20年前,科學家完成第一份人體基因組測序的時候,時任美國總統克林頓稱這是「人類製作的一份最重要的、最奇妙的地圖」。這項突破被看作達到了和人類登月一樣的高度。

科學家當時預測在這之後20年內,人類對很多疾病的預防、診斷和治療都會更上一個台階,甚至認為這能為醫療行業帶來翻天覆地的變化,因為人們將能確切地知道哪些基因的問題導致哪些疾病。

蘇格蘭阿伯丁大學(University of Aberdeen)的麥肯齊(Alasdair Mackenzie)和科爾布(Andreas Kolb)共同撰文、近期發表在The Conversation網的文章說,在20年後的現在看來,科學家對基因學的研究有些令人失望,發現的新問題多於能夠為人類解決的問題、對基因的困惑多於駕馭的能力,在各個分支領域面臨處處碰壁的局面。

人類的基因數只有洋蔥的三分之一

科學家與人類基因組交鋒的第一回合起,就低估了其複雜度。早在2000年,在第一份人類基因測序即將完成的時候,科學家開始猜測人類基因組內基因的數量。科學家的猜測從30萬個到4萬個不等。作為對比,洋蔥基因組內有6萬個基因。

測序結果顯示,人類的基因組內只有大約2.1萬個基因,和小鼠或果蠅的基因數量差不多,差不多只有洋蔥的三分之一。於是科學家在基因研究領域得到了第一個教訓:基因組內基因的數量與物種的複雜程度無關,與之前猜想的完全不一樣。

巨大的責任

有能力讀取基因後面臨著第一個重大的道德問題,正如英國總理貝理雅2000年的時候所說:「這個強大的工具伴隨而來的是巨大的責任,如何明智地使用它。」

道德學者特別擔心的是與基因相關的歧視問題。比如基因數據可否呈遞到法庭作為證據,或作為將來篩選人類個體的新工具。

美國推出了2008年《遺傳信息非歧視法》,對部份問題做了規定,但是還有更多的問題等待社會回應,比如是否可以訂製基因製造嬰兒等。

2018年,一位中國科學家用CRISPR基因編輯工具改變了人類胚胎的DNA,有兩個胚胎發育成一對雙胞胎。這引來輿論譴責,這位科學家被判刑。這說明大範圍社會還不許可人類對胚胎進行基因編輯實驗。

可是另一方面,科學家仍然在研究如何使用基因編輯技術治療疾病。這帶來另一個問題,將來要不要界定基因療法的合法性?類似現在爭議不斷的安樂死問題。

難解疾病與基因的聯繫

就在科學家已經被基因編輯的道德問題困擾的同時,在疾病與基因之間關係的研究上也不順利。以前科學家以為只要找到每種疾病對應的基因,就有希望解決問題。可是他們發現,與疾病相關的很多基因,位於科學家根本想不到的基因段內,有的甚至位於「垃圾基因」之間。

科學家把基因分成兩大類,一類稱為編碼基因,即具有蛋白編碼的基因,發現這部份只佔基因總量的1.7%;高達98.3%的基因為「非編碼基因」,科學家不明確它們的作用,甚至給它們起名為「垃圾基因」,意思再明顯不過了,認為它們是無用的。

可是現在對疾病的研究發現,原來「垃圾基因」對人類很多的疾病都起到關鍵的作用。

除了這些難題,在非編碼基因內現在還發現了「增強子」基因,它們對器官組織功能起到重要的開關作用。

麥肯齊和科爾布寫道,基因科學下面所有這些分支領域,看起來我們的科學家沒有一個能夠順利地駕馭,每個領域都面臨著問題超過可控因素的局面。他們認為,看來研究者們接下來得把注意力更多地放在1.7%之外的非編碼基因裏面,才有希望實現基因醫療領域的新突破。#