人類基因圖譜初稿完成 │ 科學史上的今天：06/26

• 文／海瑟．道格拉斯

誘人的科技甜美

當謎題的解答豁然開朗、當每一片拼圖完美地接合起來合作無間、當某項研究呈現井然有序的成果，科學家和工程師就說出這個詞語。

科技的甜美非常誘人、非常濃烈，而且正如我們在維克多．法蘭肯斯坦（《科學怪人》的主角）的故事中看到的，也可能使人盲目，看不見自己追尋的解答會帶來什麼後果。

受到科技的甜美驅策的科學家，可能看不見旁觀者眼中顯而易見的事實──某些計畫縱然誘人，但完成計畫不見得是件好事。

維克多最初發現生命的祕密時，立刻被成功沖昏了頭，因此沒有跟同儕分享他的發現，反而加速為自己的想法展開全面性試驗──他可以讓毫無生氣的軀體起死回生嗎？

在他不顧一切執行實驗時，他把自己逼到了崩潰邊緣，徹澈底底沉溺於這項研究帶來的技術甜頭，無法自拔。他不再連繫親朋好友，也切斷了能為他的工作注入更高觀點的一切社會連結。

他察覺有什麼事情不太對勁──他之所以不願意透露他的研究計畫，或許不只因為想在取得成績之前保守祕密。一直到他的創造物甦醒過來，他才明白創造這樣的生命或許不是個好主意。事實上，他對自己的創造物望之卻步，逃避了兩年。

到最後，為了阻止繼續製造人性悲劇，他將生命的最後階段用來追逐科學怪人，兩人跳起了一段黑暗之舞。

誠然，維克多是一篇哥德式恐怖故事中的虛構人物，但他的研究工作的發展弧線──從靈光乍現、得到（他拒絕公布的）理論性發現、閉門實驗直到完成實際成品、對千辛萬苦造出的成品感到嫌棄，到最後終於扛起責任、為了約束創造物的行為而對它窮追不捨──這種情節並非只存在於虛構世界。

這樣的發展弧線，也出現在二十世紀最重大的一項科學研究上：第一批原子彈的製造。

核裂變的發現改變了一切

原子彈的研製過程跟維克多的故事並不完全吻合，因為前者是許多科學家群策群力的結果，而不是某個人的獨力之作。而且，原子彈的研製過程充滿各種道德決策，並時時刻刻處於殘酷戰爭的陰影之下。不過，這段歷程的弧線與《科學怪人》的故事弧線基本上如出一轍，而在如此複雜的情境下，更彰顯出抗拒科技甜頭誘惑的必要性。

一九三八年年末，莉澤．邁特納 (Lise Meitner) 和奧圖．弗里施 (Otto Frisch) 發現了原子核裂變的過程，消息很快傳遍全球物理學界。

英美兩國的核子物理學界不僅立刻開始思索各種問題──例如核裂變是否可以打開實際應用的大門、鈾原子核裂變產生的中子數量是否足以形成連鎖反應，以及哪些原料可以提高出現連鎖反應的機會等等──更馬上展開了研究。

一九四二年十二月，美籍義大利裔物理學家恩里科．費米 (Enrico Fermi) 在芝加哥大學壁球館下方的實驗室中，造出了第一座可以自我維持運作的核子反應爐（使用慢中子），與此同時，負責建造原子彈（一種快速核反應）的曼哈頓計畫也正順利展開。

蜜糖或是毒藥——曼哈頓計劃

曼哈頓計畫由分散各地的研發實驗室共同組成，場址包括田納西州的橡樹嶺 (Oak Ridge) 和華盛頓州的漢福德 (Hanford) 等大型工業區，以及科學家們關在一起研究如何設計並測試第一批原子武器的洛斯阿拉莫斯 (Los Alamos) 國家實驗室。

科學家們祕密前往與世隔絕的洛斯阿拉莫斯實驗室，抵達之後，立刻被嚴令禁止與內部實驗室以外的人討論這項計畫。科學家們關注的焦點是達成目標──打造一個可使用的原子武器──沒有多加思索這件事情是不是個好主意。由於大多數科學家是因為擔心納粹搶先發展出這類武器而投入曼哈頓計畫，這樣的焦點無可厚非。

