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本文选自得到App专栏
《硅谷来信》,这是专栏作者吴军博士写给订阅者的第7封信。我们将它分享给大家。这与其说是生物学的问题,不如说是一个哲学问题,我们听听吴军博士怎么说。
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建议阅读时间:10分钟。
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人类是否能够长生不老
文 | 吴军" _) I% g: o: M! k) J* I
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/ [/ K a# l5 j6 t4 M5 P- I你好!
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Google里有一个包装得很好的半人半神、半严肃半民间的科学家库兹维尔,前一阵说,到2029年人类可能永生。实际上他不但说,而且还真信,为此他每天吃一大堆维生素,确保他在那一年到来时不会死掉。人类能否永生,这里面涉及到技术和哲学两个层面的问题。今天先谈谈在技术层面是否存在这样的可能性。
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昨天的信中,我们讲到如果破解了“上帝造人”的密码,知道我们人体的每一个功能都是由什么基因控制的,就有可能在生病(尤其是现在的绝症)时,找到什么地方出了错误。接下来,似乎能通过现在非常热门的基因编辑技术修复基因,根除病患;或者克隆器官延续自己的生命,这样岂不是人就不会死了么?
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这些事情如果都能够做了,人类的寿命肯定可以延长,这是毫无疑问的。从目前的技术发展速度来看,做到这些事情有希望,但是不会太快,大家的期望值不要太高。
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我们曾谈过,读出每个人的DNA密码是件容易的事情,定位每一个基因位点( genetic locus),就要难得多,而找到每个基因和功能的对应(Mapping)则是难上加难。
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更为困难的是,一些疾病比如心血管疾病,不是由一个基因控制的,而是多组基因组合产生的结果,要把它们之间的对应搞清楚,就更难上加难了。
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我过去在约翰·霍普金斯的一个朋友,实验室里由一个大科学家带着一大群博士生和博士后,就在找老年痴呆病的基因(找对应),他们一度觉得非常接近目标了,整个实验室都很兴奋,后来发现实验难以重复,说明找的方向还是没有找对。实际上,今天世界各国都在找这个病的基因对应,但是进展缓慢。
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在计算机科学领域和生物领域都算是行家的萨尔兹伯格教授,这样给我解释找对应的难度。我们知道人类的基因中的核酸碱基数目为30多亿,这和今天最复杂的计算机处理器( Intel Broadwell-EP Xeon)里面的晶体管数目是处在同一个数量级(70亿左右)。
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所不同的是计算机处理器是人设计的,设计者知道每一个晶体管的功能,而生命的密码DNA,是上帝设计的(你也可以认为是大自然设计的),我们人类从来没有参与。在接下来的几十亿年里,它就像一本巨大的书,被每一代物种抄写一遍,中间会抄写出不同的字,就出现了不同的物种。
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有些错别字问题很大,相应的物种就被淘汰了。有些则错得更有道理,相应的物种就得到了进化。就这样抄了无数代,有一个版本就成为了我们今天身体里的DNA。在这个抄写过程中,人是无法有意参与,更不要说控制了。
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即便是人设计的计算机处理器,如果有了很小的毛病,要确定是其中哪一个晶体管出了错,也几乎是不可能的事情。一般来讲,只要检测程序没有通过,就把这个处理器扔了,没有人费神去定位那个(那些)出问题的晶体管,因为任务太难,成本太高。
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好了,对于人根本没有参与设计的自身的DNA,如果出了问题,要定位原因,可以想象有多么难。因此,虽然从理论上讲,可能找到致病的基因缺陷,并且对于一些病这个问题也已经解决了。但是,对于所有绝症找到定位,用现有的方法,需要非常非常长的时间。
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科学家们想到了利用计算机来做这件事,这也是Google要成立它的医疗保健公司Calico,以及温特创办人类长寿公司的目的。但是即便找到了致病的基因,要修复它依然有很大的障碍,这里面涉及到一个关键性技术,就是最近非常热门的基因编辑技术。先不谈河北科技大学的发明是否有效,我们还是聚焦一下主流的CRISPR Cas基因编辑技术。
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2013年麻省理工学院(MIT)的华裔科学家张锋在CRISPR Cas方面所取得的突破性成果,被《自然》杂志列为当年十大科技进步之首。
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2015年,突破奖中的生命科学奖授予了从事CRISPR工作的两名女科学家,美国的詹妮弗•杜德纳和法国的艾曼纽•卡彭特,也可见全世界对这项研究的关注。这似乎表明这项技术开始趋于成熟,不过目前它的成功率也不过60%左右,而且成本特别高。
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即便能够编辑基因了,是否病就能被治好了呢?也不一定,因为DNA控制组织和器官的形成过程比想象的要复杂。
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我们都知道,每个人都是源于一个受精卵细胞,它一分二,二分四,但是分着分着就有了组织的区别,然后组织就形成不同的器官,这又是为什么呢?
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萨尔兹伯格和我讲,其实基因中有很多开关,在复制的过程中,有时这个开关打开,有时另一个开关打开,复制出来的细胞就不同了,但是至今人们也不知道这些开关怎么工作的。
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如果知道了,那么就可以从干细胞出发,克隆自己的器官了。萨尔兹伯格因为过去网球打多了,膝盖不是很好,因此他特别关心这件事,希望在他有生之年能够享受到克隆膝盖软骨的成果。总之,人类对基因的了解其实还很少。利用基因技术治愈癌症等绝症,还有很长的路要走。
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其实,无论是Calico的CEO、著名生物学家李文森,还是人类长寿公司的创始人温特,都没有把目标设定在让人类能够永生这件事情上,而是不约而同地把目标定位在了长生不老上。所谓长生不老,就是活得长,而且直到生命的最后,依然健康。
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用温特的话说,将来60岁的人可以像20岁的一样,而李文森则是讲,希望人类能活到120岁,在去世前一天,他还是健康的。(另外,根据世界卫生组织新的年龄划分标准,0-17岁的算是未成年,18-65岁算是青年人,66-79岁是中年人,80-99岁是老年人,100岁以上的是长寿老人。我现在又被算回到青年人了。)
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这个目标显然更有实际意义,目前一些医学上重大突破,都在帮助达成这个目标。前一阵子,我拜访斯坦福医学院和斯坦福医院,得到一个好消息,干细胞技术治疗中风,获得非常好的结果。斯坦伯格教授的团队对18例患者进行了医治,一半病人有了非常大的好转。
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接下来,他们要实验100例,进行双盲试验。在早些时候,我在约翰·霍普金斯大学参观了人工心脏实验室,这种人工心脏已经用于了临床试验(这个话题我以后会和你细聊),这些成就,都无疑可以大幅度地帮助全人类延年益寿。
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你可能会奇怪为什么我最近谈论医疗的事情似乎比谈论IT的还多,因为我在这方面花的时间非常多,不仅是在投资这个领域的一些公司和研究项目,而且我认为随着技术的发展,利用IT技术改善医疗是今后一个大趋势。
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很抱歉,写到最后,我依然没有回答人是否能永生,这与其说是生物学的问题,不如说是一个哲学问题,下次有机会,我来谈谈我对这个问题的看法。
先聊到这里。
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祝冬安。7 V8 R" }- ?2 E
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— 本文完 —