《基因聖戰—擺脫遺傳的宿命》:讀書心得報告

嗯嗯,總之是物理課的作業——據說不必一定要寫跟物理有關的東西……為了保留故事主軸的發展,書籍大綱變得好長啊。

唉,公民課又有個不限主題的口頭報告了,該報告什麼呢?瀏覽器之爭的歷史?blog 在台灣的發跡?呵呵呵呵,還得仔細想想。

書籍資料
基因聖戰-擺脫基因的宿命
by Jerry E . Bishop & Michael Waldholz
楊玉齡 譯
天下文化 出版

作者簡介

Jerry E . Bishop

資歷超過三十年的華爾街日報記者,主筆醫學、科技議題。

曾於一九九零年初因報導低溫核聚(cold fusion)研究引發的爭議,獲美國物理學會頒發之科學報導獎。

參考:《Jerry Bishop, The First Cold Fusion Journalist》

Michael Waldholz

華爾街日報記者,資歷逾十年,主跑醫學、公共衛生及製藥工業的路線。

Michael Waldholz 曾和 Jerry Bishopg 一起報導基因研究的現況而獲得華爾街日報社內之頭版系列報導獎。

內容大綱

從詛咒到聖戰

魏斯樂(Milton Wexler),一位好萊塢地區的心理分析師,和他的兩個女兒——愛莉絲和南西,在公寓裡談論著一件頗為震撼之事。

她們的母親,得到了亨丁頓氏舞蹈症。[1]

那是一種無法治癒的神經疾病,它將漸漸、殘酷的摧毀患者的心智,佔據肉體,進而奪去性命。更糟的是,它是一種顯性遺傳疾病,但患者通常要步入中年會出現病徵,在當時,沒有任何的方法可以得知自己是否遺傳到致病基因。

這表示愛莉絲和南西都各有一半的機率患病,這嚇壞了她們。

魏斯樂決定不要坐視女兒前途未卜,他將用盡一切才智來解決亨丁頓氏舞蹈症的謎團。

「我可能是個樂觀者,也可能是個傻子,」魏斯樂說:「但我知道答案是存在頑固與浮誇之間。」

愛爾塔英雄會

族群遺傳學家常常研究家族,檢視遺傳特徵是否按照孟德爾定律在家族中傳遞——遺傳學術語為「孟德爾分離率」(Mendelian segregation)——並由此推測某些疾病的罪魁禍首是否為某個有毛病的基因。

像亨丁頓氏舞蹈症那樣,由單個顯性基因致病,只要研究兩、三代族人,很容易就能看出孟德爾分離率的規則。然而若是由隱性基因所造成,往往要研究三到四代族人。

一九七零年代,遺傳學家開始了一種更微妙的研究。許多證據顯示,有某種基因雖然本身不會致病,卻讓攜帶它的人「容易罹患」某種疾病。像是乳癌,如果母親患病,女兒罹患乳癌的機率比一般人高出百分之十,但是這樣的機率比起孟德爾定律中所預測的機率來的低。

研究此類疾病相當費力,科學家總是得研究相當龐大的族譜,卻依舊無法確定該疾病是不是真的與遺傳有關。

一個更直接的方法,便是找到該致病基因,但這在當時仍是非常困難的事。遺傳學家偶而能依靠遺傳標記(genetic marker)[2]來找出未知基因的遺傳軌跡,所謂遺傳標記是指那些和未知基因一起遺傳,而本身的特徵容易看得見,又容易找得到的基因。像是眼睛的顏色,如果某家族兩三代人中每一個罹患某種疾病的人都是藍眼睛,而未得此症的人都是綠眼睛,那麼你或許便可以判斷,此致病基因的位置和控制眼睛顏色的基因位置非常接近,以至於他們通常會一起遺傳。此時只要知道遺傳標記在染色體中的位置,就比較容易找到致病基因了。

然而,有用的遺傳標記必須能以不同的形式在人類身上展現出來才行,如果父母都是棕色眼睛,則即使要找的基因的確和控制眼睛顏色的基因相連結,我們也無法得知小孩究竟是從父親還是母親遺傳到該基因。

