據傳,美國政府一方面正在秘密收集各國領(lǐng)導人的DNA,另一方面也在不遺余力保護巴拉克·奧巴馬的DNA。一旦這些基因密碼被破解,就可能泄露一些對當事人有害的信息。在不遠的將來(lái),它們還可能提供更多信息——以此為基礎可研發(fā)個(gè)性化生物武器,進(jìn)而干掉任何一個(gè)領(lǐng)導人且不留蛛絲馬跡。
未來(lái)也許是這樣發(fā)展的。隨著(zhù)基因操作的基本工具價(jià)格的急劇下滑,生物制劑的設計就自然而然采用眾包方法了。針對晚期癌癥的個(gè)性化基因治療成為醫學(xué)界尖端技術(shù),病毒設計網(wǎng)站隨之出現,在這類(lèi)網(wǎng)站上,人們可以上傳自己的疾病信息,病毒學(xué)家可以發(fā)布為患者量身定制的治療方案。從醫學(xué)上來(lái)說(shuō),這絕對合乎情理:長(cháng)期以來(lái),大自然設計了杰出的病毒作品。稍事加工,這些病毒就會(huì )變成理想的基因傳遞工具。
很快,這些網(wǎng)站便收到了鋪天蓋地的治療請求,而且這些請求不僅僅局限于癌癥。診斷劑、疫苗、抗菌藥物甚至是由設計師專(zhuān)門(mén)設計的精神藥物——所有這些都出現在了請求列表中。至于人們怎么處理這些生物設計,只有天曉得。那時(shí)尚沒(méi)有成立任何監管它們的國際機構。
因此,2016年11月,當昵稱(chēng)為嘎吱上尉(Cap'nCapsid)的初次訪(fǎng)問(wèn)者在病毒設計網(wǎng)站99Virions上發(fā)布挑戰時(shí),并沒(méi)有收到任何警告;他的挑戰只是那天貼出的一百多份設計請求之一。嘎吱上尉可能曾經(jīng)是制藥行業(yè)的顧問(wèn),他的挑戰只是再一次試圖了解迅速轉變的研發(fā)前景——實(shí)際上,他本來(lái)可能就這么做平凡人了——然而該問(wèn)題非常有趣。此外,嘎吱上尉給出了500美元懸賞獎金,幾個(gè)小時(shí)的工作能賺這么多,也不錯了。
隨后,99Virions網(wǎng)站的日志文件顯示嘎吱上尉的IP地址來(lái)自巴拿馬,盡管這個(gè)地址可能是偽造的。設計規范本身沒(méi)有亮任何紅旗。設計規范使用合成生物學(xué)人所鐘愛(ài)的合成生物學(xué)開(kāi)源語(yǔ)言(SBOL,SyntheticBiologyOpenLanguage)書(shū)寫(xiě),看起來(lái)就像一個(gè)標準的疫苗請求。所以人們只需要照著(zhù)做就是了,就像最新設計的被寫(xiě)入“自動(dòng)進(jìn)化”的自動(dòng)化電腦程序一樣。這些算法運行得相當好,目前幾乎贏(yíng)得了三分之一的挑戰。
在12個(gè)小時(shí)內,提交了243份設計作品,其中大部分是由計算機化的專(zhuān)家系統設計的。但是,這一次的贏(yíng)家GeneGenie27竟然是人——一個(gè)精通病毒學(xué)知識的20歲哥倫比亞大學(xué)本科生。他的設計很快被轉到上海一個(gè)蒸蒸日上的在線(xiàn)生物市場(chǎng)。之后不到一分鐘,冰島一家新興合成生物企業(yè)贏(yíng)得了合同,可將5984個(gè)堿基對藍圖轉變?yōu)檎嬲?a target="_blank" href="http://m.gunswipe.com/yuer/beiyun/ysyc/" name="InnerLinkKeyWord">遺傳物質(zhì)。三天后,一包每片10毫克重的微型速溶藥片被裝入聯(lián)邦快遞信封并交給了快遞員。
兩天后,哈佛大學(xué)主修管理的大二學(xué)生薩曼莎(Samantha)收到了這個(gè)包裹。薩曼莎以為里面是她在網(wǎng)上訂購的新型合成迷幻劑,當晚便拿出一片塞進(jìn)左側鼻孔,然后走進(jìn)盥洗室。當薩曼莎穿好衣服,藥片已經(jīng)開(kāi)始溶解,一股股外來(lái)遺傳物質(zhì)已經(jīng)進(jìn)入了她的鼻粘膜細胞中。
有些舞會(huì )藥——似乎她所有的舞會(huì )藥,都是流感病毒。那天夜里晚些時(shí)候,薩曼莎有些低燒,散發(fā)出了數十億病毒顆粒。這些病毒顆粒會(huì )以指數增長(cháng)的連鎖反應在校園內傳播,除了會(huì )引起輕度發(fā)燒和打噴嚏以外,完全無(wú)害。一旦病毒進(jìn)入含有某一特定基因序列的細胞,情況就有所不同了。特定的基因序列指的是那些能充當化學(xué)鑰匙開(kāi)啟未必呈良性的次功能序列。這種次級基因序列會(huì )引發(fā)一種迅速破壞神經(jīng)的疾病,將導致失憶,最終致死。世界上唯一一個(gè)擁有這種基因序列的就是美國總統,他計劃那周晚些時(shí)候在哈佛大學(xué)肯尼迪政府學(xué)院演講。當然,校園里成千上萬(wàn)人會(huì )不斷地抽鼻涕,但是聯(lián)邦特勤局(SecretService)大概不會(huì )覺(jué)得這其中有什么問(wèn)題。畢竟那是12月——本來(lái)就是感冒和流感的高發(fā)時(shí)節。
