    但是,還有一個更精彩的發展,使得道金斯的提議看來更合理。我們的基因最接近的鄰居、消失很久的尼安德塔人的完整基因組,已經完成排序。也許透過人類、黑猩猩及尼安德塔人的基因組電腦分析,我們就能用純粹的數學計算,重建出「消失的連結」的基因組。

    重現尼安德塔人?

    人類和尼安德塔人可能是在三十萬年前岔開。但這些原始人三萬年前就消失於歐洲。所以長久以來,人們認為,要從死亡多年的尼安德塔人抽取可用的DNA,根本是不可能的事。

    但是二○○九年,來比錫的馬克斯普朗克進化人類研究所宣布,由斯萬‧帕博(Svante Pääbo)所領導的團隊,在分析過六個尼安德塔人的DNA以後,已經製作出完整尼安德塔人基因組的第一個草稿。這是一個劃時代的成就。如同預期,尼安德塔人基因組與人類基因組極其相似。兩者都包含三十億個鹼基對,但在一些關鍵點也有所不同。

    史丹佛大學人類學家理查‧克萊因(Richard Klein),談論到帕博團隊的成果時說,此一重新建構,將可回答一些存在已久、有關尼安德塔人的行為問題,如他們是否能說話。人類的FOXP2基因有兩個特別的改變,是我們能說數千字的部分原因。一個嚴密的分析顯示,尼安德塔人的FOXP2基因,也有相同的兩個基因改變。所以,可以相信尼安德塔人也能像我們一樣發聲。

    因為尼安德塔人是基因上與我們最接近的親戚,他們當然會引起科學家高度興趣。有些人提出,有一天可以重建尼安德塔人的DNA,將它放進一個卵中,這個卵有機會變成活生生的尼安德塔人。於是,在消失數萬之後,尼安德塔人又重新在陸地上行走。

    哈佛大學醫學院的喬治‧丘奇(George Church)甚至估計出,使尼安德塔人活過來約需花費三千萬美元,他也擬出了實踐計畫。我們可以把人類整個基因組分切,每片含有一萬對基因,將每一片放入細菌中,把基因組修改成與尼安德塔人的基因相符,然後再把所有經過修改的片段接合起來,成為完整的尼安德塔人的DNA。這個細胞將會被重新改編,回復到胚胎時期,然後置入雌性黑猩猩子宮中。

    不過,當史丹佛的克萊因提到「我們要把他們放在哈佛大學,還是在動物園中」的時候,也引起一些合理的關注。

    道金斯警告說,所有這些有關重建另一個像是尼安德塔人這種消失已久的物種,「無疑地,將會喚起倫理的憂心」。尼安德塔人能享有人類的權利嗎?如果他或她想結婚,會發生什麼事?如果他或她被傷害或傷害別人,誰來負責?

    所以,如果尼安德塔人可以恢復生命,科學家能夠像創造猛獁象(mammoth)一樣,也為消失已久的動物創造一個動物園嗎?

    讓猛獁象重現?

    這個想法乍聽之下好像很瘋狂,其實不然。科學家已經能夠為消失已久的西伯利亞猛獁象的許多基因組做出排序。以前,只有很小片段的DNA被從多毛的猛獁象抽取出來。這些猛獁象數萬年前被冰凍在西伯利亞。賓州大學的韋伯‧米勒(Webb Miller)和史蒂芬‧舒斯特(Stephan C.Schuster)完成了不可能任務:他們從許多冰凍的猛獁象屍體中萃取出了DNA的三十億個鹼基對。而在此之前,為消失的物種的基因做排序的記錄只有一千三百萬個鹼基對——少於動物基因組的百分之一。(這是由於一種被稱為「高功能排序處理裝置」的新排序機器,一次可以掃描數千個基因,而非每次一個——使突破成為可能。)另一個竅門是知道從哪裡去取古代的DNA。米勒和舒斯特發現在猛獁象的毛囊中而非身體裡,含有最佳的DNA。

    重建消失的動物的構想,現在從生物學來看已經是可能的事。舒斯特說:「一年前,我會說,這是科幻小說。」但現在,有了這麼多的猛獁象基因組排序,這已不再是狀況外的問題了。他甚至也草擬了執行方法。他估計,只要在亞洲象的DNA中,做四十萬個改變,就能創造出一隻擁有猛獁象全部主要特性的動物。我們有可能在大象的DNA進行基因改變,達到這些設定的改變,把改造過的DNA置入象卵核中,然後將卵移植到雌象中。