洛斯阿拉莫斯實驗室坐落在新墨西哥州一座平頂山的林木線上，海拔逾七千英尺，瀰漫著令人飄飄然的工作氛圍：由聰明絕頂的歐本海默 (J. Robert Oppenheimer) 負責主持，過去及未來的諾貝爾獎得主齊聚一堂，在戰爭的壓力下一起工作。實驗室迅速擴充規模，從一九四三年春的一百名科學家，到了大戰結束時，已擁有六千多名研究人員 (Bird and Sherwin 2005, 210) 。

洛斯阿拉莫斯的科學家遭遇了一連串技術挑戰，特別是關於如何讓核裂變原料釋放出最大能量；這些原料由橡樹嶺和漢福德負責生產（兩地分別負責生產濃縮鈾和鈽），非常難以蒐集，得來不易 (Rhodes 1986, 460-464) 。然而，到了一九四四年底，最初推動這項計畫的原始動力已大幅減弱。

盟軍成功挺進德國境內後傳來消息，表示德國的原子彈研究，距離成功製造出武器還相差十萬八千里。事實上，德國還無法造出可以運作的核子反應爐，而這是美國在兩年前就已達到的成就。

製造核武的原始動機既已不復存在，對其中一位科學家──波蘭物理學家約瑟夫．羅特布拉特 (Joseph Rotblat) ──來說，這樣的領悟已構成退出計畫的充分理由。他在一九四四年十二月辭去洛斯阿拉莫斯實驗室的工作。

不過離開之前，他被禁止跟實驗室的其他科學家談論他的這項決定 (Brown，2012, 55) 。洛斯阿拉莫斯的科學家進行道德反思的契機就這樣一閃而逝。

2000 年的今天，美國總統柯林頓與英國首相布萊爾經由衛星連線共同向世人宣布：人類基因組計畫已完成第一份草圖。由超過六個國家（台灣也沒缺席，負責第四號染色體）、一千多名研究員的共同努力之下，完成了解開人類基因組的初步草圖。

在官方的大肆宣揚下，人們以為科學家們攜手合作達成了重大里程碑。其實當時完成定序的基因只有 85%，只是白宮早就敲定了這個日期召開記者會，不想再延後──或許是為了避免夜長夢多，讓這科學研究背後的醜陋競爭早日畫上句點。

競爭來自於克雷格·凡特（J. Craig Venter）。1990 年，由美國能源部和國家衛生研究院主導的國際人類基因組計畫正式啟動，凡特正是一開始就參與此計畫的其中一員。但他卻在金主的奧援下自立門戶，於 1998 年成立的賽雷拉基因公司（Celera Genomics），大手筆的採購三百台最新的自動化定序儀，打算以兩年的時間完成國際團隊原訂十五年才能完成的計畫。

凡特是個相當具爭議性的人物，他之前就曾將基因申請專利，拿來做商業用途，如今還是宣稱賽雷拉會將成果申請專利保護，並將優先獲知權賣給藥廠或其它公司。另一方面，國際團隊卻是本著科學精神將最新發現公諸於世，賽雷拉還能從中借力使力，擴大領先幅度。

國際團隊雖然鄙夷凡特的作法，卻在輸不得的壓力下，不得不也採用凡特的研究方法。於是雙方唇槍舌劍、互相指責，直到美國政府出面協調，雙方陣營才同意彼此合作，共享榮耀。

完整的人類基因圖譜要等到 2003 年 4 月 14 日才宣告完成。至於專利權的問題，直到 2013 年 6 月 13 日，才終於由美國最高法院的判決確立：人類基因不能取得專利權。

即便如此，我們可以預期此一重大的研究成果仍將帶來各種衝擊與爭議；當時柯林頓在記者會說：「今日劃時代的成就，只是一個起點，將來還有很多更艱辛的工作，等待要完成。」是的，艱辛的工作不只是判讀、診斷、醫療等技術方面，也將涵蓋道德面與法律面。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。