科學家並不總是那麼幸運,能找到和致病基因相連結的遺傳標記,以致於尋找特定基因是如此困難。

在愛爾塔的一個渡假小屋,當幾位研究生報告著缺少遺傳標記的困擾時,。兩位科學家——波士坦和戴維斯,突然靈光一閃,說出了一些令人驚奇的話。

「我記得當時戴維斯但波士坦沉默了好一段時間,彼此只是瞪著對方,」史谷尼克,一位遺傳學家說道:「然後,他們忽然開始談到轉位子(transposon)[3]、南方墨點[4]、缺失以及限制酶[5]等。末了,波士坦看著我,說了一些類似這樣的話:『理論上,我們能給你遺傳標記,甚至整個基因組的所有標記。從來沒有人特別想要它們,就算看到它們,也只是把它們當成垃圾。但是它們的確存在。這點還未證明,但我認為它們存在所有的染色體中。不僅如此,科學家還能把它們找出來,並指出它們在染色體上的正確位置。』」

原來,每個人的體內的 DNA 有 99.9% 的鹽基排列是相同的,只有少數的一些因人而異的 DNA 小片段可能是造成個體差異的基因。但這中間有些變異似乎和個體差異沒多大關係,像是毫無意義的雜訊。

原本大家都不甚在意這些小細節,但波士坦說,這類存在鹽基排序中的多型性差異正可以當做遺傳標記!

只要使用特定的限制?對染色體進行切割,則具有不同變異的染色體就會被切割成不相等的長度。而使用一種叫做南方墨點的技術,則可以辨識染色體的長度分別。

生物學家對此產生了莫大的興趣,許多人開始尋找這些多型性變異的位置。

他們為這種變異取了一個名字:「限制片段長度多型性狀」(restriction-fragment-length polymorphism),縮寫成 RFLP,口語上則唸成「瑞福利」(riflip)。[6]

就這樣,瑞福利技術拉開了分子遺傳學上全新的一頁,更是往後測繪人類基因地圖的濫觴。這項原本以為需要百年才可達成的神技,如今,已提前登場。

前進艾瑪部落

聽到瑞福利的技術之時,南西真是樂壞了。

「在我一生中,很少經歷像這樣的時刻:相信某件事是對的,心臟彷彿就要跳出喉嚨,而且我無法再靜靜坐著,我想盡可能的狂奔、大笑和發洩。」

然而波士坦卻不認為他們能找到亨丁頓氏舞蹈症的罪魁基因,他想先找出每條染色體上的瑞福利,使科學家獲得一張 DNA 路標地圖,在那之後,任何人若想尋找致病基因,都可以受益於地圖的指引。但在完成之前,他認為任何尋找致病基因的行動,都只是浪費時間而已。

郝思曼,另一位科學家,卻不同意這個說法,他和南西很快便展開合作。為了尋找足夠的血液樣本,南西前往委內瑞拉的一個部落,在那裡罹患亨丁頓氏舞蹈症的人出奇的多。

接著,他們隨機選用現有的瑞福利探針,開始盲目的尋找致病基因。

「並沒有任何基本守則可以指示應先從哪一條染色體開始研究,因此隨機選擇探針進行實驗,在當時應該是理想的方式了。」

原本以為要檢查上百或上上千個探針才能找到致病基因,想不到,一九八二年,正當利用到第三個名叫 G8 的探針與 DNA 比對時,他們竟發現該瑞福利和致病基因有極高的相連率!他們真的要找到致病基因了!

「這好比你若想釣某支特別的魚,但你有兩打左右的池塘讓你選,而他們不只選中了池塘,而且難以置信的,在第十二次拋出釣竿時,就釣中了那條魚。」

奇異的雙重打擊

一九七一年克努森在「美國國家科學會會刊」上,發表了雙重打擊假說[7],他認為罹患視網膜胚細胞瘤[8]的患者可能是從父母那裡遺傳到一項基因變異,後來又因為某些原因造成第二次突變,進而引發癌症。

少數患者,是在自己身上獨立發生了兩次基因變異。這解釋了為什麼一些家族的成員比一般人容易罹患視網膜胚細胞瘤,同時其他人也可能罹患此症,但他們的後代卻沒有明顯高於一般人的風險。

當時並沒有人注意到這篇論文,或嘗試用說法解釋其他的癌症。因為當時克努森並沒有找到這個基因,他甚至不知道「第二個打擊」是什麼。

然而瑞福利理論出現後,情勢改觀。

一九八三年,卡威尼找到了那個致癌基因,而且終於了解,所謂第二個打擊,其實是在於染色體的「互換」(crossover)[9]程序。原來細胞在分裂之時,它必會把所有染色體複製一次,但偶而複製的時候會出錯,例如把來自父方染色體上的一段與母方染色體上交叉並置換,使子細胞擁有成對的父方染色體基因。

一般來說這種互換並不會造成多大的問題,然而,若置換的基因正是那致病基因呢?原本隱性的致病基因,並不會表現,成對的便造成了癌症!