    這個團隊已經規劃為另一種已經消失的動物進行排序,那就是袋狼(thylacine)。牠是一種澳洲有袋動物,與卡通人物塔斯馬尼亞惡魔(Tasmanian deveil)關係密切,消失於一九三六年。也有一些人談到渡渡鳥(dodo,與鴿類有親緣關係的一種不能飛的大鳥)的排序。「像一隻死渡渡鳥」(Dead as a dodo)已是常用成語,意指徹底的消失、無法挽回,但如果科學家能夠由渡渡鳥屍體的軟組織和骨骼抽取有用的DNA,那麼這句成語就要被淘汰了。

    侏羅紀公園?

    很自然地,又要回到原來的問題:我們能使恐龍復活嗎?一句話:可能不行。一個侏羅紀公園能否成真,取決於能否從六千五百萬年前已經死光的屍骨中取回有生命形式而又完整無缺的DNA,而這一點也許不可能。雖然曾在恐龍化石緊密的骨骼中發現軟組織,但是到目前為止,還沒有DNA能透過這個方式取出,有的只是蛋白質。雖然這些蛋白質已經用化學方法證明暴龍與青蛙及雞之間密切相關,但距離能夠召喚恐龍回來還很遙遠。

    不過,道金斯認為有其可能性——如果能就多樣的鳥類和爬蟲類的基因組做基因比較,然後精確地重建一隻「共通恐龍」(generalized dinosaur)的基因排序。他指出,引導雞的喙狀嘴長出牙齒的芽點(bud),和引導蛇生出腳來,是有可能的。因此,已經埋沒於時光之沙中的古代特徵,有可能還在基因組中徘徊。

    這是因為生物學家現在認識到,基因可以啟動,因而也可以關閉。這意味著古代特徵的基因,可能仍然存在,它們只不過是在休眠中。只要打開這些休眠中的基因,有可能把這些古代的特質找回來。

    例如,古代雞爪曾經有蹼。這種蹼的基因並未消失,只是被關閉。只要把這個基因再打開,我們原則上就能創造出有蹼的雞了。同樣地,人類曾經覆蓋著毛皮,當我們開始流汗(那是很有效的調節體溫方式)以後,我們失去了毛皮。(狗沒有汗腺,只好用喘氣冷卻自己。)人類的皮毛基因顯然還存在,但已被關閉。因此,只要打開這個基因,將會有人身上有毛皮。(有人推測,這也許就是狼人存在的理由。)

    如果我們假定,恐龍的某些基因,雖然事實上已被關閉好幾百萬年,但仍殘存於鳥類基因組中,那麼就有可能再啟動這些休眠已久的基因,從鳥類引導出恐龍的特徵。所以,道金斯的提議雖是猜測,並非完全是無稽之談。

    創造新的生命形式

    這又帶來了最後的問題:我們能按照自己的意願創造生命嗎?人類是否不但能創造消失多年的動物,而且也能創造出不曾存在的動物?例如,我們能否創造出有翅膀的豬,或古代神話中描述的動物?即使到了世紀之末,科學仍然無法接受訂製動物。無論如何,在有能力修改動物王國以前,科學還有漫長的路要走。

    目前,限制因素在於我們移動基因的能力。只有單一的基因可以有效地修正。例如,要在特定的動物發現使它在夜間發光的基因是可能的。這個基因可以被分離,然後放入另一種動物使它也在夜間發光。事實上,在家庭寵物添加單一基因的研究已經在進行中。

    但創立全新的動物,例如希臘神話中由三種不同動物組合的吐火獸(chimera),需要移轉數千個基因。創造有翅膀的豬,必須移動好幾百個代表翅膀的基因,並確定肌肉和血管都接得天衣無縫。這離現在能辦到的太遙遠了。

    不過,已有一些進展可能促進未來的可能性。生物學家很驚奇地發現,基因描述人體的布局(從頭到腳)完全依序反映在染色體上。這些被稱為「同源盒結構基因」(the HOX genes),用來描述身體如何構成。大自然顯然是走了捷徑,按照身體器官的次序排列染色體。這一點又大大地加快了這些基因演化歷史的解密速度。