• 文／海瑟．道格拉斯

在戰爭結束之前製造出可以終結戰爭的武器，成了至高無上的驅動力，一部分是因為洛斯阿拉莫斯的許多科學家，已經轉而以「終結一切戰爭」為開發核武找到了正當性。

許多人認為，唯有使用核武結束眼前這場戰爭，人類才能體會這類武器的真正殺傷力，因而產生永久終止戰爭的動力。

我們一開始振奮無比，然後發現自己累了，然後就開始憂慮

維克多．魏斯科普夫 (Victor Weisskoph)

一九四五年二月到該年夏天之間，洛斯阿拉莫斯的工作焦點在於鈽原子彈的測試。由於使用鈽製造武器，所需的機制複雜得多，科學家們沒有太大把握這項武器是否可行。唯有以真正的鈽進行試驗才能充分測試這項機制。

這就是在一九四五年七月六日進行的三位一體 (Trinity) 核試驗──人類首次在地球上引爆原子彈。

科學家用堪稱狂熱的態度準備這項測試。不論取得一切技術細節、校準度量儀器，或制定應變計畫，凡此種種都需要耗費龐大心力。有可能出現三種結果：

1. 受測的武器可能中看不中用，不比尋常的爆炸更有威力
2. 它可能具有龐大的殺傷力，當場造成重大傷亡，導致全國進入緊急狀態
3. 它可能符合科學家的期待，威力驚人但不失控 (Szasz 1984, 79) 。

結果證明第三種可能性是對的，科學家們如釋重負。這意味他們的研究成功了，已製造出可使用的武器。他們在戰爭期間付出的努力並未白費，而且他們全都安然度過挑戰。

對於這項成功，科學家們的反應不一。引爆炸彈後，歐本海默的第一反應是狂喜地歡呼「成功了」！從科學家對爆炸威力下的賭注來看，他們大多預期爆炸規模會小得多 (Szasz 1984, 65-66) 。歐本海默賭的是三百噸黃色炸藥的爆炸當量；絕大多數科學家認為爆炸威力會遠遠小於一萬噸黃色炸藥。

事實上，這項武器產生了將近兩萬噸黃色炸藥的爆炸威力。除了因技術上的成功而感到寬慰與興奮，這次爆炸對視覺及內心的衝擊力量，讓許多目擊者嘆為觀止。歐本海默後來回憶，他的腦海閃過《薄伽梵歌》裡的這句話：「我成了死神，世界的毀滅者」 (引自Szasz 1984, 89) 。

伊西多．拉比 (I. I. Rabi) 一開始熱血沸騰，但是後來，他領悟到自己和其他科學家的研究具有怎樣的涵義，沉重得招架不住 (Szasz 1984, 90) 。正如維克多．魏斯科普夫 (Victor Weisskoph) 寫下的：「我們一開始振奮無比，然後發現自己累了，然後就開始憂慮」 (引自Szasz 1984, 91) 。

甜頭後的苦澀餘味

這項計畫的技術甜頭結束了，科學家們如今得面對他們的成功在錯綜複雜的世界裡象徵的意義。試驗主任肯尼斯．班布里奇 (Kenneth Bainbridge) 挖苦地說，「我們如今成了一群王八蛋」 (引自Bird and Sherwin 2005, 309) 。

某些科學家經過一段時間的消化，才完全理解他們的所作所為背負怎樣的道德重量。在向廣島和長崎投擲原子彈、促使戰爭戛然而止後，洛斯阿洛莫斯的許多軍方人員歡天喜地，但科學家們卻為自己協助達到的成果震驚得不知所措，心情有些沉重，甚至出現身體不適的狀況 (Bird and Sherwin 2005, 317) 。

一九四五年十月底，當菲利普．莫里斯 (Phil Morrison) 和羅伯特．瑟伯爾 (Bob Serber) 從日本返回洛斯阿拉莫斯，帶回了有關原子彈衝擊力道的第一手報導 (Bird and Sherwin 2005, 321) ，曾參與這項計畫的科學家們，終於看清他們的成功代表著怎樣殘酷的現實，紛紛決心竭盡所能確保他們的研究用於為人類造福。

