基因時(shí)代的末日神話：人造病毒的預(yù)言

原標(biāo)題：基因時(shí)代的末日神話：人造病毒的預(yù)言

加拿大作家瑪格麗特 ·阿特伍德（Margaret Atwood），曾經(jīng)在《羚羊與秧雞》(Oryx and Crake，2003)和 《洪疫之年》(the Year of the Flood，2009) 兩本書(shū)中，描繪了一個(gè)人造病毒導(dǎo)致人類(lèi)大滅絕的未來(lái)時(shí)代。

這就很容易讓人聯(lián)想到新冠疫情爆發(fā)以來(lái)，全球范圍內(nèi)關(guān)于病毒來(lái)源的種種爭(zhēng)議。

前不久，權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-醫(yī)學(xué)》上，來(lái)自美國(guó)等科學(xué)家分析表明，SARS-CoV-2不是一種實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)，也不是一種故意操縱的病毒。

而就在4月，普京又在最新的俄羅斯防疫政策中，除了宣布全國(guó)到4月30號(hào)停止一切活動(dòng)，還聲稱(chēng)會(huì)追查瘟疫（病毒）合成的真兇。

新冠的真相，恐怕要在科學(xué)溯源與政治博弈喧鬧一段時(shí)間之后，才能水落石出。

而對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)，或許可以在關(guān)注之余來(lái)開(kāi)啟一下腦洞，人造病毒到底會(huì)不會(huì)掀起人類(lèi)滅絕的“末世神話”。

人類(lèi)末日啟示錄：基因時(shí)代的人造病毒

在前面提到的作品中，作家瑪格麗特·阿特伍德筆下的末日是這樣誕生的：

一位名叫“秧雞 ”的生物基因天才，將病毒植入到了一個(gè)叫做“喜福多”的藥片中，原本指望靠售賣(mài)救治疫苗來(lái)牟利，結(jié)果卻導(dǎo)致全世界的人類(lèi)在短時(shí)間內(nèi)快速大規(guī)模死亡，僅剩少數(shù)遠(yuǎn)離人群的幸存者 。

最后，地球依然生機(jī)盎然，動(dòng)植物以自身強(qiáng)大的生命力存活了下來(lái)，“秧雞 ”則帶領(lǐng)他的基因嫁接精英團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)造出了全新的人類(lèi)樣板。

這無(wú)疑是人類(lèi)的災(zāi)難，除了基因版滅霸“秧雞”，沒(méi)有人幸免于難。

而今天對(duì)于各個(gè)病毒實(shí)驗(yàn)室的科研人員來(lái)說(shuō)，人工制造各類(lèi)病毒早已不是難事，甚至成本也可以十分低廉。

那么，人造病毒會(huì)不會(huì)真如小說(shuō)預(yù)言那樣成為人類(lèi)毀滅的導(dǎo)火索呢？

我們不妨回到人造病毒的出發(fā)點(diǎn)去尋找答案。

早在19世紀(jì)，人們就開(kāi)始應(yīng)用各種方法合成尿素、核苷酸和氨基酸等有機(jī)物了，而真正讓人工合成病毒成為現(xiàn)實(shí)的，要追溯到21世紀(jì)初，合成生物學(xué) (synthetic biology) 的興起。

當(dāng)時(shí)，各種病毒性疾病的恐怖和危害依然在威脅著全世界人類(lèi)的生存。所以眾多病毒學(xué)家和免疫學(xué)家，以及生物學(xué)研究者，都對(duì)合成病毒產(chǎn)生了興趣。

目前看來(lái)，合成病毒主要承載著三方面的價(jià)值：

一是理解特定病毒的分子機(jī)制和治病機(jī)理。

隨著生物工程和基因組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有一些不同種類(lèi)的病毒相繼在體外合成出來(lái)。

在了解病毒基因組及復(fù)制特點(diǎn)等的基礎(chǔ)上，進(jìn)行體外人工操作，構(gòu)建感染性分子克隆，并在 滿足病毒正常復(fù)制和包裝的必要系統(tǒng)下完成病毒的 人工從頭合成的。這種病毒的反向遺傳操作，實(shí)現(xiàn)了病毒的“復(fù)活”，也被稱(chēng)作病毒拯救 (rescue of virus)。