    再進一步,有些主要基因顯然管理著許多其他基因。透過操縱這些基因,我們可以操縱好幾十種基因的性質。

    回顧過去,我們看見大自然已經決定,採用與建築師創立藍圖非常類似的方式,創造人體的設計圖。基因組的設計藍圖的次序與真實建築物的藍圖完全一樣。另外,藍圖是模組化的,所以單一藍圖中又含有分塊的次級藍圖。

    除了以基因模組創造出全新的混種動物,還可能將遺傳學應用到人類。藍札相信,只要完整無缺的細胞可以從死亡已久的人體抽取,就有可能把這個人的生命帶回來。在西敏寺,我們小心地保存著亡故已久的國王和皇后,以及詩人、宗教人物、政治家,甚至科學家牛頓等人。藍札透露說,或許會有一天,人類能從這些遺體中找到完整的DNA,並且讓他們復活。

    在電影《巴西來的男孩》(The Boy from Brazil),情節環繞著希特勒的復活開展。但你千萬別相信,可以將任何這些歷史人物的天才或惡行召喚回來。如同一個生物學家曾經提及的,如果你使希特勒復生,得到的也許是一個二流的藝術家(那是領導納粹運動之前的希特勒)。

    禁止所有的疾病?

    預言電影《未來世界》(Things to Come)是由威爾斯(H.G.Wells)的小說改編。它預言文明的未來,其中第二次世界大戰釋放出無止境的痛苦和不幸的循環。最後,所有的人類的成就都變成斷垣殘壁,留下軍閥幫派統治著虛弱而又受壓制的人民。但在電影結束時,一群有遠見的科學家,以強力的超級武器武裝起來,開始恢復秩序。文明終於從廢墟中重新興起。其中一個場景,一個孩子被教導二十世紀的殘酷歷史,並學習某種被稱為「感冒」的東西。什麼是感冒?女孩問。有人教她,感冒是某種很久以前被消滅的東西。

    也許並非如此。

    消滅所有的疾病是我們最古老的目標之一。但即使到了二一○○年,科學家將無法消滅所有的疾病,因為疾病的變異比我們的醫療進展還要快,而且它們種類繁多。我們有時會忘記,我們居住在細菌與病毒的汪洋中,它們在人類降生好幾十億年前即已存在,而且會在人類消失以後繼續存在數十億年。

    許多疾病的來源是動物。人類從大約一萬年前開始馴養動物,疾病就是代價之一。所以在動物之中還有一個很大的疾病倉庫潛藏著,它們也會存活得比人類久遠。正常時,它們只感染少數人。但隨著大城市的興起,這些會傳播的疾病,可以在人群中迅速擴散,達到關鍵性的數量,創造了流行病。

    例如,當科學家分析流感病毒的基因排序時,他們很驚訝地發現它的來源:鳥類。許多鳥類可以帶有多樣流感病毒而自身不受影響。但豬在吃進鳥類糞便以後,有時會成為基因的攪拌碗。而農人往往住在兩者附近。有人猜測,這就是為什麼流感病毒往往來自亞洲,因為那裡的農夫同時飼養多種動物,例如同時生活在鵝與豬的附近。

    不久前的H1N1流行性感冒,只是最近的一波鳥流感與豬流感的變異。

    問題之一是,人類不斷地向新的環境擴充,砍倒森林、建造郊區和工廠,因而在擴充過程,遭遇潛藏於動物的古老疾病。由於人口持續擴張,我們可以預期得到,會發現更多意外從森林中跑出來。

    例如,相當多的證據顯示,愛滋病病毒開始時是類人猿(simian)的免疫缺損病毒(SIV),原來只感染猴子,然後才跳到人身。同樣情形,當西南部的人們侵入草原齧齒動物的領土時,也感染了漢他病毒(hantavirus)。萊姆病(Lyme disease)主要是由於蜱類的傳染。它會侵入美國東北地區的城市郊區,是因為人們在蜱類居住的森林附近蓋房子。伊波拉病毒(Ebola virus)可能在古代就已感染某些部族。但它只有在噴射機旅行來臨後,才傳給較多的人,並且上了頭條新聞。即使是退伍軍人症(Legionnaires)也可能很古老,它原來是在停滯的水中繁殖,但由於空調機激增,在遊輪上把這個疾病傳給年長者。