不同科學家以不同方式為他們的創造物負起責任。有些科學家致力於確保原子能受到文官機構的掌控，他們的努力促成了美國原子能委員會的成立。有些科學家倡議將原子技術交由國際機構管理，以防美蘇之間展開武器競賽。有些人努力讓世人得知原子彈的強大殺傷力，希望藉此遏止未來的一切戰爭。

有些人轉而研究甚至更有威力的武器，決心牽制蘇聯的極權主義。還有些人倡議原子的和平應用。

沒有人推卸他們對自己的研究成果應盡的責任。

我們可以在洛斯阿拉莫斯科學家們的故事弧線中，看到維克多．法蘭肯斯坦的故事影子。當年就有人注意到兩者的雷同之處──從激情地投入研究，到乍然領悟成功的負面影響，最後設法揚長補短。

一九四五年五月三十一日，美國戰爭部長亨利．史汀生 (Henry Stimson) 在籲請臨時委員會（一個有關核武的高層政策委員會）召開會議的信函中寫道， 原子彈「有可能毀滅或完善國際間的文明發展，有可能變成科學怪人，或變成世界和平的工具」（引自Rhodes 1986, 642）。

然而在原子彈研製完成以前，參與這項計畫的科學家始終沒有看清原子彈的科學怪人本質。

與成功如影隨形的道德議題

瑪麗．雪萊的《科學怪人》是一篇具有先見之明的寓言故事，書中闡述人類追求科學與技術時，伴隨成功而來的恐怖後果，讀來扣人心弦，堪稱非神學版的歌德《浮士德》。

即便科學已壯盛發展，即便科學研究的集體特性已昭然若揭，而大科學 (big science) 也已占據科學界的核心地位，孤獨科學家維克多遵循的弧線依然切合時代。二十一世紀的科學家不論單打獨鬥或通力合作，在他們勉力為自己的研究成果負起責任時，仍會持續受到科技甜頭的誘惑，被它蒙蔽了雙眼。

當研究工作突然發出危險信號（例如那些被標註為「可能具有雙重用途的研究」），科學家經常迴避法規限制，不顧要求他們深刻反思的聲浪。科技甜頭以及持續在專業領域追求成功的誘惑，使得科學家很難看清、更難認真衡量其研究工作的負面影響。

儘管人們正快馬加鞭地建立制度，希望幫助科學家解決他們在追求新的科學與技術能力時可能遭遇的棘手問題，科技甜頭仍然可能阻礙他們反思其研究工作的涵義和行動的急迫性，並且在完成工作之前，及時修正成功可能帶來的負面影響。

2000 年的今天，美國總統柯林頓與英國首相布萊爾經由衛星連線共同向世人宣布：人類基因組計畫已完成第一份草圖。由超過六個國家（台灣也沒缺席，負責第四號染色體）、一千多名研究員的共同努力之下，完成了解開人類基因組的初步草圖。

在官方的大肆宣揚下，人們以為科學家們攜手合作達成了重大里程碑。其實當時完成定序的基因只有 85%，只是白宮早就敲定了這個日期召開記者會，不想再延後──或許是為了避免夜長夢多，讓這科學研究背後的醜陋競爭早日畫上句點。

競爭來自於克雷格·凡特（J. Craig Venter）。1990 年，由美國能源部和國家衛生研究院主導的國際人類基因組計畫正式啟動，凡特正是一開始就參與此計畫的其中一員。但他卻在金主的奧援下自立門戶，於 1998 年成立的賽雷拉基因公司（Celera Genomics），大手筆的採購三百台最新的自動化定序儀，打算以兩年的時間完成國際團隊原訂十五年才能完成的計畫。

凡特是個相當具爭議性的人物，他之前就曾將基因申請專利，拿來做商業用途，如今還是宣稱賽雷拉會將成果申請專利保護，並將優先獲知權賣給藥廠或其它公司。另一方面，國際團隊卻是本著科學精神將最新發現公諸於世，賽雷拉還能從中借力使力，擴大領先幅度。