我們剛剛所描述的情節聽(tīng)起來(lái)似乎和科幻小說(shuō)那樣——這確實(shí)含有一些對未來(lái)主義的跳躍想象??茖W(xué)界的人們認為我們的時(shí)間過(guò)渡太快。但是,想想從本世紀初的開(kāi)始,快速發(fā)展進(jìn)步的技術(shù)已展現出一種明顯的趨勢:馬上把不可能轉變?yōu)榭赡?。去年?010年),在杰帕迪游戲(Jeopardy,譯注:美國1964年開(kāi)播的電視節目,拿下過(guò)28項艾美獎大獎,也是世界金氏記實(shí)中得獎最多的電視益智問(wèn)答類(lèi)節目)里,由IBM公司打造擅長(cháng)人類(lèi)語(yǔ)言的人工智能計算機華生(Watson),擊敗了人類(lèi)冠軍肯·詹寧斯(KenJennings)。當我們寫(xiě)這篇文章的時(shí)候,士兵們裝上仿生假肢繼續服役,無(wú)人駕駛的汽車(chē)行駛在馬路上。然而,與最近生物科學(xué)領(lǐng)域的巨大飛躍相比,這些進(jìn)步顯得微不足道——生物科學(xué)上實(shí)現的巨大飛躍讓我們難以想象。
對比偶然流行的瘟疫和大規模殺傷性武器,個(gè)性化生物武器更加微妙,且具有較小危害性。但是,它們可能更容易爆發(fā)。
更重要的是,收集各國領(lǐng)導人的DNA已經(jīng)是個(gè)陰謀。根據2009年出版《總統特勤局》的作者羅納德·凱斯勒(RonaldKessler)說(shuō),海軍管家收集了總統的床單,水杯以及其它總統碰觸過(guò)的物品——對其進(jìn)行消毒或銷(xiāo)毀處理——為了防范欲得到總統基因的不法分子。(特勤局從不承認也不否認這樣的行為,也不會(huì )對此文章的其他方面發(fā)表評論。)根據2010年維基解密(WikiLeaks)發(fā)布的秘密電報,美國國務(wù)卿希拉里·克林頓曾經(jīng)指示我們的駐外大使館,暗中收集國外首腦以及聯(lián)合國高級官員的DNA樣本;顯然,美國把獲取世界領(lǐng)袖的具體生物學(xué)視為戰略?xún)?yōu)勢;如果其他國家不這樣想的話(huà),那可就奇怪了。
盡管目前尚沒(méi)有使用先進(jìn)且具有基因針對性生物武器的報道,本文作者——包括遺傳學(xué)和微生物學(xué)專(zhuān)家安德魯·何塞爾和全球安全和執法專(zhuān)家馬克·古德曼(MarcGoodman)——都相信生物武器正在一步步走向可能。大多數支撐技術(shù)都已就位,已經(jīng)開(kāi)始服務(wù)學(xué)術(shù)研發(fā)小組和商業(yè)生物技術(shù)組織的需求。這些技術(shù)的威力正以指數的形式增長(cháng),特別是那些能輕易操縱DNA的技術(shù)。
癌癥治療的發(fā)展史就是正在上演的生物技術(shù)發(fā)展的縮影。大多數癌癥藥物能殺死細胞。如今的化療是化學(xué)戰劑的衍生物:我們已把生物武器轉變?yōu)橹委煱┌Y的藥物,盡管是最原始的藥物,就像地毯式轟炸一樣,副作用是必然的。如今,多虧了基因學(xué)的進(jìn)步,讓我們認識到每種癌癥都是唯一的,研究方向也能轉向個(gè)性化用藥——設計師療法,以特別的方式消滅特殊病人體內特定癌細胞;這種療法是像激光一樣,專(zhuān)門(mén)針對癌細胞。
指數增長(cháng)的基因科學(xué)
若真想懂得生物科學(xué)界所發(fā)生的一切,需先理解信息技術(shù)的發(fā)展速率。1965年,戈登·摩爾(GordonMoore)提出:自20世紀50年代后期集成電路發(fā)明以來(lái),電腦芯片上集成電路組成部件的數目將大約以每年翻一番的速度增長(cháng)。摩爾預言:這個(gè)趨勢將“至少持續10年”。他繼而聯(lián)合創(chuàng )辦了Intel公司。他說(shuō)對了,這個(gè)趨勢確實(shí)持續了10年,乃至之后的10年。一切如他所說(shuō),50年后,他的洞見(jiàn)依然準確,它經(jīng)受住了時(shí)間的考驗,已然成為著(zhù)名的“摩爾定律”,指導著(zhù)半導體工業(yè)的發(fā)展規劃。
“摩爾定律”最初預言:每12個(gè)月(如今是每24個(gè)月)[1],集成電路上的晶體管數目將翻倍——這就是我們所知的“指數增長(cháng)”模式。線(xiàn)性增長(cháng)是一個(gè)緩慢、連續的過(guò)程(1變2,2變3,3變4……),而指數增長(cháng)則是爆炸性的成倍增加(1變2,2變4,4變8……),并會(huì )帶來(lái)革命性的效果。20世紀70年代,世界上最強大的超級計算機是Cray,要一間小屋子才裝得下,一臺價(jià)值差不多800萬(wàn)美元。如今,你口袋里的iphone,速度比它快100多倍,卻便宜了12,000多倍。這便是指數增長(cháng)在起作用。
1990年,美國能源部及國立衛生院聯(lián)合發(fā)表聲明稱(chēng),他們計劃在未來(lái)15年內,完成人類(lèi)基因組中30億個(gè)堿基對的測序工作。該計劃被認為是迄今開(kāi)展的最雄心勃勃的生命科學(xué)項目。雖然預算資金高達30億美元,但進(jìn)展卻很緩慢。辛勤工作了多年以后,許多專(zhuān)家甚至質(zhì)疑能否在計劃的時(shí)間和預算內完成該項目。