    這表示,隨著新的怪病占據報紙大標題,未來還會有很多意外出現。

    不幸的是,治療方法可能會慢半拍。

    例如,連普通感冒現在也沒解藥。藥房裡發現的一大堆產品,只能治療它的症狀,而不是殺死病毒本身。問題是,可能有超過三百種鼻病毒(rhinovirus)的變種會導致感冒。為所有的三百種病毒製造疫苗顯然太昂貴。

    人類免疫缺陷病毒(HIV,俗稱愛滋病毒)的情況更糟,因為它也許有好幾千種變異。事實上,愛滋病毒變異之快,遠非疫苗發展所能趕上,即使為一個變種發展出一種疫苗,這病毒也會迅速變異。為愛滋病毒設計疫苗,如同射擊飛靶。

    所以未來我們能夠治療很多疾病的同時,還是可能會有一些疾病躲過最先進的科學。

    美麗新世界

    到了二一○○年,在即將控制人類的遺傳命運時,我們必須將人類的命運,與赫胥黎(Aldous Huxley)在預言小說《美麗新世界》(Brave New World)中所描繪出來的反面烏托邦做比較,他設定的時間是二五四○年。這本書於一九三二年出版時,全世界為之震驚、沮喪。

    然而過了七十五年以後,他的許多預言已經過時。當他寫到試管嬰兒、性的歡愉和生殖分道揚鑣、以及吸毒變得普遍時,他醜化了英國社會。但現在我們居住在一個認為試管授精和避孕是理所當然的世界。(唯一還沒過時的主要預言是人類的複製。)他預見一個階級世界,其中醫生精心地複製腦傷的胚胎,讓他們長大成為統治菁英的僕人。依據心智受傷的程度,他們被分級歸類,甲級(Alphas)恰到好處最好用,戊級(Epsilons)是心智有點過低的奴隸。所以,科技並非用來將人類從貧窮、無知和疾病解放,而是一個夢魘,以奴隸全部人民為代價,去強化人為的和腐敗的穩定。

    雖然這本小說在很多方面都正確,赫胥黎並未預想到會有基因工程。如果他知到了這個科技,他可能還要擔憂另一個問題:我們的子孫的基因,在難以捉摸的父母,加上不光明正大的政府的干預下,會造成人種的分化破碎嗎?父母已經為他們的孩子穿上奇裝異服,讓他們參與不正經的比賽,所以,為何不改變基因以迎合父母的奇想?事實上,父母可能已經被進化建立根深蒂固的連結,要留給下一代所有的好處。所以為什麼不乾脆連基因一起馴服?

    在可能發生的錯誤中,超音波掃描是一個初淺的例子。雖然醫生無辜地運用超音波來幫忙孕婦,這已經導致雌性胎兒的大量人工流產,特別是在中國和印度鄉下。在孟買的一項研究發現,在八千個墮胎胎兒中,有七千九百九十七個是女的。在南韓,排行老三的孩子,有百分之六十五是男生。由父母依據性別來決定是否墮胎之後出生的世代,很快地來到適婚年齡,將會有好幾百萬人找不到配偶。這一點又會導致社會紊亂。只要男孩傳宗接代的農夫,會發現他們沒有孫子。

    而在美國,人體生長荷爾蒙(HGH)的誤用到處蔓延。它常被誇大為對付老化的妙藥。最初,它是用來矯正長不高的小孩的荷爾蒙不足。現在HGH反而基於有問題的有關老化資料,而發展為巨大的地下工業。事實上,網路已經創造了一大批人,像供作實驗的幾內亞豬一般,成為虛有其表的治療的實驗品。

    所以,人們只要有機會,往往誤用科技並造成大量的損害。如果他們找到基因工程,會發生什麼?

    在最壞的狀況,我們會實現威爾斯在他的古典中篇科幻小說《時光機器》(The Time Machine)中的夢魘。那是西元八十萬二千七百零一年,人類分裂成兩個人種。他寫道,「漸漸地,我領悟到真理:人類不再是單一物種,而是分化成兩種截然不同的動物:我的上級世界的優雅孩子,不再是我們這個世代僅有的子孫;而這個閃過我眼前的那些漂白過的、可憎的夜行物,也是所有時代的子嗣。」

