后基因组时代的生物安全

时间:2023-12-12 05:09:04

后基因组时代的生物安全

步入后基因组时代,科学家肩负着更多责任。

撰文谢蜀生

后基因组时代的生物安全

20世纪上半叶,物理学革命导致原子弹的出现;20世纪下半叶,以脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋结构的发现为标志的分子生物学革命,让科学家可以利用分子生物学技术,轻易获得生物体的基因组信息,并对基因进行改造,创造出一种人工新品种。

在“9·11”以及紧随其后的炭疽杆菌邮件袭击事件后,美国政府对生物恐怖主义的威胁充满了忧虑,立即销毁了6,600件公开发布的、可能被用于制造生物武器的文件资料。2003年,美国国家研究委员会向国会提交了一份报告,对生物医学研究首次提出了“双重应用研究”(dual-use research)一词,来描述那些既可以造福人类,又可能被用于恐怖目的的生物医学研究。该报告披露了一个基因工程技术导致高致病性新病毒产生的典型案例。

2001年,澳大利亚鼠灾泛滥,政府发动了一场生物灭鼠运动。科学家把白细胞介素-4(IL-4)基因导入鼠天花病毒,希望这种基因重组的天花病毒可以通过“免疫避孕”的方式降低老鼠的繁殖力。出人意料,这种重组的鼠天花病毒毒力剧增,结果杀死了60%的野生鼠,甚至那些原本对鼠天花病毒具有免疫力的老鼠也不能幸免于难。这个意外的结果表明,一些简单的分子生物学技术操作,也可能产生意想不到的剧毒新品种。在本案中,一个简单的基因重组事件,竟导致了老鼠机体对鼠天花病毒的免疫保护机制完全失效。如果类似“意外”情况发生在人类中,后果会怎样?

鉴于对病原微生物基因组的分析与改造有可能被恐怖分子用于制造生物武器,美国国家研究委员会在报告中提出了7项需要加以限制的“令人关切的实验”:可以导致疫苗失效的技术、增强病原体毒力或使非病原体产生毒力的研究、对抗菌或抗病毒药物产生耐受的研究、增加病原体传染性的研究、改变或增加病原体感染宿主范围的研究、使现有诊断和检测技术失效的研究以及将生物制剂或毒素改造成生物武器的研究。但在学术界,并非所有人都认可这份报告。2003年,32名来自世界顶级科学杂志的编辑和一些科学家发表声明,强调“学术自由是科学的生命之血”,拒绝对所谓的“双重应用研究”采取限制措施。因此,上述生物医学研究仍在无约束地进行着。

2005年,《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)发表了魏因(Wein LM)等人一篇用布氏杆菌毒素污染牛奶的研究报告,详尽地描述了制造“毒奶”的方法,并讨论了如何防范的可能方案。魏因还在《纽约时报》(The New York Times)上发表了题为《获得毒奶》(Got toxic milk)的分析文章,通俗地介绍了论文内容。美国政府认为,这简直是在为恐怖分子提供制造毒奶的流程图。

更具争议的是,2005年,陶本伯格(Taubenberg JK)等人在《自然》(Nature)上发表了1918年流感病毒的全基因组序列;同年,杜贝(Tumpey TM)等人又在《科学》(Science)上发表报告称,他们用反向遗传技术复活了1918年流感病毒。实际上,在这两篇文章发表前,美国政府认为,这些研究“在生物安全科学方面过于敏感”,不宜公开发表,但美国国家生物安全科学顾问委员会(National Science Advisory Board for Biosecurity,NSABB)评估认为,这些研究结果“对于预防未来流感大流行的作用,远比滥用此结果的潜在危险大得多”,因而允许论文公开发表。目前100多种病原微生物——包括天花、炭疽、埃博拉病毒等的基因组序列在互联网上都极易获得。

显然,目前生物医学研究正处于一种两难困境。一方面,这类研究为重大疾病的预防和治疗提供了新的可能,因其对医学的发展有利而受到法律的保护。但另一方面,它在生物安全(biosecurity)方面又确实具有明显的潜在危险。在生物医学研究进入后基因组时代,人们对生物安全方面的忧虑进一步增加了,正如NSABB主席卡斯珀(Kasper D)指出的那样,“顾问委员会确实对制造生物武器的潜在危险表示担忧,一个为邪恶组织服务的聪明科学家,很有可能利用这些公开的(基因)信息制造生物武器。”但对于这类具有“双重使用价值”的生物医学研究,目前还没有找到一个两全的解决办法。

英国物理学家、1995年诺贝尔和平奖得主罗特布列特(Rotblat J)曾为《科学》写过一篇题为《科学家的希波克拉底誓言》(A Hippocratic Oath for Scientists)的文章。他说:“20世纪,科学的巨大进展已经彻底改变了科学与社会的关系。然而,许多科学家仍然生活在象牙塔里,他们声称‘为科学而科学’、‘科学是中性的’、‘科学不能因其被滥用而受谴责’……如今人们都在谈人权,却很少提到人的责任。科学给人类带来了很多好处,同时也带来了更多的责任。”

为了防止科学被滥用,他希望“对那些进入科学研究领域的新人,应该让他们知道自己所承担的社会和道德责任是很重要的。一个办法是制定一个类似于希波克拉底誓言的科学家誓言,他们毕业时都要按此宣誓,正如在医学行业中那样”。罗特布列特对科学被滥用的忧虑值得我们高度重视,在恐怖主义已成为人类社会威胁的时代,科学家的社会责任确实应当成为科学文化领域大力关注的问题。