直到1998年,生物學(xué)家、企業(yè)家克萊格·文特爾(J.CraigVenter)攜賽萊拉公司(Celera)參與競賽,才打破這一局面。文特爾利用生物科技的指數增長(cháng),依靠新一代基因測序專(zhuān)家以及新穎的計算機密集型霰彈槍測序法來(lái)繪制人類(lèi)基因組草圖(他自己的),用時(shí)不到兩年,耗資僅3億美元。
文特爾的成就令人震撼,但那也只不過(guò)是個(gè)開(kāi)端而已。到2007年,也就是短短7年之后,花費不到100萬(wàn)美元就能完成人類(lèi)基因組的測序工作。2008年,有的實(shí)驗室只要6萬(wàn)美元就能完成該項測序工作,2009年,花費降到5000美元。今年只需1000美元,而且價(jià)格有可能繼續下降。照現在的降幅,不出5年,花費將降到100美元以下??v觀(guān)世界歷史,可能再也沒(méi)有哪種技術(shù)價(jià)格下跌如此迅猛,性能提升卻如此神速了。
這些發(fā)展極大地增加了幾項危險的危險系數。最可怕的噩夢(mèng)莫過(guò)于恐怖分子制造了大規模殺傷性武器,或是馬虎的科學(xué)家一不小心散播了瘟疫——這些擔憂(yōu)很實(shí)際,亟需更多的關(guān)注。本故事的焦點(diǎn)是有個(gè)體針對性的的生化武器,它更精巧,不至于造成毀滅性的威脅,可能正因為如此,社會(huì )基本上還沒(méi)把它列入考慮范圍之內。但是我們相信,這種武器一旦面世,比之具有大規模殺傷性的生化武器,它的使用機率會(huì )更高。對首次犯罪的人來(lái)說(shuō),在實(shí)施大規模殺戮之前,大多數罪犯可能還會(huì )再三思量,而針對個(gè)人的謀殺簡(jiǎn)直太平常了。
未來(lái),政治家、名人、行業(yè)領(lǐng)袖——任何人,真是這樣的——都易成為疾病襲擊的目標。多數襲擊即使是致命的,也可悄無(wú)聲息地進(jìn)行,而被害者會(huì )被誤認為是自然死亡;另有很多時(shí)候,鎖定嫌疑人可能會(huì )困難重重,特別是從遭到疾病侵襲到癥狀顯現還需要一段時(shí)間。
不僅如此,當我們仔細深入地探究時(shí)會(huì )發(fā)現,這些科學(xué)發(fā)展終將引領(lǐng)一種全新的個(gè)人戰斗方式。比如,試想一下,把一個(gè)大公司的CEO誘導成偏執狂以贏(yíng)得商業(yè)先機;或者,在未來(lái),通過(guò)感染購物者,促使他們沖動(dòng)購物。
在eBay,一套二手實(shí)驗設備要價(jià)不過(guò)10000美元。除去分析儀器——因為這個(gè)過(guò)程可以外包——攢齊一套基本的細胞培育平臺所需不到1000美元。購買(mǎi)化學(xué)品和實(shí)驗室用品從沒(méi)像今天這么易如反掌;幾百家網(wǎng)絡(luò )轉售商接受信用卡付款,能把貨運到幾乎世界任何地方。
生物知識也日漸普及。像JoVE(可視化實(shí)驗期刊)這類(lèi)網(wǎng)站就提供幾千個(gè)有關(guān)生物科技的示范視頻。麻省理工學(xué)院有這方面的在線(xiàn)課程。許多期刊將實(shí)現開(kāi)放存取,這樣一來(lái),資料完備、方法闡釋詳盡的最新科研成果便可供人自由查閱。如果你想找到實(shí)踐性更強的學(xué)習方法,有幾十個(gè)“DIY”生物組織可任由你加入,如“基因空間”(Genspace),“生物獵奇”(BioCurious)等等,它們最近如雨后春筍般地涌現,基因工程儼然已經(jīng)成為供愛(ài)好者追逐的天地。
比爾·蓋茨在最近一次采訪(fǎng)中對記者說(shuō),如果他今天還是個(gè)孩子,他會(huì )把入侵電腦拋到腦后:他要入侵生物。
生化恐怖威脅
自1972年基因工程發(fā)明以來(lái),直到最近,設備的高成本和有效使用這些設備的高額教育費用讓大部分居心叵測之徒只能望洋興嘆。但如今,這些準入障礙幾乎消失殆盡了。
2011年12月7日,美國(前)國務(wù)卿希拉里·克林頓在生物和有毒武器公約審議大會(huì )(BiologicalandToxinWeaponsConventionReviewConference)上的一次講話(huà)中說(shuō):
不幸的是,恐怖分子和其他非國家行為體開(kāi)發(fā)和使用這些武器的能力在加強。因此,這必須成為我們行動(dòng)的新焦點(diǎn)……因為已經(jīng)出現令人警惕的跡象,嚴重到讓我們無(wú)法忽視。
生物學(xué)前沿的迅速拓展提出一個(gè)讓人不安的問(wèn)題:你怎么防范尚不存在的威脅?基因工程處在一個(gè)新時(shí)代的邊緣。舊的時(shí)代屬于DNA測序,這僅僅是解讀基因密碼的行為——即從構成DNA的四種化學(xué)物質(zhì)的排列順序中辨別和提取意義。然而現在,我們正在學(xué)習如何編寫(xiě)DNA,由此創(chuàng )造的可能性既是偉大的,也是駭人的。