科學家繼續研究其他的疾病,發現有些疾病牽涉到的不只是一組基因,也因此,不只需要「雙重打擊」,而是需要多重的基因變異才會發病,也就是說,有「具致病傾向」的基因存在!這也解釋了為什麼癌症的發展過程,表現出來的型態竟如此不同。[10]

血液裡的秘密

二十世紀大部分期間,尤其是一九三零年代、佛洛伊德理論暢行之時,各種行為上的異常,大多認為是精神受創所造成。但二次大戰後,許多醫生開始懷疑,會不會有什麼化學物質——也許是錯誤基因造成——在病人的腦袋裡搞鬼?

當新聞報導科學家利用瑞福利找出亨丁頓氏舞蹈症的致病基因之時,許多相信遺傳說的人受到了鼓舞,進而試著找出精神病與遺傳的關聯。

一九八六年,研究人員共定出了五個大家族,包括一百六十一名成人,其中四十七人罹患精神極端症或相關疾病。進行 DNA 分析後,結果顯示有史以來「瑞福利探針與某種疾病間最強的連鎖關係」。實驗結果純屬巧合的機率只有十一分之一!

科學家很快就發現,有些精神病是由多個基因所造成的。雖然不是全部,然而這是第一次證明精神疾病與先天遺傳有相當大的關係。

甚至有科學家宣稱,酒癮也和遺傳有關。

「酒癮遺傳學正位在它歷史關鍵點上,」戴佛和柯羅寧於一九八九年告訴「遺傳年報」的讀者:「經過好些年的努力,終於確立遺傳影響酒癮的理論,並開創出偵測及定位酒癮基因的研究新階段。」

「這才剛開始而已。」諾伯指出。[11]

預知生死記事

當南西得知亨丁頓氏舞蹈症的基因位置已經找到時,她驚喜的手舞足蹈。她想,接著一定很快就能發現基因本身,再來就是診療,搞不好還能治癒呢。

她又想到,科學家可能會利用這個 DNA 探針(它能定出亨丁頓氏舞蹈症基因的位置),測出人們(包括她自己)是否有罹病風險。

這項醫學試驗絕對是一項偉大的醫學成就,因為人類首次能在某人顯露病徵前幾十年,就預先診斷出他是否會發病。

然而她同時也注意到:如果診斷結果發現病患沒有該基因,那的確會讓病患鬆了一口氣,但若結果是陽性的呢?在還沒找到治療方法的現在,這會完全摧毀病患的希望。「這是一項極其危險的試驗」,她如此形容。

基因篩檢,也許可以讓我們提前把會罹患重大疾病的胎兒拿掉。但「將一個生命晚期才會發病的胎兒拿掉,究竟合不合道德?」說不定到那時,我們已經能治癒該疾病了,也未可知。

一些由多基因造成的遺傳病,像癌症、心臟病以及精神病,將會引起更多、更複雜的問題。因為這類疾病的缺陷基因,只不過能「提高」某些病的罹患風險而已。

雖然現在依然是紛紛擾擾的階段,但等到能真正治癒遺傳病後,充滿希望的預卜醫學紀元,將會統領一切。[12]

參考與註解

  1. Huntington’s disease
    杭丁頓氏舞蹈症的希望之光
  2. Genetic marker
  3. Transposon
  4. Southern blot
  5. Restriction enzyme
    限制酶
  6. Restriction fragment length polymorphism
  7. Knudson hypothesis
  8. Retinoblastoma
    抑癌基因與細胞的命運
    視網膜胚細胞瘤
  9. Chromosomal crossover
  10. Carcinogenesis
  11. 癮基因
    酒癮的另一面
  12. 基因檢測能救你一命?