國際團隊雖然鄙夷凡特的作法，卻在輸不得的壓力下，不得不也採用凡特的研究方法。於是雙方唇槍舌劍、互相指責，直到美國政府出面協調，雙方陣營才同意彼此合作，共享榮耀。

完整的人類基因圖譜要等到 2003 年 4 月 14 日才宣告完成。至於專利權的問題，直到 2013 年 6 月 13 日，才終於由美國最高法院的判決確立：人類基因不能取得專利權。

即便如此，我們可以預期此一重大的研究成果仍將帶來各種衝擊與爭議；當時柯林頓在記者會說：「今日劃時代的成就，只是一個起點，將來還有很多更艱辛的工作，等待要完成。」是的，艱辛的工作不只是判讀、診斷、醫療等技術方面，也將涵蓋道德面與法律面。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。

• 林翰佐／銘傳大學生物科技學系副教授，科學月刊總編輯。

最近生命科學界爆發一宗廣受關注的事件：

中國科學家賀建奎博士將 CRISPR/Cas9 活體基因編輯技術用於人類胚胎的編輯，並經植入孕母著床懷孕後，於日前成功產下 2 名基因體受到修改的女嬰。

賀建奎博士宣稱，該計畫主要針對具有人類免疫缺陷病毒（HIV，即一般人俗稱的愛滋病毒）感染的夫妻，研究其對胎兒垂直感染的可能性，並藉由將受精卵中名為 CCR5 基因剔除來達到防治之目的。

賀博士似乎對此研究信心滿滿，但透過網路視頻的發表與媒體專訪披露之後，反而引發科學界與社會的震驚。在中國，數百名科學家幾乎在第一時間便聯署聲明譴責，稱此瘋狂的實驗存在著嚴重的生命倫理問題，並要求政府補上監管漏洞。聲明更直言該實驗在技術上沒有任何創新，唯一的突破是科學家的倫理道德底線。

顯然，這樣的研究跨越了科學界普世道德標準。即便是一般社會人士，相信對於這樣的研究也會感到有所不妥。不過生命科學的相關研究道德尺度在哪裡？其實這仍有嚴謹的脈絡可循。

人體試驗的普世道德標準

探索生命一直是人類積極發展的科學議題，在人類進化的歷程當中，科學研究方向大抵朝向增進人類福祉為目標，但其中也不乏一些黑歷史，像是二次世界大戰時期納粹德國對集中營中的猶太人及日本 731 部隊對戰俘所做一系列不人道的人體試驗，這些研究顯然有其道德上的不公義性。不過，即便在承平時期，科學研究也有出岔錯的時候，例如美國發生塔斯基吉梅毒試驗 (Tuskegee syphilis experiment)，原本立意良善的梅毒治療研究，在時空環境的改變下演變成為殘忍的見死不救。這些血淋淋的案例一再地揭示，以人類為主體的研究，似乎應該有明確的道德規範，藉以防止這類事情的不斷的重演。

有鑑於此，國際相關研究社群開始著手訂定人體試驗所應遵守的倫理規範。這些規範雖並非全然具有法律上的約束力，但這些凝聚國際團體共識的議定界定了普世對人體試驗中倫理的基本要求，因此幾經更迭修改，許多規範仍沿用至今，例如紐倫堡宣言 (Nuremberg Code)、赫爾辛基宣言 (Declaration of Helsinki) 及貝爾蒙特報告書 (Belmont Report) 等。

基本上，這些宣言與報告楬櫫人體試驗中應該遵行的 3 項重要的倫理基礎，分別為：

1. 對人的尊重 ── 包括對人權的維護以及對受試個人的尊重。
2. 善意的對待 ── 窮盡實驗的設計與執行降低對實驗者的傷害。
3. 公平正義。

這些意涵也被各國的立法單位所重視，並將精神落實於立法之中，例如目前臺灣的「醫療法」中，即規定「人體試驗委員會」的設立，針對凡涉及人體及其組織檢體的研究進行實質上的審查，透過審核機制的管控確保研究計畫的品質，並保障對受試者的尊重以及各種權力的維護。

人類胚胎的研究與對社會的衝擊

人類胚胎的研究一直是生命科學研究上道德的邊緣地帶，爭議的觀點有很多，除了部分宗教裡對於「人」形成的見解之外，更廣泛的關注在於胚胎是否應視為人而賦予其等同於人的權利。