    要看見人種的多樣化是可能的,只要看看家中飼養的狗。雖然狗有好幾千種,牠們都是灰狼(學名Canis lupus)的子孫。灰狼在冰河期末年,大約一萬年前被馴養。由於主人的選擇性育種,今日的狗呈現令人眼花撩亂的各種大小和樣子。體型、脾氣、顏色和能力由於選擇性育種而有了根本的變化。

    由於狗的老化速度比人類快七倍,我們可以估計出,狗自從與狼分開以後,大約已經存在一千個世代。我們將這一點應用到人類,那麼有系統地繁殖人類,將可在七萬年內將人類分裂成數千品種(breeds)——雖然他們仍然是相同的物種。如果運用基因工程,這個過程將會明顯加速,只要一個世代。

    幸運的是,有幾個理由可以相信,人種的分化將不會發生,至少在未來一個世紀不會。在進化過程,一個單一物種如果因為地理因素分隔成兩個繁殖人口,通常會分裂成兩個品種。例如,這個現象就發生在澳洲,在那裡許多物種彼此分隔,導致許多動物進化成地球其他地方沒有的動物,例如有袋子的袋鼠。相對地,人類的人口高度遷移,沒有進化瓶頸,也高度融合。

    如同加州大學洛杉磯分校的史托克曾說:「傳統的達爾文進化,現在沒有對人類造成任何改變,在可見的未來可能性也不大。人口數量太大,又混雜在一起,而選擇的壓力太過區域化,時間也很短暫。」

    還有來自「洞穴人原則」的束縛。

    如同我們前已提及,人類的本性在過去十萬年以來,仍然維持相對常態。若與人性衝突,人們往往會排斥科技的進步(例如無紙辦公室)。人們可能不願意訂做一個被設計出來的、脫離正軌的、可能被同儕看成怪胎的孩子。這會降低他們在社會上成功的機會。幫孩子穿上奇裝異服是一回事,但永遠改變他們的遺傳則截然不同。(在自由市場,怪基因可能有其立足點,但將會很小,因為市場將由消費者的需求驅動。)比較可能的是,到了世紀末,一對夫婦將會有一個基因資料庫供他們選擇,主要是為了剔除遺傳性疾病,但也有一些增強基因的選擇。然而,由於怪異基因的需求實在不多,來自市場要求以經費支援怪異基因的壓力將很小。

    來自消費者需求的真正危險不會很多,但專制政府可能會利用基因工程,以達到他們的目的,例如生育較強壯而又服從性高的士兵。

    另有一個來自遙遠未來的危險漸漸升高。當我們在另一星球有了太空殖民地,那裡的引力和氣候條件與地球大不相同。到那時候(也許是下個世紀),考慮以基因工程,培育可以適應不同的引力場和氣候條件的新人類,就會變得實際。例如新培育的人類,也許能因應不同長短的一天,吸收不同數量的氧氣,也有不同的體重和代謝作用。但是,太空旅行在未來很長的一段時間都會很昂貴。在本世紀之末,我們在火星也許會有一個小小的前哨基地,但絕大多數的人類仍將留在地球。未來數十年到一世紀,太空旅行仍然是太空人和有錢人的事,另外也許還有少數太空殖民的死硬派。

    所以人種分裂成各種太空品種,在太陽系各處殖民,甚至離開太陽系發展的事,在本世紀、甚至下一個世紀,仍不會發生。在可預見的將來,除非太空科技有重大突破,我們大部分人都會留在地球。

    最後,在我們到達二一○○年以前,我們還要面臨另一個威脅:這個科技將會被精心運用,以設計的細菌戰爭來對付我們。

    細菌戰爭

    細菌戰爭與聖經一樣久遠。古代武士往往將染病的屍體,猛力投到敵人城牆內。或以染病的動物肢體在井中下毒,蓄意把感染天花的衣物交給對手,這是摧毀他們的另一招。但是有了現代科技,細菌可以改用基因繁殖法,消滅數百萬人。

    一九七二年,美國和前蘇聯簽訂一個歷史性條約,禁止為了攻擊的目的而使用細菌戰爭。不過,現代生物工程技術實在太過進步,以致這個條約已經失去意義。

    第一,對DNA的研究而言,並無所謂攻擊性或防禦性科技。基因的操縱兩者均可使用。

    第二,使用基因工程創造出來的武器化細菌,可能因為被蓄意修改而更加致命,或更有能力散布開來。曾有人相信,只有美、蘇兩國持有最後一瓶裝著天花的瓶子。而天花是人類歷史上最大的殺手。一九九二年,蘇俄叛逃人員聲稱,蘇俄擁有天花武器,而且事實上已經製造多達二十噸。隨著蘇聯的解體,人們更擔心,有一天恐怖團體可能付錢得到已經武器化的天花。

