想要顛覆世界的生物黑客

鄧唯珂

科學(xué)最初發(fā)軔于古希臘，經(jīng)歷了千年的發(fā)展變化，探索科學(xué)已經(jīng)從個(gè)人行為逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧w行為。在當(dāng)今世界，科學(xué)創(chuàng)新主要依賴于政府公辦機(jī)構(gòu)，或是私辦研究機(jī)構(gòu)的專業(yè)人員，也只有他們才能承擔(dān)昂貴的儀器和耗材。比如，建造一臺(tái)大型的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)就需要花費(fèi)80億美元，更不要提持續(xù)投入的人工費(fèi)和儀器運(yùn)行維護(hù)費(fèi)了。

但是不論科學(xué)和技術(shù)的門檻變得有多高，人類天生就會(huì)自發(fā)地探索和研究身邊的世界。目前世界上活躍著這樣一群對(duì)自然有好奇，對(duì)科學(xué)有執(zhí)著、有追求的非專業(yè)人士，這些“精力過?！钡哪贻p人組成了“科學(xué)別動(dòng)隊(duì)”，在以自己的方式改變著人類科學(xué)和技術(shù)的邊界。在古代，“非專業(yè)人士”奠定了現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)；在近代，人們將他們稱為“黑客”。

黑客常常被誤認(rèn)為是專門入侵他人系統(tǒng)進(jìn)行不法行為的計(jì)算機(jī)高手。這其實(shí)是一個(gè)誤解。利用技術(shù)來進(jìn)行破壞和非法營利的人其實(shí)被稱為駭客，他們沒有建設(shè)性目標(biāo)，是被真正的黑客們鄙視的一群人。簡單來說，駭客是搞破壞的，而黑客是搞建設(shè)的。黑客作為大眾的一員、體制外的科學(xué)技術(shù)愛好者，他們期望使大眾有權(quán)使用探索和研究的工具，有權(quán)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，并擁有行使這些權(quán)利的自由。這樣他們就可以將自己腦海中的創(chuàng)意與科學(xué)技術(shù)結(jié)合，并真正使科學(xué)技術(shù)施惠于大眾。

中國科學(xué)院院士楊煥明教授曾經(jīng)說過：年輕黑客的激情，也許是出自于他們的好奇或非意識(shí)的沖動(dòng)，也許是代表一種人類天生的追求和執(zhí)著。也許，這是一種積極的嘗試，將自我人生價(jià)值的實(shí)現(xiàn)、社會(huì)責(zé)任的承擔(dān)與歷史使命進(jìn)行最佳組合。他們不需要納稅人掏錢，不需要“同行評(píng)議”。他們的研究過程完全自主，他們的創(chuàng)新結(jié)果由實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，由市場來評(píng)價(jià)。

什么是生物黑客

電子信息技術(shù)在過去的幾十年間改變了人們的社交方式、娛樂方式和商業(yè)模式。在大眾的印象里，每個(gè)黑客都會(huì)破解和編程，可以用編程來實(shí)現(xiàn)一切電子設(shè)備能做的事情。隨著生命科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展完善，近些年來世界上正在出現(xiàn)一種新的黑客類別— 生物黑客。

生物黑客在本質(zhì)上和傳統(tǒng)黑客沒有什么不同，他們也是一群對(duì)科學(xué)探索和科技應(yīng)用有著強(qiáng)烈好奇心的年輕人。不過，傳統(tǒng)的黑客破解的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而生物黑客要破解的是承載生命的系統(tǒng)（基因組），他們編寫的是DNA的程序。生物黑客希望通過對(duì)生物的基因進(jìn)行理性設(shè)計(jì)，從而使之具有能滿足人類需要的功能。

基因的力量

世界上最具破壞性的力量潛藏于基因之中。2009年，一種寄生在豬身上的病毒的基因不過調(diào)換了幾個(gè)位置，便使得它可以逃過生物體內(nèi)免疫系統(tǒng)的捕殺，然后在幾天之內(nèi)就讓墨西哥陷入了癱瘓。學(xué)校放假，商店關(guān)門，連墨西哥城著名的獨(dú)立日游行都被迫取消了。這個(gè)病毒就是甲型H1N1流感病毒。

生物黑客認(rèn)為這種力量不應(yīng)該僅僅被政府及跨國公司所掌握，生物技術(shù)應(yīng)變得可以被每個(gè)人使用。如果生物技術(shù)不能被普通人認(rèn)識(shí)和使用，它就無法對(duì)社會(huì)形成真正的改變，從而無法使得社會(huì)中的每一個(gè)人都從中受益。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展史上也一直有開源文化和黑客傳統(tǒng)。如果沒有開源的Linux和安卓系統(tǒng)，我們就很難享受到今天廉價(jià)、多樣化的智能手機(jī)。