雖說我國《民法》中規定「人之權利能力，始於出生，終於死亡。」，但並不意味著可對未出生的人類胚胎得以高唱科學為名為所欲為。在 1997 年透過核轉殖技術成功培育出第一隻高等哺乳動物「桃莉羊」，隨即引發人類社會的重視，其中的原因就是意識到人類科技的進展以迅雷不及掩耳的速度發展至今，已有操弄胚胎，改變生命的可能。發明人威爾穆特博士 (Sir Ian Wilmut) 在成名之後旋即受到梵蒂岡天主教教宗的召見垂詢，足見其影響性。即便這類高等動物的複製技術未來商機無限，科學家宣稱可以透過預定的方式訂做一個 mini me，作為未來器官移植的備料庫，但更多反對的聲浪也接踵而至，例如這樣直接取用他人器官的方式是否合法的問題。

生命科技進展對社會的另一次震撼教育發生於人類胚胎幹細胞 (embryonic stem cells) 的相關研究，所謂胚胎幹細胞係指位於囊胚期 (blastocyst) 胚胎中位於特定區域；內細胞團 (inner cell mass) 中游離出來的細胞。先前的研究顯示，胚胎幹細胞具有多元分化 (pluripotency），可以透過誘導技術分化成人體內任何一種型態的細胞，故具有相當的醫療未來性。

然而，人類胚幹細胞株的建立必須透過破壞一顆胚胎來獲得，這種殺生式的救人科學在道德層面上有著尷尬的地位。美國國會曾於 1996 年通過所謂的迪基維克法案 (Dickey-Wicker Amendment)，禁止聯邦的經費資助足以製造或摧毀人類胚胎幹細胞用之研究，企圖從金源上來限縮該領域的發展，然而囿於龐大的醫療商機，確保戰略上的科技競爭優勢，該法案已於 2009 年由美國聯邦法案明令廢止。

讓我們再回到賀博士的問題

談到這裡，相信讀者會明顯的感受到問題的渾沌性，所有論述似乎只有原則與道德上的說明，而無明確的、法律上的明文規定。

看起來的確如此，科技進展如此迅速與日益複雜，立法部門很難跟上腳步；另從實務的角度來看，法律保障的對象仍以現身在世者，在民主國家的政權當中更可能進一步的限縮於那些具有投票資格的選民，畢竟其為所謂的「民意基礎」，花心思在一個並不存在的個體為其設立法律謀求應有的福祉，並不是立法機構的首要任務。所以一切的把關機制，完全存乎研究主事者一心。

CRISPR/Cas 9 技術無疑是 21 世紀生物科學界最偉大的發現之一，透過這項技術可以實踐在世界上絕大多數生物體內誘導基因體的修改。然而此技術的不確定性也是眾所周知──整個技術如同拿霰彈槍獵鳥，除了目標，也會有「脫靶」造成其他基因被誤擊的可能──對人類胚胎而言，這意味著致癌機率的增加及未來衍生之代謝疾病發生的可能性。

更離譜的是，該實驗的設計與問題解決之間並沒有存在著必然性，反而有極大的機會衍生更多的問題。流行病學中研究中所論及的是擁有特殊亞型之 CCR5 基因的白血球可以降低 HIV 病毒感染的特性，但賀博士的作法是極端地利用 CRISPR 技術將 CCR5 基因的運作硬生生停止， CCR5 基因在器官發育等生理機轉中均扮演著重要的角色，僅為防止 HIV 病毒入侵的可能就大費周章的摘除宛如削足適履。

筆者認為，除了急功近利，實在看不出這樣的研究真正的學術價值。人體胚胎研究不比實驗動物，我們必須為出生的生命負責，不知道賀博士是否有想過這樣更深層的意義？

延伸閱讀

1. 臺灣學術倫理教育資源中心
2. 林翰佐，〈物種基因剔除技術爆炸性的新突破 ─ CRISPR/Cas9 技術淺談〉，《科學月刊》，第 552 期，2015 年 12 月。

〈本文轉載自《科學月刊》2019年1月號〉

一個在資訊不值錢的時代中，試圖緊握那知識餘溫的科普雜誌。