人類基因組正走向衰敗

文澤波

人類對(duì)于自身的基因探究從未停止。1990年，人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)，十三年后（2003年），研究人員宣布人類基因組計(jì)劃完成了基本上整個(gè)人類基因組的高質(zhì)量序列。2007年，“炎黃計(jì)劃”完成了100%中國(guó)人基因組圖譜。在了解了基因和蛋白質(zhì)的功能之后，這些知識(shí)將在醫(yī)學(xué)，生物技術(shù)和生命科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。不過，隨著人們對(duì)基因的了解越來越深入，科學(xué)家們也越來越確認(rèn)，人類的基因正在發(fā)生著大量的、危險(xiǎn)的突變。

高于閾值200倍的突變速率

美國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者赫爾曼·約瑟夫·穆勒（HermannJosephMuller）在大約70年前就吹響了哨聲——平均每個(gè)新生兒帶著50-100個(gè)新的突變出生，人類基因組里有很多基因連鎖群（linkagegroup），相當(dāng)于捆綁遺傳有害基因會(huì)影響這些基因連鎖群，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。穆勒指出，每代每個(gè)人的突變應(yīng)當(dāng)不超過0.5個(gè)，如果突變率太高，人類基因組會(huì)不可避免的惡化，最終導(dǎo)致人類滅亡。

2018年，在一次美國(guó)衛(wèi)生研究院（NIH）的演講中，研究了突變載量18年的康奈爾大學(xué)的遺傳學(xué)教授JohnC.Sanford指出，“學(xué)遺傳學(xué)的人都知道，人類基因組累積了越來越多的有害突變，突變載量太大?，F(xiàn)在科學(xué)家們的共識(shí)是，人類突變的速率是，每代人的每個(gè)人平均貢獻(xiàn)了100個(gè)突變?！边@個(gè)數(shù)字，超過了穆勒給出的閾值0.5整整200倍。

在這段時(shí)間里，不斷有科學(xué)家提出類似的佐證。1997年威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的遺傳學(xué)家詹姆斯克勞（JamesF.Crow）表示，過去的幾百年里，有害突變一直在不斷累積，而有害突變導(dǎo)致的繁殖能力下降率大概是每代人下降1～2%。1996年，德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)分校的研究者也表示：在研究中發(fā)現(xiàn)人類線粒體基因組累積的突變太多。1999年，英國(guó)薩塞克斯大學(xué)的生物學(xué)家AdamEyre-Walker和愛丁堡大學(xué)的生物學(xué)家PeterD. Keightley發(fā)表論文：人類的基因突變率非常高，而且其中只有少部分是有益突變，大部分是有害的。

征兆其實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)在我們周圍

既然基因已經(jīng)朝著有害的方向突變了幾百年，對(duì)我們有什么影響呢？答案是：那些病已經(jīng)出現(xiàn)在眼前了——糖尿病、過敏、肥胖癥、甚至近視眼都是人類基因有害突變積累引發(fā)的征兆。這其中的原由，與自然選擇作用的降低不無關(guān)系。以I型糖尿?。ǜ叨瓤蛇z傳糖尿?。┡e個(gè)例子，在過去還沒有藥物能夠治療糖尿病時(shí)，這種疾病會(huì)導(dǎo)致患者死亡，使得該類基因的遺傳率降低，自然選擇作用明顯。而現(xiàn)代社會(huì)，人們可以通過胰島素使得這類患者正常生活，繁衍后代，于是糖尿病基因就會(huì)在這樣的繁衍中遺傳下去。I型糖尿病基因就很難在人類的基因庫中剔除。這一基因遺傳時(shí)間越長(zhǎng)，由其引發(fā)的有害基因突變的幾率也就越大。

而在科學(xué)家們對(duì)小鼠、蠕蟲和其他許多動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在沒有自然選擇的情況下，實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物的突變發(fā)生率會(huì)不斷增長(zhǎng)，整個(gè)種群會(huì)變?nèi)?，適合度（生物個(gè)體或群體適應(yīng)環(huán)境的程度）降低。從這一角度出發(fā)，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，降低了自然選擇的作用，為有人類害基因的突變提供了一個(gè)“避難所”。

事實(shí)上，早在2010年亞利桑那州立大學(xué)的生物學(xué)家邁克爾·林奇（MichaelLynch）就在論文上表示：在美國(guó)，自閉癥、男性不孕不育、哮喘、免疫系統(tǒng)紊亂、糖尿病等疾病的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了預(yù)期；美國(guó)和英國(guó)的國(guó)民智商在過去的100年里呈緩慢下降趨勢(shì)。有害突變?cè)谌祟惢虺刂胁粩嗬鄯e，每代人的生理和心智機(jī)能會(huì)衰退1%。此外還有研究發(fā)現(xiàn)，人們身體里“愛學(xué)習(xí)”的基因也在逐漸衰落。

風(fēng)口上的“人工基因合成”

如果說人類為什么能夠抗住這么猛烈的傷害，那么一定是因?yàn)槲覀冊(cè)緩?qiáng)大的基因——它本是在自然選擇中不斷錘煉出來的。但是它還能抗多久，我們不得而知。按照邁克爾·林奇的說法，如果沒有自然選擇，人類生理、形態(tài)、神經(jīng)活動(dòng)水平每200- 300年就會(huì)大變樣。

當(dāng)然，人類并不會(huì)坐以待斃。2016年，美國(guó)波士頓哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院舉行了一場(chǎng)特殊的會(huì)議，大約150名科學(xué)家、律師和企業(yè)家秘密會(huì)面討論創(chuàng)造一個(gè)完全人工合成的人類基因組的可能性——科學(xué)家們探討是否能化學(xué)重組那些從父母親遺傳給子女的基因材料。會(huì)議上為什么要邀請(qǐng)律師呢？原因是，人工改變?nèi)祟惖幕虿还馐羌夹g(shù)的問題，還是人類道德倫理與法律的問題。2018年，南方科技大學(xué)副教授賀建奎的“基因編輯嬰兒”一事便被判為違法行為。解決人類基因組走向衰敗一事，任重而道遠(yuǎn)。（編輯/侯幫虎）