2010年5月,文特爾合成了世界上首個(gè)可自我復制的人造染色體。為了設法做成這件事,他利用電腦設計了一個(gè)全新的細菌基因組(共有超過(guò)1百萬(wàn)個(gè)堿基對)。設計剛剛完成,密碼便馬上通過(guò)電子郵件發(fā)送到了藍鷺生物技術(shù)公司(BlueHeronBiotechnology),這是西雅圖地區的一家公司,在按數字藍圖合成DNA方面很有一套。藍鷺公司收到的是文特爾傳送來(lái)的A、T、C、G堿基密碼,送還文特爾時(shí),它們已變成多個(gè)小瓶裝的冰凍質(zhì)體DNA。就像一個(gè)人可以在電腦上安裝操作系統一樣,文特爾把這套合成DNA嵌入一個(gè)宿主細菌細胞,這個(gè)細胞自身的DNA事先已經(jīng)掏空。很快,該細胞開(kāi)始生成蛋白質(zhì),或借用如今在生物學(xué)家當中流行的電腦術(shù)語(yǔ)說(shuō),它“啟動(dòng)了”:完全基于植入DNA的密碼,它開(kāi)始新陳代謝和成長(cháng),最重要的是開(kāi)始分裂。一個(gè)細胞變成兩個(gè),兩個(gè)變成四個(gè),四個(gè)變成八個(gè)。每個(gè)新細胞只攜帶文特爾設計的合成指令。就一切實(shí)用目的而言,這是一個(gè)全新的生命形式,實(shí)實(shí)在在是從無(wú)到有,憑空出世。文特爾稱(chēng)它為“我們星球上第一個(gè)電腦生成的自我復制的物種”。
因為合成生物技術(shù)令DNA的設計、合成及組合變得更加簡(jiǎn)單,我們已經(jīng)從微調基因設計發(fā)展到構建新生物體的階段——即創(chuàng )造地球上從沒(méi)出現過(guò)、完全由我們的想象孕育出來(lái)的物種。因為我們能夠控制這些生物的生存環(huán)境,在調整溫度、氣壓、食物來(lái)源的同時(shí),消滅這些物種的天敵和消除其他可能造成它們生存壓力的因素,因此,我們不久之后創(chuàng )造出來(lái)的生物將具有自然界不可能賦予的能力。你能夠想象得出在火星表面茁壯生長(cháng)的生物體嗎?或者能夠將簡(jiǎn)單的碳素轉變成鉆石或者納米管的生物酶嗎?合成生物學(xué)發(fā)展的終極界限在哪里令人難以預計。
所有這些都意味著(zhù),我們跟生物學(xué)本已復雜的互動(dòng)將會(huì )變得更加麻煩?;旌蟻?lái)自多種物種的基因代碼、或創(chuàng )造新的生物體可能會(huì )產(chǎn)生意象不到的結果。即使在實(shí)驗室高標準的安全環(huán)境下,事故還是時(shí)有發(fā)生。如果這些事故中涉及保護殼破裂,那么,今天無(wú)害的實(shí)驗室病菌明天可能就會(huì )演變成一場(chǎng)生態(tài)災難。美國總統委員會(huì )(PresidentialCommission)在《生物倫理學(xué)問(wèn)題研究》(StudyofBioethicalIssues)上發(fā)表的一份2010年合成生物學(xué)報告中這樣說(shuō)道:“如果泄漏實(shí)屬意外,理論上,可能導致預想之外的跨物種雜交、繁衍增生失控、現有物種受到擠壓,從而給生物多樣性造成威脅。
跟生化失控一樣讓人憂(yōu)心忡忡的還有生化恐怖造成的威脅。雖然文特爾創(chuàng )造的細菌對人類(lèi)不會(huì )造成危害,但是,同樣的技術(shù)也可以用于構建某種我們已知的致病病毒或病菌,更可怕的是,制造出它們的致命版本。病毒尤其易于合成。2002年,這一事實(shí)變得顯而易見(jiàn),在這一年,紐約州立大學(xué)石溪分校(StonyBrookUniversity)的病毒學(xué)家??ǖ?middot;威默(EckardWimmer)通過(guò)郵購的DNA化學(xué)合成了脊髓灰質(zhì)炎(小兒麻痹癥)的基因組。當時(shí),合成7,500種核苷酸的花費是300,000美元,并且需要幾年時(shí)間完成。而現在,類(lèi)似的合成只需幾千美元和幾周時(shí)間。如果這一發(fā)展趨勢持續下去,到了2020年,時(shí)間會(huì )縮短到幾分鐘,花費僅需約三美元。世界各國政府為竭力消除小兒麻痹癥已經(jīng)斥資數十億;試想一想,恐怖主義分子利用價(jià)值三美元的病原體會(huì )造成怎樣的破壞!
20世紀90年代,因東京地鐵系統沙林毒氣襲擊事件而臭名昭著(zhù)的日本奧姆真理教一直忙于開(kāi)展一項生化武器項目,該項目資金極為充足,研究?jì)热葜芯桶ㄈ绾蝹鞑ヌ烤覠?。警方最終搜查他們的實(shí)驗基地時(shí),發(fā)現了他們多年從事這方面研究的證據,估計耗資達到三千萬(wàn)美元;這表明恐怖主義者清楚地看到了進(jìn)行生化武器研究的價(jià)值。盡管奧姆真理教的確造成了相當程度的危害,但沒(méi)能制作出一種造成大規模殺傷力的生化武器。在《沖突與恐怖主義》(Conflict&Terrorism)2011年的一篇文章中,當時(shí)任職于蘭德公司的恐怖主義專(zhuān)家威廉·羅西瑙(WilliamRosenau)解釋說(shuō):
奧姆真理教的失敗表明,實(shí)施生化恐怖主義襲擊,遠非有時(shí)政府官員或媒體所描繪的那樣容易。盡管奧姆真理教有可觀(guān)的資金來(lái)源、專(zhuān)業(yè)的人員配備、明確而又強烈的動(dòng)機,并且不受日本權威機構的審查,最終它還是沒(méi)能達成目標。
