作者觀點
聊到基因技術(shù),今天我們接著上封信前普,聊聊長生不老的話題。壹堰。
昨天的信中拭卿,我們講到如果破解了“上帝造人”的密碼骡湖,知道我們?nèi)梭w的每一個功能都是由什么基因控制的,就有可能在生布桥(尤其是現(xiàn)在的絕癥)時勺鸦,找到什么地方出了錯誤。接下來目木,似乎能通過現(xiàn)在非常熱門的基因編輯技術(shù)修復(fù)基因换途,根除病患;或者克隆器官延續(xù)自己的生命刽射,這樣豈不是人就不會死了么军拟?這些事情如果都能夠做了,人類的壽命肯定可以延長誓禁,這是毫無疑問的懈息。從目前的技術(shù)發(fā)展速度來看,做到這些事情有希望摹恰,但是不會太快辫继,大家的期望值不要太高。
昨天的信里還談到俗慈,讀出每個人的DNA密碼是件容易的事情姑宽,定位每一個基因位點( genetic locus),就要難得多闺阱,而找到每個基因和功能的對應(yīng)(Mapping)則是難上加難炮车。更為困難的是,一些疾病比如心血管疾病酣溃,不是由一個基因控制的瘦穆,而是多組基因組合產(chǎn)生的結(jié)果,要把它們之間的對應(yīng)搞清楚赊豌,就難上加難了扛或。我過去在約翰-霍普金斯的一個朋友,實驗室里由一個大科學(xué)家?guī)е淮笕翰┦可筒┦亢蟮獗驮谡依夏臧V呆病的基因(找對應(yīng))熙兔,他們一度覺得非常接近目標(biāo)了,整個實驗室都很興奮派昧,后來發(fā)現(xiàn)實驗難以重復(fù),說明找的方向還是沒有找對拢切。實際上蒂萎,今天世界各國都在找這個病的基因?qū)?yīng),但是進展緩慢淮椰。
在計算機科學(xué)領(lǐng)域和生物領(lǐng)域都算是行家的薩爾茲伯格教授五慈,這樣給我解釋找對應(yīng)的難度纳寂。我們知道人類的基因中的核酸堿基數(shù)目為30多億,這和今天最復(fù)雜的計算機處理器( Intel Broadwell-EP Xeon)里面的晶體管數(shù)目是處在同一個數(shù)量級(70億左右)泻拦。所不同的是計算機處理器是人設(shè)計的毙芜,設(shè)計者知道每一個晶體管的功能,而生命的密碼DNA争拐,是上帝設(shè)計的(你也可以認(rèn)為是大自然設(shè)計的)腋粥,我們?nèi)祟悘膩頉]有參與。在接下來的幾十億年里架曹,它就像一本巨大的書隘冲,被每一代物種抄寫一遍,中間會抄寫出不同的字绑雄,就出現(xiàn)了不同的物種展辞。有些錯別字問題很大,相應(yīng)的物種就被淘汰了万牺。有些則錯得更有道理罗珍,相應(yīng)的物種就得到了進化。就這樣抄了無數(shù)代脚粟,有一個版本就成為了我們今天身體里的DNA覆旱。在這個抄寫過程中,人是無法有意參與珊楼,更不要說控制了通殃。
即便是人設(shè)計的計算機處理器,如果有了很小的毛病厕宗,要確定是其中哪一個晶體管出了錯画舌,也幾乎是不可能的事情。一般來講已慢,只要檢測程序沒有通過曲聂,就把這個處理器扔了,沒有人費神去定位那個(那些)出問題的晶體管佑惠,因為任務(wù)太難朋腋,成本太高。好了膜楷,對于人根本沒有參與設(shè)計的自身的DNA旭咽,如果出了問題,要定位原因赌厅,可以想象有多么難穷绵。因此,雖然從理論上講特愿,可能找到致病的基因缺陷仲墨,并且對于一些病這個問題也已經(jīng)解決了勾缭。但是,對于所有絕癥找到定位目养,用現(xiàn)有的方法俩由,需要非常非常長的時間。