值得一提的是2002 年，紐約州立大學(xué)的研究人員，合成了脊髓灰質(zhì)炎病毒 (poliovirus)，兩只小白鼠接受了合成病毒的注射后，出現(xiàn)了類(lèi)似小兒麻痹癥的癥狀，輕易地被合成的病毒殺死。開(kāi)創(chuàng)了以無(wú)生命的化合物完全體外合成感染性病毒的先河。

2008 年， Becker 等人設(shè)計(jì)合成了重組的蝙蝠體內(nèi) SARS 樣冠狀病毒 (Bat-ScoV) 基因組，該基因組中受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域 (RBD) 被替換為廣為流行的SARS 冠狀病毒，并成功感染了培養(yǎng)的人呼吸道上皮細(xì)胞和小鼠。

研究者還曾將一株具有少許飛沫傳播能力的豬流感病毒 sw915(H1N2) 的 NA 基因替換為 2009 年大流行的甲型 H1N1 流感病毒的 NA 基因，顯著地提高了其通過(guò)呼吸道飛沫傳播的能力。這也讓人們對(duì)流感病毒研究和認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步。

發(fā)生于1918年的“西班牙大流感”，造成全球10億人感染，但人們卻并沒(méi)有看清它的長(zhǎng)相。直到1933年分離出第一個(gè)人類(lèi)流感病毒，并命名為H1N1，人們才知道流行性感冒是由流感病毒所造成。

而到了21世紀(jì)的第一個(gè)年頭，研究人員才從一位患者的遺體中，分離出了病毒的全部RNA片段，并最終在2005年，合成了從 1918 流感病毒的8個(gè)基因片段重新合成了完整的病毒粒子。

可以說(shuō)，唯有在實(shí)驗(yàn)室中重演一個(gè)病毒，才能真正認(rèn)識(shí)并對(duì)其展開(kāi)攻克。

二是對(duì)病毒進(jìn)行生物工程改造，提供醫(yī)學(xué)新方法。

合成病毒的成功，自然也為制造減活病毒疫苗、開(kāi)展植物轉(zhuǎn)基因工程等，提供了先決條件。

要知道，化學(xué)家和醫(yī)學(xué)家一直希望制造一種精巧的結(jié)構(gòu)，可以包裹和保護(hù)基因物質(zhì)進(jìn)入患者身體，到達(dá)指定方位并將基因物質(zhì)釋放出來(lái)。這種病毒大小的載體并不容易，科學(xué)家們想過(guò)種種辦法，最后發(fā)現(xiàn)，病毒本身或許就是載體。

比如，自1970年代以來(lái)，加利福尼亞大學(xué)的科學(xué)家弗朗西斯·斯佐卡就一直試圖制造微型病毒，目的是將治療藥物送到病灶發(fā)生的地方。針對(duì)RNA病毒的反向遺傳操作技術(shù)，也成為20 世紀(jì)分子病毒學(xué)領(lǐng)域最振奮人心的突破之一。

對(duì)一系列的人類(lèi)癌癥細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人造病毒非常有效的轉(zhuǎn)運(yùn)siRNA并阻斷靶基因的表達(dá)，這被看做是治療癌癥的希望之翼。

前面提到的脊髓灰質(zhì)炎病毒，就可以作為疫苗使人體產(chǎn)生抗體，減少了該病的發(fā)病率。

2011年，南加州大學(xué)的研究人員培育出了一種病毒，能夠作為載體精確定位被 HIV 病毒感染的細(xì)胞，為艾滋病這個(gè)”超級(jí)癌癥”的治療帶來(lái)了無(wú)限遐想。

除了基因治療外，免疫疫苗的接種一直是控制流行性病毒傳染和暴發(fā)最行之有效的措施。而人造病毒（反向遺傳技術(shù)），正是疫苗開(kāi)發(fā)和改進(jìn)中不可或缺的一部分。

每年，WHO都會(huì)篩選出流感病毒在人群中流行的代表株，用以生產(chǎn)流感疫苗。而與篩選法相比，反向遺傳技術(shù)，可控性和生產(chǎn)周期更短，比如研究顯示，在 MDCK 和 Vero 等細(xì)胞系中人工生產(chǎn)的流感疫苗，其純度和免疫性不亞于雞胚生產(chǎn)的疫苗。

同時(shí)，人工操作還可以改造HA、NA 和其他影響病毒毒力的基因，降低了疫苗生產(chǎn)者的安全風(fēng)險(xiǎn)及生產(chǎn)成本，讓疫苗株更有效地產(chǎn)生中和抗體。