此一時(shí)彼一時(shí)。今天,兩大趨勢正在改變著(zhù)游戲。第一個(gè)趨勢開(kāi)始于2004年,麻省理工大學(xué)發(fā)起了國際遺傳工程機器設計競賽(InternationalGeneticallyEngineeredMachine[iGEM])。參加競賽的高中和大學(xué)學(xué)生團隊運用可互換的標準化部件構建出了簡(jiǎn)單的生物系統。這些標準化部件,就是我們所知道的“生物積木”,即DNA密碼片段。每個(gè)片段都有明確定義的結構和功能,能夠輕松拼接成新的組合,有點(diǎn)兒像基因樂(lè )高積木。iGEM把這些設計收錄入標準生物組件登記冊,這是一個(gè)開(kāi)放性的可下載“生物積木”的資源數據庫。
多年來(lái),參加iGEM的團隊不僅推翻了技術(shù)的障礙,也打破了創(chuàng )造的壁壘。到2008年,學(xué)生們已經(jīng)在設計可以應用于真實(shí)世界的生物體;當年競賽的獲勝者是斯諾文尼亞代表隊,他們設計的疫苗能夠對抗幽門(mén)螺桿菌這一大多數潰瘍的罪魁禍首。2011年的大獎獲得者是來(lái)自華盛頓大學(xué)的代表隊,他們一共完成了三個(gè)項目。每個(gè)項目都可與世界級學(xué)術(shù)機構和生物醫藥行業(yè)的成果相媲美。參賽的代表隊已利用細菌細胞制造出各種各樣的物品,有攝影膠卷、生產(chǎn)血紅蛋白的血液替代品以及有數據加密的微型硬盤(pán)。
隨著(zhù)iGEM研究水平的提高,參賽者的水平也相應提升。2004年,5只參賽小組為標準生物組件登記冊提交了50塊潛在的生物積木。兩年之后,32個(gè)小組共提交了724塊。而到2010年,iGEM迅速增長(cháng)到130個(gè)小組,共提交1,863塊生物積木——登記冊的數據庫已經(jīng)高達5,000多組?!都~約時(shí)報》指出:
iGEM一直在為合成生物學(xué)的未來(lái)打造新一代世界頂級科學(xué)頭腦,在受到公眾辯論以及法律法規的檢驗之前,這樣高風(fēng)險又引發(fā)倫理爭議的新科技并沒(méi)有引起任何人的注意。(iGEM本身確實(shí)要求學(xué)生注意倫理和安全問(wèn)題,并鼓勵公眾對這些問(wèn)題展開(kāi)公開(kāi)討論。)
第二波趨勢來(lái)自于恐怖主義分子和犯罪組織在各個(gè)信息技術(shù)領(lǐng)域取得的發(fā)展。自數字革命誕生之日起,某些早期吃螃蟹的人其實(shí)都是些流氓角色。像約翰·德雷珀(JohnDraper,人稱(chēng)“嘎吱上尉”)這個(gè)電話(huà)飛客,曾在70年代發(fā)現AT&T(美國電話(huà)電報公司)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的漏洞,可以利用(譯注:"嘎吱嘎吱船長(cháng)"牌的)麥片盒(這也是德雷珀綽號的由來(lái))里贈送的塑料哨子免費打電話(huà)。20世紀80年代,早期臺式電腦曾受到復雜的各式病毒攻擊而崩潰,攻擊者當時(shí)是出于惡作劇的心理;之后,到了90年代,他們開(kāi)始竊取信息和追求經(jīng)濟利益,再度擊潰電腦。21世紀出現了所謂逆向工程化信用卡加密算法,無(wú)法破解;而智能手機也一直被蠕蟲(chóng)病毒感染。阻斷服務(wù)攻擊在更大規模內變得更具破壞性,從個(gè)人網(wǎng)站到大型金融網(wǎng)絡(luò )無(wú)不深受其擾。2000年,加拿大高中生“黑手黨男孩”(Mafiaboy)單槍匹馬,成功令雅虎、ebay、CNN、亞馬遜以及戴爾等網(wǎng)站凍結或減速。
2007年,俄羅斯的駭客擊潰了愛(ài)沙尼亞的政府網(wǎng)站,使得金融機構、傳媒網(wǎng)絡(luò )、政府機關(guān)甚至愛(ài)沙尼亞議會(huì )陷入一片混亂。一年之后,在俄羅斯人入侵之前,格魯吉亞的銀行系統就已經(jīng)先遭遇了一次大規模的網(wǎng)絡(luò )攻擊,不僅自身完全癱瘓,手機網(wǎng)絡(luò )也同時(shí)崩潰。伊拉克的暴亂分子隨后改制離線(xiàn)衛星網(wǎng)絡(luò )下載器——常被用來(lái)盜用衛星電視的廉價(jià)俄羅斯軟件——用以阻隔美國掠奪者無(wú)人偵察機的視頻反饋,目標是控制和侵入美國的軍事操作。
歷史趨勢清楚地告訴我們:無(wú)論何時(shí),無(wú)論新技術(shù)何時(shí)進(jìn)入市場(chǎng),非法手段總會(huì )緊隨合法利用之后出現。黑市很快便應運而生。因此,既然犯罪分子和恐怖分子已經(jīng)熟稔于利用各種技術(shù),他們也必然會(huì )很快進(jìn)軍合成生物學(xué)這一前沿數字化領(lǐng)域。
將危機扼殺于搖籃
2005年,為了對這一威脅做好準備,美國聯(lián)邦調查局(FBI)雇傭了美國安進(jìn)公司(Amgen)的癌癥研究員,愛(ài)德華·尤(EdwardYou)。他曾是南加州大學(xué)凱克醫學(xué)院的基因治療師。如今,作為FBI內部生物對策部門(mén)大規模殺傷性武器局的高級特工,尤知道生物科技的發(fā)展太過(guò)迅速,當局已經(jīng)無(wú)法跟上步伐,因此他決定,保持領(lǐng)先的唯一辦法就是尋找奔走在前沿的隊友。“當我參與進(jìn)來(lái)的時(shí)候,”尤說(shuō),“FBI很明顯不打算在生命科學(xué)領(lǐng)域扮演老大哥的角色。這不是我們必須完成的任務(wù),這也是無(wú)法企及的目標。所有的專(zhuān)業(yè)高手仍在科學(xué)界。我們的工作必須與教育接軌。為了讓研究者們明白他們自己是未來(lái)的守護者,我們需要在合成生物界創(chuàng )造一種對科學(xué)負責的安全文化。”
