基因定序下的生命

撰文/江才健

二十年前的二月分,英國頂尖科學期刊《自然》雜誌刊出進展十年「人類基因定序」計畫的頭一個成果,那是人類基因定序的一個草圖,當下立即引起甚大的關注,一時間似乎開啟了一個以基因定序來決斷生命現象的新紀元。

今年二月間,《自然》雜誌再刊出專文,回顧基因定序計畫進展二十年帶來的成績,造成的影響,以及未能解決的諸多問題。簡單來說,其結論就是要了解如同生命的這樣一個複雜體系,對於個別單元的精細探究或有必需,卻遠不足夠,原因是生命個別單元之間多元作用造成的複雜性,難以盡識。

人類對於生命探究會走向基因之路,其來有自,一言以蔽之,還是近代科學化約論思維的主導所致。一般談起近代遺傳科學的發展,多以奧地利天主教神父孟德爾(Gregor Mendel)的遺傳理論作為 起點,其實在天主教修會小花園中做了十五年植物授粉雜交實驗的孟德爾,並沒有提出遺傳理論的想法,遺傳理論是孟德爾默默無聞去世十六年後,才由三位研究他實驗筆記的科學家提出,而造 就這個科學史上「三人再發現孟德爾遺傳法則」的過程,有一個更大的歷史與社會背景。

十九世紀孟德爾做植物授粉雜交實驗的時代,歐洲社會當紅的是達爾文演化論,背後正是因著歐洲向外殖民擴張成功而有的優勝劣敗思維,所謂的社會達爾文主義因此而起。著重「適者生存」的演化論與「先天決定」的遺傳理論,其實是一種互為犄角之勢,二十世紀初孟德爾的遺傳理論興起,到世紀中葉基因核酸的解構,更進一步增強了遺傳化約而非演化綜合之路,這正是科學發展歷程中常有的,客觀科學理論受到社會發展主觀思維影響的又一個例子。

二十世紀物理科學在化約論上的成功,可說甚是顯著,一九四○年代量子力學大師薛丁格(Erwin Schrödinger)「生命是什麼」的大哉之問,正是物理學家化約物質、解構原子之後,顧盼自雄的傲然雄圖,後來解構了DNA核酸結構的幾位重要生命科學家,都自陳是受到薛丁格的思想啟發,當然物理科學所發展出的探微工具,也替往後燦然大起、一發不止的生命科學發展鋪了路。

上世紀九○年代開始的「人類基因定序」計畫,可以說是生命科學由組織到細胞,再往分子生物以迄基因核酸結構一路化約之路的必然發展。「人類基因定序」計畫正式開始之前,生命科學界內曾經有過大辯論,許多極有成就的大科學家都出面反對,認為這個計畫要探究的人類基因體,其中多是無關緊要的垃圾部分,耗費巨大的人力物力,卻得不到什麼有意義的創意。

「人類基因定序」後來的終於上路,有許多原因,其中近代科學發展體制化之後,科學走向更加受到社會主觀需要因素主導的因素,最是關鍵。試問,還有什麼科學計畫能夠比「人類基因定序」描摹的「讓人類生命延長幾十年」願景,更能打動社會人心,更能夠在政治訴求上得到普遍支持?

二十年來「人類基因定序」計畫的影響自是深遠,《自然》雜誌的專文中也說,這個計畫讓生醫研究專注探究人類疾病的基因根源,改變藥物的開發,也重新定義了基因概念。這個動員多國諸多團隊的基因定序計畫,因為對於蛋白編碼基因進行排序工作,因此也更闡明了基因組中非編碼部分的功能,可說替醫療發展鋪了路。其實在「人類基因定序」計畫起始之時,基因治療在面對人類疾病的進展,卻挫折失敗的。最有代表性的例子有二;一個是一九九九年在美國賓州大學的基因治療實驗,接受基因治療的十八歲少年格辛格(Jesse Gelsinger),在以基因療法治療先天疾病後四天死亡,三年之後,法國的醫學團隊對於十一個有嚴重先天免疫不全症候群的孩童,進行基因治療,結果一些孩童發生血癌症狀,甚至造成死亡案例。

當然這些挫敗並不能斷言基因治療已經失敗,生醫學界對此也有許多辯論,二十年來,也還有不同定義的基因治療實驗,得到不同意義的成果,其中牽涉的不止表象上的結果,更有疾病與健康的定義,甚至生命的意義問題。綜合而論,基因治療以化約思維的線性因果關聯,面對複雜多因的生命現象,是造成困境的關鍵所在。

二○○七年二月《自然》雜誌曾刊出一篇專文〈兩種文化的衝突〉,作者是當時在美國麻省理工學院的物理學家以及歷史與科學哲學教授凱勒(Evelyn Keller),專文的主旨說,生物學家受到物理科學成功的鼓舞,也在找尋一種包山包海的普適性生物學理論,但是生物學探究的生命現象,先天性便是複雜多因果關聯的,因此找尋一個普適性的生物學理論是否需要?甚至是否可能?

這篇專文雖然點出了當前生命科學研究的關鍵問題,但是隨著以新技術探究生命現象能力的快速進展,生命科學家信心日增,認為他們終究可以找到一個普適性的生物學理論,發展出解決生命整體問題的系統生物學。這背後有人類對於近代科學探究自然現象的無比信心,也有趨功求利人類本性的驅動力量,光看「人類基因定序」計畫進展中,野心勃勃的生命科學家凡特(Craig Venter)率先公布一段完整的基因資料,成功地替他創辦的塞雷拉公司搶得了商機,以及近年來許多基因編輯操控技術發展引發的名利爭逐,便可知半矣。基因科技的思維盲點,有點像「基因科技,紅燒獅子頭」的具象例喻,就是用把豬做成紅燒獅子頭的辦法來研究豬,一些生命科學家或謂,未知其詳,如何識得整體,但是我也不禁要問,難道這就是了解生命現象的唯一辦法?是了解生命現象的最好辦法?朝向生物化約極致的生命探究,帶來的是天機?還是危機?

 

 

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