用人造病毒結(jié)構(gòu)作為載體進(jìn)行基因治療、生產(chǎn)免疫疫苗等，都為人類(lèi)健康福祉增加了可能性。

三是應(yīng)對(duì)其他生物體，交付社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

可能有人會(huì)說(shuō)，作用在人身上的風(fēng)險(xiǎn)也太高了吧。所以，通過(guò)提取或合成病毒的cDNA來(lái)重新合成RNA病毒，可以改變一些其他生物的性狀，從而達(dá)到為人類(lèi)社會(huì)服務(wù)的目的。

比如葡萄牙醫(yī)藥分子研究所的佩德羅·西馬斯博士，將皰疹病毒中與人體細(xì)胞結(jié)合的蛋白質(zhì)改造成只能與小鼠細(xì)胞結(jié)合的蛋白質(zhì)，改造后的皰疹病毒就只“青睞”小鼠，而不會(huì)再感染人類(lèi)。

復(fù)活病毒，會(huì)不會(huì)打開(kāi)“潘多拉魔盒”？

當(dāng)然，必須承認(rèn)的是，人造病毒從一開(kāi)始就伴隨著爭(zhēng)議而生。

一方面是風(fēng)險(xiǎn)極高，如果人造病毒從實(shí)驗(yàn)室中“跑”出來(lái)，將引發(fā)不可預(yù)料的危機(jī)。

比如大腸桿菌就是一種極為的理想的實(shí)驗(yàn)材料，同時(shí)又大量生活在人的消化道。一旦被人工改造過(guò)的大腸桿菌從實(shí)驗(yàn)室泄漏，并進(jìn)入我們的腸道，它們有可能在大量繁殖中取代人體中正常的細(xì)菌，可能真的就在無(wú)意中開(kāi)啟了“人類(lèi)滅絕計(jì)劃”。

而早已被人類(lèi)消滅的天花病毒，卻在2017年出現(xiàn)在加拿大艾伯特大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，研究小組宣稱(chēng)他們合成了一種與天花病毒同源的馬痘病毒，雖然這個(gè)病毒是作為疫苗使用的，但一旦泄露會(huì)不會(huì)讓天花又“死灰復(fù)燃”呢？

有人會(huì)說(shuō)，生物實(shí)驗(yàn)室的安全防護(hù)等級(jí)都很高，病毒根本沒(méi)有“逃離”的可能。

但值得注意的是，目前的生物實(shí)驗(yàn)、基因編輯等技術(shù)的操作門(mén)檻并不高，《科學(xué)》雜志也曾發(fā)表報(bào)道稱(chēng)，小兒麻痹癥病毒的基因組數(shù)據(jù)在因特網(wǎng)上是公開(kāi)的，合成病毒時(shí)采用的也不過(guò)是實(shí)驗(yàn)室里的一些常規(guī)技術(shù)。

這意味著，相關(guān)研究也可能為恐怖分子所用，有著人工合成生物武器的可能性。

2016年，美國(guó)北卡羅來(lái)納大學(xué)的病理學(xué)家維埃特·梅納雷在小鼠體內(nèi)找到了一種SARS的“孿生兄弟”，在這種病毒的基因組中加入了編碼SARS與人體細(xì)胞結(jié)合的蛋白質(zhì)的基因，制造了一種稱(chēng)為shc 014的重組病毒，就能感染人體，并且人體細(xì)胞對(duì)它完全沒(méi)有免疫力。

甚至有科學(xué)家認(rèn)為，一定有人能夠在實(shí)驗(yàn)室制造出埃博拉病毒或者天花病毒。

一方面是這兩種病毒的基因組信息在網(wǎng)絡(luò)上是完全公開(kāi)的，而且，試劑公司也往往有求必應(yīng)。據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志介紹，某家美國(guó)試劑公司的產(chǎn)品銷(xiāo)往全球20多個(gè)國(guó)家，其中就包括幾個(gè)中東國(guó)家，但該公司從來(lái)不過(guò)問(wèn)客戶定購(gòu)試劑的真實(shí)目的。

分別含有約 18.5 萬(wàn)和20 萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的埃博拉病毒和天花病毒尚且如此，那些更簡(jiǎn)單的病毒DNA豈不是更加沒(méi)有門(mén)檻？

2017年，加拿大阿爾伯塔省的一家實(shí)驗(yàn)室中，一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將郵件訂購(gòu)的DNA片段拼接在一起，就造出了一種已經(jīng)滅絕的人工合成版本病毒——馬痘病毒，只花了不到10萬(wàn)美元。