從那以后,FBI開(kāi)始主辦免費的生物安全學(xué)術(shù)會(huì )議,派出大規模殺傷性武器外聯(lián)協(xié)調員進(jìn)駐56個(gè)外地辦事處,作為責任之一,他們與合成生物界建立起了聯(lián)系網(wǎng)絡(luò ),FBI由此成為iGEM的合作伙伴。2006年,一位《衛報》記者在網(wǎng)上成功買(mǎi)到了天花病毒的殘缺基因片段,此事發(fā)生后,基因原料的供應者決定發(fā)展自我監管準則。據尤說(shuō),FBI將這些逐步出現的準則視為社區監管手段奏效的證明。但是除了能保證病原體不會(huì )投入郵箱內,我們并不能確定這些新的準則還能發(fā)揮什么作用。
在巴拉克·奧巴馬就職典禮的籌備階段,這位新任總統收到的恐嚇明顯增多。每一條恐嚇都需要仔細調查。在羅納德·凱斯樂(lè )(RonaldKessler)關(guān)于美國特勤局的著(zhù)作中,他寫(xiě)道,比如說(shuō),2009年1月,當接到索馬里伊斯蘭組織青年黨(al-Shabaab)試圖破壞奧巴馬就職儀式的情報時(shí),特勤局當天的任務(wù)變得更加艱巨。凱斯樂(lè )稱(chēng),特勤局從94個(gè)公安、軍事以及國家安全機關(guān)調集了4萬(wàn)名警務(wù)人員,嗅彈犬遍及會(huì )場(chǎng),反狙擊小組沿游行路線(xiàn)駐扎。這種應對能力已經(jīng)相當強悍了,但在未來(lái),卻遠遠不夠。能夠對抗可能的合成生物武器的、完整的防御系統還沒(méi)有被創(chuàng )造出來(lái)。
特勤局所需要防備的威脅早已不止槍械和爆炸裝置。近年來(lái),政府官員開(kāi)始受到化學(xué)和放射性武器的攻擊。2004年,烏克蘭總統候選人維克多·尤先科(ViktorYushchenko)中毒事件就與TCCD這種劇毒二惡英化合物有關(guān)。尤先科幸存了下來(lái),但化學(xué)誘導的病變給他帶來(lái)了嚴重的傷害。2006年,前俄羅斯國家安全機關(guān)官員亞歷山大·利特維年科(AlexanderLitvinenko)被投放放射性同位素釙210致死。生化武器的使用幾乎無(wú)人不知;2001年美國炭疽攻擊事件幾乎影響到了參議院成員。
當然,克林姆林宮被懷疑向敵人投毒了幾十年,并使用了一陣子炭疽。但基因技術(shù)為新的威脅打開(kāi)了大門(mén),國家元首的DNA就可以被用來(lái)攻擊他們自己。這太難提防了。不管特勤局的警惕性有多高,也不可能完全保護總統的DNA。因為如今,僅僅通過(guò)一個(gè)細胞的信息就可以勾畫(huà)出整個(gè)基因的藍圖。我們每個(gè)人每天都會(huì )脫落數百萬(wàn)個(gè)細胞。這些細胞可以從很多地方獲取,比如,用過(guò)的紙巾、水杯或牙刷。奧巴馬總統每一次和選民、內閣成員或是外國領(lǐng)導人握手時(shí),都留下了可利用的基因線(xiàn)索。每當他在議案簽署儀式上留下一支鋼筆,他也留下了一些細胞。這些細胞已經(jīng)死亡,但DNA還保存完整,這就可能將對總統不利的生物細節暴露出來(lái)。
為建造生物武器,活細胞會(huì )成為真正的目標(雖然十年后死細胞也能滿(mǎn)足要求)?;罴毎男迯凸ぷ鞲永щy。例如,一縷頭發(fā)雖已死亡,但如果還留有發(fā)囊,那么就有活細胞存在。如果一張丟棄的面巾紙里殘留著(zhù)新鮮血液、口水甚至是鼻涕,從中也可采集到合格的樣本。一經(jīng)修復,這些活細胞就能被培養,以提供源源不絕的研究材料。
即使特工們可以清除總統現在脫落的所有細胞,也不能阻止DNA從其過(guò)去留下的細胞中被修復。DNA是非常穩定的分子,可以保存幾千年??偨y的基因資料現在還保留在他的舊衣物、高中試卷——以及他在宣布參選總統之前所使用過(guò)的無(wú)數件物品上。當奧巴馬還是參議員時(shí),有多少精力被花在保護他的DNA上?當他在芝加哥做社區組織者時(shí)呢?當他在哈佛念法律時(shí)呢?當他還在上幼兒園時(shí)呢?就算總統的DNA被不知怎么地通通鎖起來(lái)了,相當近似的基因密碼也能從總統的孩子、父母,或兄弟姊妹的細胞中獲取,不管他們是否還活著(zhù)。
總統的DNA可以以各種政治敏感的方式被利用。也許是為某個(gè)事件偽造證據、激發(fā)人們對總統出生地和遺產(chǎn)的猜測,或是確定某些疾病的基因特征,引發(fā)人們對總統的領(lǐng)導能力和神智的質(zhì)疑。讓一位總統下臺得使多少手段?在羅納德·里根(RonaldReagan)的第二個(gè)任期里,他的阿茲海默癥(Alzheimer)的最初跡象可能已經(jīng)開(kāi)始出現。如今,有些醫生覺(jué)得當時(shí)里根的病癥要么處于潛伏期要么是病情很溫和,從而沒(méi)有影響到他的執政能力。但是,如果他的病情從基因的層面得到證實(shí)并被公之于眾,美國人民會(huì )要求他辭職嗎?國會(huì )會(huì )被迫彈劾他嗎?