生物黑客們覺得政治和官僚主義正在使最新研究轉(zhuǎn)化為有益應(yīng)用的過程變得極為煩瑣，所以高校、公司和政府在進(jìn)行生物科學(xué)研究應(yīng)用時(shí)會(huì)覺得束手束腳，困難重重。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)有治療作用的藥物分子從被發(fā)現(xiàn)到上市變成商品藥的周期大約是10～12年。任何一個(gè)人如果想要依靠大機(jī)構(gòu)的資助建立一個(gè)生物實(shí)驗(yàn)室則需要面對(duì)：實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定、實(shí)驗(yàn)室安全條例、實(shí)驗(yàn)室采購批準(zhǔn)、生物資源收集許可、實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)人員注冊(cè)管理，倫理審查委員會(huì)認(rèn)證等審查。倫理、成本、制度這三座大山橫亙?cè)跇I(yè)余愛好者們面前，讓他們很難對(duì)生命科學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究和使用。

第三代基因技術(shù)帶來的顛覆

在過去的幾十年間，生物前沿科技一直被政府機(jī)構(gòu)和孟山都、諾華等大型公司壟斷。但值得慶幸的是，由于生命科學(xué)技術(shù)本身的不斷完善，生物黑客們的愿景正不斷變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。隨著第三代基因測序技術(shù)和第三代基因編輯技術(shù)的普及，對(duì)基因進(jìn)行讀取和編輯的成本正在變得越來越低，普通人正變得越來越容易接觸到最先進(jìn)的生命科學(xué)技術(shù)。

過去，人類基因組計(jì)劃為了破譯一個(gè)人的全部基因組，前后花了十幾年，由中、美、日、德、法幾個(gè)國家共同努力，一共花了大約30億美元才得以完成，相當(dāng)于一艘航空母艦的造價(jià)?，F(xiàn)在，對(duì)一個(gè)人的全基因組測序的價(jià)格大約是人民幣4000元，而對(duì)菌落進(jìn)行測序的價(jià)格已經(jīng)降至18元，合成一個(gè)堿基的DNA的價(jià)格已經(jīng)降至1.2元?；蚓庉嫾夹g(shù)也隨著新技術(shù)的開發(fā)變得越來越親民。在美國，一些生物黑客的網(wǎng)頁上，一套微生物的第三代基因編輯實(shí)驗(yàn)套裝僅售200美元。

科技論文的閱讀價(jià)格也因?yàn)榉粗R(shí)壟斷的研究者們的努力變得越來越便宜。過去，如果一個(gè)人不屬于大學(xué)或是大型企業(yè)等大機(jī)構(gòu)，他在網(wǎng)上閱讀一篇最新的論文平均花費(fèi)大概是33美元；而如今，任何人都可以在網(wǎng)站上免費(fèi)找尋他感興趣的最前沿的知識(shí)。這意味著，如今即使在中國這樣一個(gè)發(fā)展中國家，一個(gè)城市中產(chǎn)階級(jí)家庭的普通人完全可以憑借自己的能力，去實(shí)踐自己的創(chuàng)意。

有人也許會(huì)問：僅僅靠幾個(gè)普通人，依靠著現(xiàn)有的廉價(jià)儀器和網(wǎng)上的知識(shí)，能成就些什么呢？幾個(gè)愛好者的自娛自樂，跟政府和大機(jī)構(gòu)的科學(xué)家完全沒有可比性吧？其實(shí)，在20世紀(jì)末21世紀(jì)初那些革命性的電子信息技術(shù)的創(chuàng)新中，大部分都是從自家車庫，從大學(xué)宿舍走出去的。作為居家計(jì)算機(jī)俱樂部里最早的黑客成員，喬布斯和他的搭檔就是在自家車庫里組裝出了第一臺(tái)蘋果筆記本電腦。謝爾蓋·布林和拉里·佩奇的谷歌公司也是從朋友家的車庫里走出來的。馬克·扎克伯格則是在自己的宿舍中創(chuàng)造了臉書的雛形。

生命科學(xué)的大部分歷史中，重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)所誕生的實(shí)驗(yàn)室，其設(shè)備的精良程度還不如現(xiàn)代人的廚房。先輩們沒有冷凍設(shè)備、穩(wěn)定供電、清潔水源、電動(dòng)攪拌器、保鮮防菌措施……不過他們依然研制出了疫苗，發(fā)展出了細(xì)菌學(xué)說，建立了現(xiàn)代遺傳學(xué)。今天的我們?cè)谥巧躺喜惠斍叭?，并且擁有比前人更先進(jìn)的設(shè)備儀器，更完善的基礎(chǔ)理論，所以也應(yīng)該相信當(dāng)代的生物黑客有可能做出更驚人的發(fā)現(xiàn)。

生物黑客實(shí)現(xiàn)普通人的夢想

端粒，作為抗衰老的重大發(fā)現(xiàn)在2009年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。端粒是細(xì)胞內(nèi)的生物時(shí)鐘，可以保護(hù)我們的基因不會(huì)在細(xì)胞分裂的過程中受到損傷，但它會(huì)在細(xì)胞的每一次分裂過程中被消耗。通常來說，越年輕的人端粒就越完整，年紀(jì)越大的人端粒越短小。在小白鼠的實(shí)驗(yàn)中也證明了，人為的延長端?？梢匝娱L小白鼠的壽命并改善整體的健康狀況。