這意味著，即使實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)防死守，也沒(méi)有辦法去預(yù)防一些心懷叵測(cè)的人。

重新設(shè)立防線：人類(lèi)手中的保護(hù)傘

面對(duì)合成病毒的趨勢(shì)，人類(lèi)自然也有必要為自己撐起保護(hù)傘。

其中，上策是建立起透明的高風(fēng)險(xiǎn)科研監(jiān)管。

美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)健康安全中心主任Tom Inglesby就曾表示，（合成馬痘病毒）已經(jīng)展現(xiàn)出了監(jiān)管機(jī)構(gòu)評(píng)審方面的問(wèn)題。他認(rèn)為，此類(lèi)研究需要各國(guó)科學(xué)家都互相認(rèn)可的規(guī)范，針對(duì)這些研究的科學(xué)評(píng)審、指導(dǎo)方針和監(jiān)管的必要作用等進(jìn)行高水平對(duì)話。

國(guó)際安全研究中心的研究人員就建議將此類(lèi)引起全球范圍流行的病毒研究，劃歸為大眾特別關(guān)心的熱點(diǎn)研究，須獲得國(guó)際機(jī)構(gòu)的提前批準(zhǔn)才可以進(jìn)行。

但不確定性在于，目前全球政治局勢(shì)處于地緣化的趨勢(shì)當(dāng)中，對(duì)于科研、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、數(shù)據(jù)等等層面的相互監(jiān)管措施都在加碼，這也會(huì)讓許多高風(fēng)險(xiǎn)研究減少對(duì)話的可能，從而也讓監(jiān)管成為“馬后炮”。

比如2012年，就是美國(guó)和荷蘭的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室在造出H5N1“人造流感病毒”時(shí)，世界衛(wèi)生組織才在日內(nèi)瓦召開(kāi)了緊急會(huì)議，討論是否應(yīng)發(fā)表關(guān)于 H5N1流感病毒致突變方法的研究成果。

中策，就是指望人類(lèi)基因技術(shù)遵循客觀規(guī)律，也就是發(fā)展不那么逆天。

盡管反向遺傳操作等為生物合成提供了更為方便快速的手段和工具，但按照目前人類(lèi)對(duì)基因、病毒等技術(shù)的了解程度，還完全做不到讓病毒想怎么亂來(lái)就怎么亂來(lái)。

往往只能針對(duì)天然病毒加以基因序列改造，比如前面提到的H5N1、馬痘病毒等等；或者是通過(guò)基因編輯，讓天然病毒出現(xiàn)功能獲得性變異，也就是出現(xiàn)性能增強(qiáng)，獲得感染力等等。

但這樣的前提下，顯然就很難達(dá)到原創(chuàng)+滅絕人類(lèi)的效果。

下策，自然是依靠人類(lèi)自身的免疫機(jī)制和社會(huì)管理能力了。

無(wú)論是天然病毒還是合成病毒，想要達(dá)到人類(lèi)滅亡的目的，都要符合“基本法”：

一是傳播力，不存在100%致死率的病毒，因?yàn)檫@樣病毒就無(wú)法獲得在人群中大肆傳播的能力。只要社會(huì)管理機(jī)制足夠高效、及時(shí)切斷傳播，就能最大程度地扼殺病毒危害。

二是毒性，伴隨著傳播代際的能力減弱，病毒也需要進(jìn)化，通過(guò)突變來(lái)增加新的毒力。而每一次突變，都需要讓病毒重頭再來(lái)。

所以，只要防控得當(dāng)，與其擔(dān)心病毒滅絕人類(lèi)，不如看看殺傷力排在它前面的戰(zhàn)爭(zhēng)、核冬天之類(lèi)的。

合成病毒的背后，蘊(yùn)藏著一個(gè)十分重要的必答題——人類(lèi)的欲望和創(chuàng)造力，將我們推到了世界主宰的位置上。但我們或許可以掌握合成病毒的法則，自然法則的力量卻永遠(yuǎn)屬于一雙無(wú)形之手。

正如卡遜所說(shuō)，人類(lèi)膨脹的能力“是我們的不幸，而且很有可能是我們的悲劇”?？萍嫉倪M(jìn)步，注定了生物界的“魔道大戰(zhàn)”，會(huì)在某個(gè)時(shí)刻，拉開(kāi)新的序幕。

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