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DNA 60岁

伦敦—1953年4月25日,克里克和沃森发表了一篇一页的论文,很多人认为这篇文章将掀起生物研究革命。克里克和沃森在富兰克林(Rosalind Franklin)和威尔金斯(Maurice Wilkins)工作的基础上发现了DNA的双螺旋结构,第一次窥探了生命体如何继承和储存生物信息。但是,60年后,他们的发现真的如人们所预料那样产生了革命性的影响吗?

媒体大肆宣传克里克和沃森的论文发表60周年,称赞这一突破“引领了遗传学时代”,称之为“有史以来最重要科学发现之一。”英国报纸《卫报》标题赫然写着《生日快乐,DNA!改变我们所有人的黄金一刻》。

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从某种程度来讲,这是正确的。这一发现构成了遗传学的基础,并开启了新兴研究领域,合成生物学便是其中之一,在该学科中,生物系统可以被创造或改造以实现特定的功能。类似地,DNA还推动了重要创新,比如药物遗传学癌症疗法,即专门对付癌细胞内的具体遗传缺陷。

此外,DNA还引发了一些流行文化的神秘元素。根据内尔金(Dorothy Nelkin)和林迪(Susan Lindee)的说法,DNA已经成为神圣实体(sacred entity)——基督灵魂的现代等价物、个体生命的本质。某些形式的生物决定论——比如认为种族和性别决定了一个人的命运已被大众所拒绝,但一个人可能天生具有(比如)负债倾向、容易变成残酷的独裁者、或定期参加选举的观点仍被社会所接受。

但是,几乎从一开始——特别是在1971年《时代》杂志发表名为《新遗传学:从人变成超人》的特写文章以来——科学和社会就高估了遗传学的影响。2000年人类基因组计划发布了第一张完全测序的人类基因组草图,《自然》杂志编辑亨利·吉(Henry Gee)预言,到2099年科学家将能“彻底改变生命体,使之适合我们的需要和品味”。“我们会有不止四肢,如果我们想要变成这样,”他说,“兴许还会有翅膀可以飞。”

十三年后,吉的预言变得越来越不可能,而人类基因组计划也没有达到预期。事实上,2010年,科学作家瓦德(Nicholas Wade)哀叹,在人类基因组计划启动十年后,遗传学家“几乎回到了原点,明白了往哪里寻找常见疾病的根源。”

比如,一项耗时12年、观察了19 000名美国白人女性的研究发现,与心脏病具有统计关系的101遗传标记没有预测价值。相反,自我报告的家族史在预测心脏病方面相当准确。

事实上,大部分疾病都不是由单一基因引起的。结果,在非典型的单一基因失调疾病如亨廷顿氏症方面早期取得一些成功后,进展就停滞了。常见变异通常只能解释一小部分遗传风险。

遗传学在癌症治疗方面被寄予厚望。1962—1985年间,尽管有了强力的化学药物和放射疗法,美国的癌症相关死亡数量仍增加了 8.7%,表明一刀切治疗方法的危险性。人们认为,了解病人治疗反应的遗传决定因素能让医生开发个性化治疗方案,让更多的反应患者免于有害的过度治疗。

但患者并不是唯一的变数。癌症也是多样化的,即使在症状相同的患者中间。在对50名患者的乳腺癌肿瘤进行完全基因组测序后,研究者发现只有10%的肿瘤存在三个以上的相同变异。一份测序了2000个肿瘤基因变异的最新研究表明,乳腺癌实际上应该被分为十种子类。

类似地,一份对四位肾癌患者恶性细胞的全基因组分析表明,尽管它们之间寻在关系,但突变的方向大不相同。被识别出来的遗传错误中有三分之二不会再同一个肿瘤中得到复制,更不用说体内的其他转移肿瘤了。由于药物遗传学药物定向于肿瘤的某种突变,因此它不一定对其他突变有效。此外,随着癌症适应药物,可能发生后续突变,抑制药物的疗效。

平心而论,对某些患者来说,药物遗传学带来了极大的不同。药物遗传学癌症药物赫赛汀的研究试验原始实验对象芭芭拉·布拉德菲尔德(Barbara Bradfield)因该药而情况稳定地生活了20多年。但类似的成功太罕见,不足以构成遗传学的“黄金时代”。

这类药物高企的价格也限制了它们的影响。赫赛汀每年的花费高达4万美元,新的癌症药物花费更高,大部分患者根本负担不起。

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美国最高法院最近面临着基因是否可以申请专利的问题。如果法院支持生物技术公司Myriad Genetics对两种基因的专利要求(这两种基因的某个变体与乳腺癌和卵巢癌高发有关),那么该公司将获得将这两个基因用于研究。诊断和治疗的长达二十年的专属权利,从而阻止廉价替代方案的开发。女性已经难以得到诊断测试,因为保险公司拒绝支付该公司的高要价。

制造商称,基因专利——目前覆盖了人类基因组的25—40%——是振兴投资的关键。但这些专利堪称DNA“生日”的污点,因为它们阻止了患者获得遗传研究的好处——除非他们花得起钱。