心得

不得不說,分子生物學、分子遺傳學乃至於基因工程,乃是非常新,且快速發展中的學科。隨著人類對生命運作的更加了解,許多原本看似無法解決的問題將會迎刃而解。

以癌症為例,透過了解其生化路徑,近來發展出一種全新的療法:標靶藥物[1],不像以前,盲目的殺死細胞,這種藥物可以阻斷特定蛋白質的作用,抑制特定基因的表現。也因此可以在對正常細胞幾乎無影響的情況下,阻止癌細胞的作用,或乾脆切斷對癌細胞的血液供應。雖然這樣的技術仍在起步,但也夠令人興奮的了。

另外,隨著掌握越來越多的「易致病基因」,可以想見,未來篩檢普遍之時,人們可以知道自己是不是容易得到糖尿病的人,從小就能特別注意自己的飲食。其他疾病也是如此,甚至有人會想到,在人工受孕之時,可以選擇一個比較不容易生病的胚胎。

只是,就像書中所說。這樣的遺傳資料同時也會帶來很大的問題。

「雇主可能會面臨兩難的處境。如果他們以員工的遺傳傾向為由,不讓他們擔任某些工作,可能會被控為『歧視』員工,而不認為雇主是基於工作安全著想。例如,當某些遺傳缺陷使人特別容易被化學物質或工作場所的其他物質傷害時,上述情況就會出現。但是從另一方面來看,若雇主不曾按照員工的遺傳體質傾向,將他們調離危險環境,最後員工果真受傷,那麼雇主也同樣可能因『疏忽』而吃上官司」

「我們一旦能在某人出現病徵之前許久,就知道他未來可能罹患某種殘疾或是花費昂貴的疾病,社會有權要求這人以預付、繳稅或其他辦法,來彌補這種病所帶來無可避免的昂貴花費嗎?」

「將來會不會有項法令規定:男女在結婚前必須將自己的基因組成告訴對方?而且夫婦之間,若有一方忘記告知自己的基因組成,對方是否即可訴請離婚?此外,未來刑事法庭是否會接受『一切都是我的基因作祟』這樣的辯白?」

之前在新聞上看到有位校長將兩位在地下室燒紙箱的自閉生依公共危險罪移送辦,引發爭議。由於他們有精神方面的問題,所以大眾一般認為不該用常人的標準去對待他們。[2]

然而,若是所謂「易犯罪基因」呢?有些精神病很有可能是牽涉到多個基因的毀損,造成特別容易被後天條件影響,一旦我們完全掌握當中的細節,疾病的分界就變的非常不明顯。

難道法律將會訂出像什麼「如果有14個基因缺陷就是疾病,因此無罪;如果只有13個基因缺陷,就有罪」這種可笑的條文嗎?

例如一個「在生氣時天生難以控制暴力衝動,但在平時不會有明顯精神問題」的人,他是否有罪呢?另一方面,為了預防犯罪,我們是否可以要求所有被判定有相關基因的人都要接受強制精神輔導或治療?

保險公司已開始擔心:考慮到遺傳資料的私密性,一個人該有權利要求不公開他的基因序列,然而這會不會導致有致病傾向的人們去投下大量保費,相對比較安全的人則減少保費,進而使保險系統整個崩潰?

的確,基因工程給了我們非常大的權力,從前,有遺傳疾病的父母總是擔心生下有缺陷的孩子;現今,只要做簡單的篩檢,就能確保孩子的安全。再想想,同性戀者,也許能利用人工的細胞融合,產生下一代。

我們幾乎得以控制生命本身,然而這樣的界線到底在哪裡?

有些證據顯示,遺傳能影響個性。例如書中提到,有個實驗指出,有些孩子對未知環境產生的壓力反應較大,像是比一般人產生更多壓力相關激素,這使得他們較容易受到壓力事件的影響。經過多年的追蹤,發現他們大部分長大後,較可能有害羞的特質。[3]

個性、智商、乃至於身高,多多少少都和遺傳有些關係。[4]就算關係不是那麼明顯好了,父母難道不會想生下一個「完美寶寶」嗎?若只是單純的疾病,也許還不是那麼有爭議,但牽涉到心靈的問題,就顯得十分複雜,比如說:有人可以肯定的說「易生氣基因」是不好的,應該剔除嗎?父母難道可以決定嗎?

