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關於基因編輯,我們該用什麼心態來面對它?——《上帝的手術刀》(下)

PanSci_96
・2019/04/09 ・2217字 ・閱讀時間約 4 分鐘

與其說倫理,不如說嚴格的專業監管

說到這裡,僅是對「不傷害其他人類個體」這條看似毫無爭議的倫理「紅線」略作討論,我們就能立刻看到社會慣常的倫理觀在面對新鮮事物,特別是科學發展時的無力。正因為這樣,我想,我們應該先承認倫理觀本身的多元化和動態性,以期從中達成科學進步與倫理觀念的協調,而不是試圖在科學領域中畫出一條不許越雷池一步的絕對「紅線」來約束科學發展。

涉及人類應用的技術時,必須在嚴格的專業監控和法律約束下進行。圖/flickr

如果說利用倫理問題約束基因編輯技術很可能徒勞無功,甚至會導致開歷史倒車的話,那麼我們是否就應該允許和放任類似的技術迅速進入臨床實踐,為人類有目的地改造自身遺傳因子、修改和創造自己偉大時代的到來歡呼呢?也不是。與其說倫理,不如說監管。我的看法是:

涉及人類應用的技術時,必須在嚴格的專業監控和法律約束下進行。這是在以下兩個邏輯下得到的結論。

基因編輯的技術與社會風險

第一個邏輯是上述討論過的技術風險問題。和人類掌握的大多數技術一樣,基因編輯技術,包括 CRISPR/cas9 技術,仍存在大量的未知問題和技術風險。其中最為人所知的是基因編輯的脫靶問題:

在有目的地編輯某個基因的同時,可能會在基因體其他無關位置引入非特異性遺傳改變。

與藥物的「副作用」概念類似,基因編輯技術的脫靶問題帶來潛在的臨床風險。因此,就像所有用於人類臨床實踐的藥物、醫療器械和手術操作一樣,改變人類胚胎的基因也必須接受嚴格的專業監管,在確保安全性和有效性可控的前提下,才能進行大規模臨床實驗。

圖/wikimedia

而考慮到人類胚胎操作的特殊性,監控機制還必須深入人類生殖細胞的獲取、培養、體外受精和子宮植入等各個環節,確保不會有非法獲取生物材料和隨意開始培育人類胚胎的可能。對於任何一種相關研究,我們都必須追問,科學家有沒有透過合法途徑取得人類胚胎?提供者是否知情同意把這些人類胚胎用於研究?科學家如何確保這些人類胚胎在實驗結束後被徹底銷毀,而不是又被放回母親的子宮?在學校和政府監管層面,人類胚胎的遺傳操作是否取得了相關許可,是否遵循對人類胚胎的操作指南和倫理要求?

只有所有相關的研究程式都得到嚴格的專業監管,我們才能做到盡可能規避技術風險,確保該技術不會在尚未成熟階段就進入臨床實驗。但是,僅僅進行倫理層面的疑問並不能幫助我們改善技術和管控技術風險。

圖/pixabay

第二個邏輯則是不少人曾指出的社會風險。儘管基因編輯技術仍存在巨大的技術障礙,奢談其大規模的臨床應用為時尚早,但人類胚胎基因編輯技術的確有被濫用的可能。最嚴重的潛在社會風險包括,基因編輯可能造就永久性的階級分化,基因編輯可能被希特勒這樣野心勃勃的人用來大範圍改造人類。

技術應用為時尚早,但我們絕不應該忽略這一潛在風險。

然而,有風險並不是禁止基因編輯技術的理由。事實上,單純禁止科學家合法研究某一項技術,往往會把相關技術研究推向暗處,造成更加難以監管的局面。在如何對待基因編輯技術的問題上,人類對原子能的和平利用應該說是一個不完美但可資借鑒的範本。限制關鍵技術細節外流,追蹤和控制關鍵實驗設備和原料流向,加強相關技術人員訓練,規範相關研究和應用機構的工作準則,應該能夠幫助我們大大降低技術進步帶來的社會風險。

科學改變世界,用開放的心態和嚴謹的監控來面對未來

青山遮不住,畢竟東流去。這句詩也許能代表科學進步在人類社會發展中的地位和意義。

也許自科學誕生的那一天起,人們對科學被誤用和濫用的恐懼就如影隨形。這種擔心並不全然是無本之木:一方面,科學進步確實馬不停蹄地改變人類的生活方式、思維習慣、社會結構乃至人類本身,對科學這種無堅不摧的力量的恐懼是自然而然的;另一方面,已有太多的歷史教訓告誡我們,尖端科學與技術成就一旦落入「壞人」之手將會造成多麼大的破壞。

然而,青山遮不住,畢竟東流去。

圖/wikimedia

歷史的經驗告訴我們,人類對自身和對世界的認識與改造也許會停滯,但似乎從未被逆轉。在 21 世紀開頭的十幾年,我們已經見證了以鋅指核酸酶、「神話」核酸酶以及以 CRISPR/cas9 技術為代表的基因編輯技術發展,迅速降低了人類改造自身遺傳因子的門檻,為人類治療疾病、預防疾病乃至改善自身性狀開啟了一扇大門。