科學(xué)家們想到了利用計算機來做這件事癌蚁,這也是Google要成立它的醫(yī)療保健公司Calico幻梯,以及溫特創(chuàng)辦人類長壽公司的目的。但是即便找到了致病的基因匈勋,要修復(fù)它依然有很大的障礙礼旅,這里面涉及到一個關(guān)鍵性技術(shù),就是最近非常熱門的基因編輯技術(shù)洽洁。先不談河北科技大學(xué)的發(fā)明是否有效痘系,我們還是聚焦一下主流的CRISPR Cas基因編輯技術(shù)。2013年麻省理工學(xué)院(MIT)的華裔科學(xué)家張鋒在CRISPR Cas方面所取得的突破性成果饿自,被《自然》雜志列為當(dāng)年十大科技進步之首汰翠。2015年,突破獎中的生命科學(xué)獎授予了從事CRISPR工作的兩名女科學(xué)家昭雌,美國的詹妮弗-杜德納和法國的艾曼紐-卡彭特复唤,也可見全世界對這項研究的關(guān)注。這似乎表明這項技術(shù)開始趨于成熟烛卧,不過目前它的成功率也不過60%左右佛纫,而且成本特別高。
即便能夠編輯基因了总放,是否病就能被治好了呢呈宇?也不一定,因為DNA控制組織和器官的形成過程比想象的要復(fù)雜局雄。我們都知道甥啄,每個人都是源于一個受精卵細(xì)胞,它一分二炬搭,二分四蜈漓,但是分著分著就有了組織的區(qū)別,然后組織就形成不同的器官宫盔,這又是為什么呢融虽?薩爾茲伯格和我講,其實基因中有很多開關(guān)灼芭,在復(fù)制的過程中有额,有時這個開關(guān)打開,有時另一個開關(guān)打開,復(fù)制出來的細(xì)胞就不同了谆吴,但是至今人們也不知道這些開關(guān)怎么工作的。如果知道了苛预,那么就可以從干細(xì)胞出發(fā)句狼,克隆自己的器官了。薩爾茲伯格因為過去網(wǎng)球打多了热某,膝蓋不是很好腻菇,因此他特別關(guān)心這件事,希望在他有生之年能夠享受到克隆膝蓋軟骨的成果昔馋〕锿拢總之,人類對基因的了解其實還很少秘遏。利用基因技術(shù)治愈癌癥等絕癥丘薛,還有很長的路要走。
其實邦危,無論是Calico的CEO洋侨、著名生物學(xué)家李文森,還是人類長壽公司的創(chuàng)始人溫特倦蚪,都沒有把目標(biāo)設(shè)定在讓人類能夠永生這件事情上希坚,而是不約而同地把目標(biāo)定位在了長生不老上。所謂長生不老陵且,就是活得長裁僧,而且直到生命的最后,依然健康慕购。用溫特的話說聊疲,將來60歲的人可以像20歲的一樣,而李文森則是講脓钾,希望人類能活到120歲售睹,在去世前一天,他還是健康的可训。
這個目標(biāo)顯然更有實際意義昌妹,目前一些醫(yī)學(xué)上重大突破,都在幫助達成這個目標(biāo)握截。前一陣子飞崖,我拜訪斯坦福醫(yī)學(xué)院和斯坦福醫(yī)院,得到一個好消息谨胞,干細(xì)胞技術(shù)治療中風(fēng)固歪,獲得非常好的結(jié)果。斯坦伯格教授的團隊對18例患者進行了醫(yī)治,一半病人有了非常大的好轉(zhuǎn)牢裳。接下來逢防,他們要實驗100例,進行雙盲試驗蒲讯。在早些時候忘朝,我在約翰-霍普金斯大學(xué)參觀了人工心臟實驗室,這種人工心臟已經(jīng)用于了臨床試驗(這個話題我以后會和你細(xì)聊)判帮,這些成就局嘁,都無疑可以大幅度地幫助全人類延年益壽。
你可能會奇怪為什么我最近談?wù)撫t(yī)療的事情似乎比談?wù)揑T的還多晦墙,因為我在這方面花的時間非常多悦昵,不僅是在投資這個領(lǐng)域的一些公司和研究項目,而且我認(rèn)為隨著技術(shù)的發(fā)展晌畅,利用IT技術(shù)改善醫(yī)療是今后一個大趨勢但指。
自己的觀點:先解決功能mapping,再解決開關(guān)控制機制抗楔,同時還需解決組合基因控制機制枚赡,并具備完善的基因編輯技術(shù)。道路是曲折的谓谦,未來是光明的贫橙。