對特勤局來(lái)說(shuō),對這些新軟肋發(fā)起攻擊的情節就足夠拍成一部好萊塢驚悚片。干細胞研究的先進(jìn)技術(shù)能讓任何活細胞都轉變成許多其他類(lèi)型的細胞,包括神經(jīng)細胞、心臟細胞,甚至是試管“精子”。理論上來(lái)講,任何從弄臟的杯子或是揉皺的紙巾里修復出的活細胞都可以制造出人造精子細胞。如此,總統可能會(huì )意外地碰上他的“舊情人”,她裙子上的精斑是他們有過(guò)性行為的DNA證據。雖然試管假精子和真精子可以通過(guò)復雜的測試分辨出來(lái)——它們不會(huì )是完全相同的——但大眾不是專(zhuān)家,這樣的結果可能永遠不會(huì )被信服。另外,將來(lái)的某天或許可以證實(shí)試管精子能夠使卵子受精,通過(guò)標準的體外受精,“私生子”就能誕生了。
如前文所述,即使現代癌癥治療方法也可能被惡意利用。生物制劑的傳播很難被檢測出來(lái)。病毒無(wú)臭無(wú)味,且易霧化。它們可能藏在某只香水瓶里,攻擊者只需在目標的正常距離內往手腕上搽一點(diǎn)"香水"就有可能完成暗殺。如果病毒是百分之百專(zhuān)門(mén)針對總統的DNA設計的,那么除總統外沒(méi)有一個(gè)人會(huì )生病。直到總統被感染很久以后才會(huì )有人懷疑發(fā)生過(guò)襲擊。
有害制劑可能經(jīng)過(guò)精心設計,暴露后幾個(gè)月或幾年才產(chǎn)生傷害,這段潛伏期的長(cháng)短取決于病原體制作者的目的。目前有幾種病毒可以引發(fā)癌癥。有人可能最終制造出引發(fā)如精神分裂癥、躁郁癥或者阿茲海默癥等腦部疾病的新病毒。還存在更奇特的可能性。如果一種疾病被設計成增加皮質(zhì)醇(cortisol)和多巴胺(dopamine)分泌,那么就可能誘發(fā)極嚴重的偏執癥,讓你從尋求和平的鴿派變成好戰的鷹派,或者,一種可以增加催產(chǎn)素(oxytocin,一種能使人產(chǎn)生信任情緒的化學(xué)物質(zhì))分泌的病毒可能損壞領(lǐng)導人的談判能力。這類(lèi)想法有些并不新奇。早在1994年,美國空軍萊特實(shí)驗室就曾構建過(guò)化學(xué)信息素炸彈的理論。
隨著(zhù)生物技術(shù)不斷進(jìn)步,我們今后該如何保護我們的總統呢?盡管對現實(shí)乘虛而入的生物技術(shù)發(fā)展迅速,但美國特勤局也不是完全無(wú)能為力,他們可以采取措施控制風(fēng)險。特勤局不會(huì )對外公開(kāi)哪些防衛措施已經(jīng)就緒,但起始點(diǎn),顯然是先在局內建立一支監視、預測和評估新生物科技風(fēng)險的精干的科研專(zhuān)案組。部署傳感器是另外一種可行方案。到目前,可以在三分鐘內探測出已知病原體的生物探測器已建成,這些技術(shù)還能再上一層樓——甚至再上幾層樓——但即使如此,它們的有效性是有限的。因為合成生物學(xué)為新的、精確定位的病原體敞開(kāi)了大門(mén),我們需要探測的是我們前所未見(jiàn)的病原體。然而,相比于美國疾病防控中心和世界衛生組織,美國特勤局在這一方面還是有很大優(yōu)勢的:因為特勤局的主要責任是保護某一特定人士??梢曰诳偨y本人的基因開(kāi)發(fā)生物傳感技術(shù)。我們可以使用他的活細胞,建立一個(gè)準確到分子的早期預警系統。
從總統身上取得的活細胞可以進(jìn)行相當于數據備份的生物備份。據報道,美國特勤局已經(jīng)在總統的車(chē)隊出行時(shí)備好了幾品脫與總統血型匹配的血液,以防需要緊急輸血。這些生物備份系統可以擴大到存儲“純DNA”——從本質(zhì)上講,也就是經(jīng)過(guò)檢驗的干細胞庫,這些干細胞可進(jìn)行骨髓移植,或者提高機體抗病毒或抗病菌的能力。隨著(zhù)所謂組織打印技術(shù)的發(fā)展,某一天,總統的細胞甚至可以被培養成備用替代器官。
即使特勤局采取部分或是所有上述的措施,也不能保證總統的基因完全安全。不管防御系統多么完善,真正下決心要得到總統DNA的人還是可能得逞。特勤局不能百分百地阻止一起生物威脅,正如它不能確??偨y永遠不感冒,或許這是特勤局不得不接受的一個(gè)事實(shí)。
要想建立應對攻擊的最佳防御,一個(gè)可行但不完美的方法是根本性的透明化:公布總統的DNA。
公布總統的DNA和其他相關(guān)的生物學(xué)數據,要么向一個(gè)忠誠可靠的精英生物科學(xué)研究團體公開(kāi),要么(爭議遠大于前者的舉措)向大眾公開(kāi)。這些想法似乎有違常理,但是我們開(kāi)始相信,將問(wèn)題公開(kāi)并且主動(dòng)讓美國人民積極參與到保護自己領(lǐng)導人的挑戰中或許將被證實(shí)是最好的防御。
為什么如此激進(jìn)地把總統的基因組公布給全世界,而不是僅僅開(kāi)放給無(wú)安全問(wèn)題的研究人員?一方面,美國國務(wù)院所頒布的DNA收集命令已表明,對世界領(lǐng)袖基因材料的隱秘收集已經(jīng)開(kāi)始了。如果說(shuō)總統的DNA已被美國的對手收集并分析,那也不是什么令人驚奇的事。鑒于愈加骯臟的政黨政治,也不難想象,總統的國內政治對手已掌握了他的DNA。在2008年11月發(fā)行的《新英格蘭醫學(xué)雜志》(TheNewEnglandJournalofMedicine)中,羅伯特·C·格林(RobertC.Green)和喬治·J·安娜(GeorgeJ.Annas)對這種可能性做了警告,文中寫(xiě)道:在2012年的大選前,隨著(zhù)基因組學(xué)的進(jìn)步,收集并分析DNA以評估基因風(fēng)險信息變得更為可能,它可以用于支持或反對總統候選人(后者可能性更大)。對計算機黑客集團“匿名者”(Anonymous)來(lái)說(shuō),要想象生物模擬的興起并不是什么難事,它旨在清楚地描繪出世界領(lǐng)袖的基因組和病歷?;蛟缁蛲?,即使沒(méi)有開(kāi)源,一個(gè)總統的基因組也會(huì )出現在公眾視野。
如此,問(wèn)題就變成了:防御并做最好的打算,或是進(jìn)攻并做最壞的打算,是不是更危險?這兩種選擇都不是最好的,但除了吸引成本和人才的重大問(wèn)題之外,如馬里蘭大學(xué)醫學(xué)院基因組科學(xué)研究所主任克萊爾·弗雷澤(ClaireFraser)所說(shuō):“開(kāi)源將會(huì )整平競技場(chǎng),從而情報機構就無(wú)需考慮每一個(gè)可能的最壞情況。”