不管是恐懼也罷、抵觸也罷、歡迎也罷、漫不經心也罷,我們這個物種在進化數十億年之後,確實已經站在大規模改造其他生物乃至創造自身的門檻上。在這個很可能被載入史冊的關口,與其試圖用道德觀念和倫理批判延緩腳步,還不如用更開放的心態擁抱它,用最嚴格的監管管控它,讓新技術在進化成熟之後,讓人類更能認識和改善自己。

 

 

 

 

 

本文摘自《上帝的手術刀》,2019 年 1 月,大寫出版

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恐龍稱霸地球的秘訣,竟是牙齒自帶避震器?——《追光之旅:你所不知道的同步輻射》

天下文化_96
・2021/09/12 ・1747字 ・閱讀時間約 3 分鐘

《侏羅紀公園》系列電影掀起大家對恐龍的好奇,但其實科學家早就在研究遠古時代的各種生物。以恐龍為例,平均每星期會發現一種新種恐龍,每年大約會發現五十種新種恐龍。而在探討物種起源及鑑定遠古生物領域,同步輻射分析技術也展現了它的獨特價值。

例如,南非威特沃特斯蘭德大學(University of the Witwatersrand)領導的國際科學家團隊,針對一些世界上最古老的恐龍蛋胚胎頭骨,進行 3D 複製重建,發現牠們的頭骨生長順序與當今的鱷魚、雞、烏龜和蜥蜴相同,研究成果發表在《科學報導》(Scientific Reports)上。

美國自然歷史博物館收藏的恐龍蛋化石,內部留有胚胎構造。圖/WIKIPEDIA

在台灣,由加拿大多倫多大學教授賴茲(Robert Reisz)與台灣學者組成國際團隊,花費兩年時間,運用超高解析二維紅外光譜顯微術,在活躍於一億九千五百萬年前的雲南祿豐龍胚胎股骨化石中,發現殘留有機物,找到古化石內保存複雜有機物的最古老紀錄。這個破天荒的發現在 2013 年登上了《自然》(Nature)雜誌封面。

此外,在祿豐龍肋骨化石的微血管通道中,國輻中心研究員李耀昌也發現全球最古老且保存完整的膠原蛋白與赤鐵礦微粒聚晶。

「即使經過億萬年時空轉換,恐龍的軟組織經血液中鐵的氧化及碳酸鈣化包覆作用後,還是有機會被保存下來,」李耀昌表示,這將有助科學家進一步了解恐龍的生理機能與遺傳密碼。

李耀昌團隊將成果發表於《自然通訊》(Nature Communications)期刊,並獲選為《發現》(Discover)雜誌「 2017 年全球百大發現」第十二名,是近年來台灣學者主導的研究成果首度登上《發現》雜誌全球百大發現。

英國 Dinosaurland 化石博物館的鐮刀龍巢與蛋化石。圖/WIKIPEDIA

發現牙齒裡的避震器

恐龍胚胎裡有膠原蛋白,恐龍的嘴巴裡則是自帶「避震器」。

國輻中心團隊與台灣博物館、台灣石尚博物館、中國大陸北京自然博物館、加拿大安大略皇家博物館,以及中國大陸地質科學院地質研究所合作,蒐集十五種肉食性與植食性恐龍牙齒,利用同步輻射穿透式 X 光顯微術與現代的眼鏡凱門鱷牙齒進行研究比對,首度發現肉食恐龍牙齒具有避震結構。

在肉食性恐龍牙齒的琺瑯質與象牙質中間,存在一層相對柔軟且布滿微細孔洞的被覆牙本質層,可以保護牙齒,避免因撕裂骨肉造成牙齒瞬間斷裂。這項研究結果修正了過去對於原始爬蟲類牙齒結構的認知,因此登上國際知名期刊《科學報導》(Scientific Reports)與各大媒體。為了蒐集恐龍牙齒進行研究比對,國輻中心研究員王俊杰透露了一段小故事。

「當時我到桃園興仁花園夜市拜訪鱷魚攤,沒想到使用斜口鉗幫鱷魚拔牙時,斜口鉗當場應聲斷裂,只好再買一把硬度更高的老虎鉗,費了好大一番功夫才順利拔下鱷魚牙齒。」

透過同步輻射 X 光顯微鏡發現暴龍牙齒藏有「避震器」,保護牙齒不致斷裂。1:X光下的暴龍牙齒構造。2:暴龍牙齒外觀。 3:無避震結構的牙齒內部應力分布。4:有避震結構的牙齒內部應力分布。圖/王俊杰提供

牙齒的特殊結構,使得肉食恐龍成為頂尖獵食者,稱霸地表一億六千五百萬年。相較於人類咬合力約為 40 公斤、眼鏡凱門鱷咬合力約 1,000 公斤,以及咬合力可達 2,000 公斤、目前世上咬合力最大的動物—— 灣鱷,「暴龍的咬合力約 6,000 公斤,且拖行的獵物體重可能超過 1 公噸,但靠著微小的避震結構設計,便不致因巨大應力而造成牙齒斷裂,」王俊杰說。

遠古生物的活動型態一直是科學家亟欲解開的謎題,透過同步光源高解析度檢測技術,可以幫助我們了解古生物化石組織結構的細微差異,提供了一種嶄新的古生物分類與古生態研究檢測方法,而藉由恐龍胚胎化石中探測到的有機質殘留物,未來將可逐步解開更多遠古生物的奧祕。

——本文摘自《追光之旅:你所不知道的同步輻射》,2021 年 8 月,天下文化

天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。
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