    二○○五年,生物學家成功地使一九一八年的西班牙流感病毒復活。這種病毒殺死的人比第一次世界大戰殺死的還要多。令人矚目的是,他們透過分析死後埋葬於阿拉斯加永凍層的一個婦女,和取自疾病肆虐時的一些美軍樣本,就能使病毒復活。

    這些科學家接著將此一病毒的基因組刊登於網站上,對全世界公開。許多科學家對此感到不安,因為將會有一天,連一個能夠使用大學實驗室的大學生,都可能使人類有史以來最大的兇手之一重生。

    在短期內,西班牙感冒病毒成為科學家的寶礦,他們可以接著檢查這個基因,以揭開長久以來的謎題:一個小小的變異,如何導致人類的廣大損傷?答案很快地發現了。這種西班牙感冒病毒,跟其他變種不一樣,它會導致人體免疫系統過度反應,釋放最終會殺死病人的大量液體。病人實質上是被自己的液體溺死的。一旦這點被了解,這個造成致命效果的基因,可以和H1N1及其他流感病毒作比較。幸而,它們都未帶有這種基因。還有,我們可以實際計算出一個病毒距離達到這種告急的能力還有多遠,而H1N1感冒病毒離開達到這種能力還很遠。

    但是長期而言,還是要付出代價。每過一年,要操縱活的有機體基因就越加容易。成本繼續下降,而資訊在網路門戶大開。

    某些科學家相信,在數十年內,有可能創造出一種機器,只要你把想要的成分輸入,它就會幫你創造出任何基因。打進這些組成基因的A-C-T-G符號,機器就會自動切割DNA創造出基因。果真如此,那麼有朝一日,可能連高中生都能進行生命形式的先進操作。

    有一個人類惡夢中的情景是︰以空氣傳播愛滋病。例如,感冒的病毒含有一些可以在霧化滴液中存活的基因,因而打噴嚏就能感染別人。目前,愛滋病毒在暴露於環境中時還很脆弱。但如果感冒病毒的基因被植入愛滋病毒中,那麼可以想像,它們可能使愛滋病毒能在人體外存活。這樣就可能導致愛滋病毒像普通感冒一樣傳播,因而感染更多的人。我們也知道,細菌和病毒有可能交換基因,所以愛滋病和普通感冒病毒也有自然地交換基因的可能,雖然機會不高。

    在未來,恐怖團體或國家可能有能力拿愛滋病當武器。唯一防止他們解開韁繩的東西,就是一旦病毒散布於環境中,他們自己也會慘死的這個事實。

    這個威脅就在九一一悲劇發生後,立刻變成事實。一個匿名者郵寄了一批含有炭疽病孢子(anthrax spores)的白色粉末小包裹,給世界各地的著名政治家。據細膩的顯微分析顯示,這些炭疽病孢子,已經被武器化,以達最大致命和毀壞效果。突然間,整個國家陷入恐懼,唯恐那些恐怖分子已經掌握先進的生物武器。雖然炭疽病毒在我們的環境中到處都可以發現,但只有受過訓練而且喪心病狂的人才會加以提煉,並把它當成武器,付諸實踐。

    雖然經過美國歷史上最大的搜索,至今仍未發現罪犯蹤影(雖然一個主要嫌疑人最近自殺了)。我要說的重點是,只要有一個受過先進生化訓練的人,就能使整個國家陷入恐懼。

    有一個細菌戰爭的抑制因素純屬自我利益。在第一次世界大戰中,戰場上使用毒氣的成效並不明顯。風向條件往往難以預期,所以毒氣可能吹回自己的軍隊。它的軍事價值主要是用來恐嚇敵人,而非打敗他們。並無任何大戰役是因為毒氣的使用而贏得。而且即使在冷戰的高潮,雙方都知道毒氣和生物武器在戰場可能產生難以預期的後果,也很容易升高為核子衝突。

    本章提及的全部論點,都涉及基因、蛋白質和分子的操控。因此,下一個問題自然浮現:我們對個別原子的操控會到什麼程度?