這樣還會(huì )使白宮在有人泄露總統基因組的情況下?lián)屨枷葯C,從而避免可能出現的媒體風(fēng)暴。此外,如果經(jīng)常審查總統的基因組,那么就可以得出一個(gè)基因組的基線(xiàn)信息,并不斷跟蹤基因變化,從而在第一時(shí)間檢測出癌變及其他代謝疾病。如果真的發(fā)現了此類(lèi)疾病,開(kāi)源基因組同樣可以促進(jìn)個(gè)性化治療方案的開(kāi)發(fā)。
要考慮的最大因素是時(shí)間。在2008年,約有1.4萬(wàn)在美國實(shí)驗室工作的人可接觸到高致病性材料;我們不知道國外有多少人在做同樣的事情。除了這些實(shí)驗室,許多其他人均可接觸到基因工程的工具和技術(shù)?;氐?003年,美國國家科學(xué)院(NationalAcademyofSciences)召集了一個(gè)生命科學(xué)專(zhuān)家小組作為中情局(CIA)的戰略評估小組,他們指出:因為高級生物制劑開(kāi)發(fā)所需的程序和技術(shù)可被用于好的地方,也可被用于壞的地方,所以要想區別合法研究與致力于生產(chǎn)生物武器的研究,將會(huì )變得非常困難。這樣一來(lái),“許多專(zhuān)家小組成員認為,要想有效解決未來(lái)的生物武器威脅,政府和生命科學(xué)界之間可能需要建立一個(gè)與之前相比在質(zhì)上有所不同的關(guān)系。
在我們看來(lái),它已不再是“可能性”的問(wèn)題。生物科技的進(jìn)步正在急速改變科學(xué)前景。在我們正在進(jìn)入的世界中,想象是生物學(xué)的唯一制動(dòng)器,每個(gè)全心投入的個(gè)體都能從零創(chuàng )造出新生命。如今,每當提到一個(gè)難題時(shí),最常聽(tīng)到的一句話(huà)就是:去找該問(wèn)題相關(guān)的應用程序。不管你信不信,很快地,當你再遇到問(wèn)題時(shí),你想到的解決方案將不再是應用程序,而是有機體??紤]到即將到來(lái)的合成生物革命,科學(xué)家與安全組織——該組織主要致力于公開(kāi)交流、持續合作和共同防御——之間更大范圍的關(guān)系可能探明保護總統的唯一方法。并且,在該過(guò)程中,我們中的其他人也同樣可以得到保護。
安德魯·赫塞爾(AndrewHessel)是奇點(diǎn)大學(xué)的教員,也曾擔任過(guò)該學(xué)校生物信息學(xué)和生物科技系的聯(lián)席主席,同時(shí)他還是渥太華大學(xué)(UniversityofOttawa)科學(xué)、社會(huì )及政策研究院的研究員。馬克·古德曼(MarcGoodman)研究了先進(jìn)科技對全球安全的影響,并向國際刑警組織和美國政府提出了建議。他是未來(lái)犯罪研究院的創(chuàng )始人,還是地處硅谷的奇點(diǎn)大學(xué)政策、法律和倫理學(xué)系的主席。史蒂文·科特勒(StevenKotler)是《紐約時(shí)報》的暢銷(xiāo)著(zhù)作人和獲獎?dòng)浾摺?/p>
米格列醇單獨使用可以作為配合飲食控制的輔助手段,以改善單純飲食控制不佳的非胰島素依賴(lài)型糖尿病患者(NIDDM)的血糖控制。
健客價(jià): ¥56摳摳套是一款醫用級手指安全套;主要用于增加性愛(ài)情趣,為手指進(jìn)入女性體內刺激時(shí)提供潤滑和保護,防止指甲劃傷及抵御細菌入侵,使充分享受方便、衛生、舒適的性愛(ài)品質(zhì)。
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健客價(jià): ¥18米格列醇單獨使用可以作為配合飲食控制的輔助手段,以改善單純飲 食控制不佳的非胰島素依賴(lài)型糖尿病患者(NIDDM)的血糖控制。如果飲食療法單獨配合米格列醇或者磺酰脲類(lèi)無(wú)法達到滿(mǎn)意的血糖控制效果時(shí),米格列醇也可 與磺酰脲類(lèi)藥物合用。當二者配合使用時(shí),會(huì )產(chǎn)生累加效應,這可能是因為二者的作用機制不同。(詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū))
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健客價(jià): ¥601.高膽固醇血癥 原發(fā)性高膽固醇血癥患者。包括家族性高膽固醇血癥(雜合子型)或混合型高脂血癥(相當于Fredrickson分類(lèi)法的IIa和IIb型)患者,如果飲食治療和其他非藥物治療療效不滿(mǎn)意,應用本品可治療其總膽固醇(TC)升高、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)升高、載脂蛋白B(Apo B)升高和甘油三酯(TG)升高。 在純合子家族性高膽固醇血癥患者,阿托伐他汀可與其他降脂療法(如LDL
健客價(jià): ¥511.高膽固醇血癥: 原發(fā)性高膽固醇血癥患者,包括家族性高膽固醇血癥(雜合子型)或混合性高脂血癥(相當于Fredrickson分類(lèi)法的Ⅱa和Ⅱb型)患者,如果飲食治療和其他非藥物治療療效不滿(mǎn)意,應用本品可治療其總膽固醇(TC)升高、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)升高、載脂蛋白B(Apo B)升高和甘油三酯(TG)升高。 在純合子家族性高膽固醇血癥患者,阿托伐他汀可與其他降脂療法(如LDL血
健客價(jià): ¥31阿托伐他汀鈣片: 高膽固醇血癥 原發(fā)性高膽固醇血癥患者。包括家族性高膽固醇血癥(雜合子型)或混合型高脂血癥(相當于Fredrickson分類(lèi)法的IIa和IIb型)患者,如果飲食治療和其他非藥物治療療效不滿(mǎn)意,應用本品可治療其總膽固醇(TC)升高、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)升高、載脂蛋白B(Apo B)升高和甘油三酯(TG)升高。 在純合子家族性高膽固醇血癥患者,阿托伐他汀可與其他降
健客價(jià): ¥649