2016年，美國西雅圖生物技術(shù)公司BioViva的首席執(zhí)行官伊麗莎白·帕里什奔赴哥倫比亞，在那里她通過多次注射，接受了其公司開發(fā)的兩種實(shí)驗(yàn)性基因療法。一種療法旨在延長染色體的末端（稱為端粒）的療法，而另一種療法則旨在增加肌肉質(zhì)量。帕里什表示，這些療法將“壓縮死亡率”，通過避免衰老相關(guān)的疾病，使人們活得更健康、更長壽。

由于生命科學(xué)的發(fā)展，今天的富人們正在擁抱從古至今所有人都?jí)裘乱郧蟮臋C(jī)會(huì)，那就是改造自身、優(yōu)化生活的機(jī)會(huì)。正逐漸變得能被普通人接觸到的生物技術(shù)，不僅給普通人提供了一個(gè)可以釋放自己創(chuàng)意并創(chuàng)造巨大財(cái)富的機(jī)會(huì)，也讓普通人有機(jī)會(huì)享受到最新科技帶來的生活層面上的改變，甚至生命層面上的改變。

對(duì)普通人研究和實(shí)踐技術(shù)的限制正在因?yàn)槿澜缟锖诳偷呐Χ饾u淡化，普通人從來沒有像今天這樣能自由、自主、低成本地使用生物技術(shù)來超越自己先天的局限。生物黑客在美國已經(jīng)發(fā)展了十幾年，他們有自己的社區(qū)、網(wǎng)站、儀器和試劑渠道。近幾年，生物黑客也做出許多有趣的嘗試，比如有些人因?yàn)槟c道菌群的不同對(duì)食物中營養(yǎng)的利用率也就不同，所以有些人怎么吃都不會(huì)胖。于是，生物黑客就把別人體內(nèi)健康的腸道菌群移植給自己，讓自己也有這樣的健康體質(zhì)。

葡萄酒中含有一種名為白蘆藜醇的抗氧化劑，是植物給自身分泌的一種保護(hù)劑，能夠幫助植物對(duì)抗外傷、細(xì)菌、感染和紫外線等外界壓力。20世紀(jì)90年代科學(xué)家就認(rèn)為，之所以喜歡高脂肪飲食的法國人不容易得心血管疾病，就是因?yàn)樗麄兘?jīng)常喝的葡萄酒中含有這種物質(zhì)。但是，葡萄酒高昂的價(jià)格使得絕大數(shù)人都和這種寶貴的物質(zhì)絕緣。為了解決這一難題，生物黑客們就給啤酒酵母轉(zhuǎn)入了可以合成白蘆藜醇的基因，再用這種酵母釀啤酒，這樣他們自己在家里就能釀出富含白蘆藜醇的啤酒。

人的肌肉主要是由兩個(gè)基因調(diào)控的，一個(gè)是控制肌肉合成的基因，一個(gè)是分解肌肉的基因。這兩種基因在正常情況下會(huì)處于平衡狀態(tài)，平時(shí)用的肌肉多就多合成一點(diǎn)肌肉，平時(shí)用的肌肉少就分解掉一些肌肉來減少身體的負(fù)擔(dān)。有些小孩因?yàn)樘焐鄙偌∪馍梢种苹?，一出生不用任何鍛煉就能擁有發(fā)達(dá)的肌肉。于是，希望自己擁有一身強(qiáng)健肌肉的生物黑客們就開始通過基因編輯的手段調(diào)控自己的基因，讓自己也擁有這樣的體制。

不要以為基因技術(shù)還離我們很遠(yuǎn)，事實(shí)上基因技術(shù)正在變得越來越“親民”。2016年，國際奧委會(huì)不得不宣布在之后的奧運(yùn)會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行基因檢查，以判斷是否有運(yùn)動(dòng)員對(duì)自己的運(yùn)動(dòng)基因進(jìn)行了調(diào)整，使得自己獲得在競技比賽中不公平的優(yōu)勢。

過去很多被人認(rèn)為是由天賦和命運(yùn)注定的東西，在生命科技的不斷突破中正在變得越來越容易改變，而生物黑客就是一群要致力于突破天命限制的人。今天，隨著論文的開源，儀器和試劑的開源和價(jià)格的降低，一般家庭出身的青少年也可以無障礙地和志同道合的人們互相合作、交流，也可以縱向地對(duì)自己感興趣的領(lǐng)域進(jìn)行深入鉆研。但個(gè)別生物黑客的一些做法也存在極大爭議，處于風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管、科學(xué)倫理的灰色地帶。因此，對(duì)于想成為生物黑客探索自身極限的朋友，我們還是要多一句忠告：請(qǐng)不要忘記高懸于科學(xué)家頭頂?shù)倪_(dá)摩克利斯之劍，能力越大，責(zé)任越大。