只是如此先進的技術,似乎沒有得到大眾足夠的注意?偶爾聽到反對生物科技的說詞,只覺得他們對此技術完全是一知半解。而其它剩下的人,似乎是即使生活已受到影響也渾然不知。

也許大眾僅會在聳動事件發生後,才來盲目的排斥吧?

雖然有著道德上的隱憂,分子遺傳學對醫療的貢獻依舊是非常大的。正因為它給了我們一個全新的角度,它才會那麼有威力。幾乎可以說,基因的時代已經來臨了。未來更有所謂「個人化醫療」(personalized medicine)[5],依照每個人先天遺傳體質之不同,進而配製量身訂做的藥物,這倒令人感覺和中醫理論有些不謀而合,雖然這當中的原理是大相逕庭的。

正因為此領域是這樣的新,未來看起來是如此充滿希望。我們相信許多疾病都將找到全新的治療方法,只是時間問題罷了。雖然這樣的期望或許會被斥為不切實際,然而從生物科技才剛發展就放射出如此大的光芒來看,實在不免令人志得意滿。

自私基因理論[6]指出,演化的主角乃是基因,我們眼中所見的眾生都不過是受到基因操弄的求生機器罷了。的確,時間流轉,萬物皆會湮滅。許多基因,卻傳遞了數千萬年。只是基因卻沒有想到,人類的心靈漸漸有了自己的生命了。長年以來,對抗衰老的故事正說明了人們是多麼重視自己的存在。

現在,人類已經進入直接操弄基因的殿堂了。人們幾乎已經可以「更改」創造出我們的東西,擺脫純粹的天擇操縱。人類的文化更是以飛快的速度進展。

所有的道德爭議,或許就像是人類對生命的再定義?

參考與註解

  1. 標靶藥物
    Targeted therapy
  2. 自閉生玩火燒紙箱 校長竟當縱火犯送警局
  3. Genetics of shyness
    Jerome Kagan
  4. 關於遺傳對個性的影響,其實很早之前就有許多研究,然而大眾通常不甚了解。

    見:美研究:快樂與否8成取決於天生的基因 後天影響小

    事實上,所謂80%的數據,不應輕易採信。
    目前仍無法了解基因在個性塑造中的地位與機制。

  5. Personalized medicine
    個人化醫療市場成長趨勢分析
  6. Gene-centered view of evolution
    《自私的基因》by Richard Dawkins, 天下文化出版

    該理論認為要以基因為單位來理解演化:例如假設有為別人犧牲的基因,則為子女犧牲的基因比起為外甥犧牲的基因要容易傳下來,因為子女同樣具有此基因的機率是1/2而外甥的機率卻是1/4(注意到,這是單指「該基因」而言。另外,一些其他的因素也會影響演化,例如對方的年紀可能會對他能否產生下一代的機率產生影響,進而影響救他的效益)

    其他的例子:她/他喜歡我嗎?

問題

  1. 如果有一天,人類完全掌握基因運作的原理,甚至進入商業運用多年。人類可能進一步創造出迥異於現今以 DNA 為基礎的生命形式嗎?
  2. 生物技術是否能與工業技術合併?例如:透過對水晶體細胞的研究,利用基因工程,創造出一種特殊細胞來達成可改變焦距的照相機。
  3. 同性戀若透過基因技術產子,社會大眾的反應將會如何?且簡單來說,女同性戀將只能產下女子,是否會衍生出其他問題?
  4. 若基因資料解讀技術成熟,配合其他心理評估,也許可以真正達成「因材施教」?
  5. 器官複製技術成熟後,是否可能全身器官都能替換?果真如此,人會變得長壽嗎?(又或者單純更改基因來長壽?)
  6. 可以透過修改身體細胞的方式預防疾病?例如,更改人類的免疫系統機制,進而預防愛滋病。或更進一步,提昇各項身體機能。未來是否會有「基因設計師」的職業?
  7. 若利用基因改造產生身強體壯的新人類,是否會像 GUNDAM SEED 中所敘述的一樣,引發新舊人類的大戰爭?

延伸閱讀

  1. 《追獵癌症》 by Robert A. Weinberg, 天下文化出版
  2. 《玉米田裡的先知》by Evelyn Fox Keller, 天下文化出版
  3. 《天性與教養》by Matt Ridley, 商周出版
  4. 《DNA的語言》by Robert Pollack, 天下文化出版
  5. 《金色雙螺旋》by Arthur Kornberg, 天下文化出版
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