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Zealer视频:龙8娱乐相对论 改变人类的基因技术

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视频摘要

Hello大家好,欢迎收看全国首档非大型极客励志脱口秀节目,龙8娱乐相对论,我是王自如。

Zealer视频:龙8娱乐相对论 改变人类的基因技术
Zealer视频:龙8娱乐相对论 改变人类的基因技术

最近,经常在节目弹幕里看见有人问,问我脸上的痘是怎么没的,有人说是不是后期小哥给磨的皮啊,当然不是啦,其实全是化妆的功劳,改天我出一美妆教程,告诉大家怎么遮瑕。

好了,言归正传,不知道大家有没有注意到一个问题,近一两百年,是人类龙8娱乐成果的“爆发期”,两次工业革命、信息技术的爆炸式发展,让人类拥有了非常强大的外在力量,只要愿意的话,毁灭个地球可能都不是问题。但是,从生物角度上看,我们人类本身,跟两千年以前比,并没有什么实质性的变化,有些能力甚至还在退化,你像视力、听力,可能比古代的平均水平差远了。你别看火箭能上太空,但是医院连我脸上的痘都治不好,更别说搞什么进化永生了。这反映了一件事儿:人类对于自身的研究水平,远远滞后于对外部这些东西的研究水平。所以今天,咱们就来聊聊和人类自身相关的龙8娱乐,基因技术。

其实咱把眼光放得开阔一点,龙8娱乐和创新真的远远不局限于电子产品,甚至不局限于互联网这个圈子。麻省理工评论(《MIT Technology Review》)去年评选了全球50家最具创新性的公司,除了苹果、Amazon、Tesla这些明星公司,还有近五分之一的公司,是做生物技术的,它们几乎全都跟“搞基”有关。我不说你可能都没听过,什么23andMe, illumina,OxfordNanopore,等等等等,名儿都特奇怪。而且最近,国内跟基因技术有关的概念股也是一路飘红,可见人类上九天揽过月,下五洋捉过鳖,今天终于到了对自己感兴趣的时候。

咱们一般人理解的基因公司,也就是做做基因检测,比如跟女朋友才认识四个月就有了自己的孩子,感觉很幸福,这时候你可能要测一测。其实基因技术还有更高级的应用,最重要的,就是治病保命。很多疑难杂症,病根儿出现在基因上,所以也只能通过基因技术得以解决,比如癌症,再比如一些遗传病,你像先天性失明;第二种,把生态环境变得更适合人类生存,比如榜单里边有个公司叫Intrexon,专门研究转基因蚊子,这种蚊子的后代死得很快,基本上出生就死了,研究它干什么用呢,抑制病毒传播,你像寨卡病毒,主要是通过蚊虫叮咬传染的,只要把这种转基因蚊子放到病毒爆发的地区,慢慢就会让这些有毒的蚊子断子绝孙;最后,基因技术还有一个伦理敏感的应用,那就是人类的基因优化,增强智商,强化体魄,培养出一些美国队长那样的超级战士,不是没有可能。要实现这一切,核心技术有两个:基因测序,以及基因编辑,这才是MIT榜单里大部分基因公司在干的事儿。

要聊这两个技术,咱们还是先简单说一下,基因到底是什么东西。说得装逼一点,基因是遗传信息的基本单位,是染色体或基因组的一段DNA序列。翻译成人话:你要把这世界看成一大网游,咱们都是游戏里的人物,那基因就是你的一段代码。如果说,零和一是电子世界的基本码,那么,DNA上的四种碱基分子,ATCG,就是生物世界的基本码;就是这些分子的特定排列顺序,决定了你的一切。

我们人体里大约有30亿对ACTG,2.5万个基因,它里边所蕴含的信息,那可海了去了,从你十八代祖宗从哪儿来,一直到你的颜值、性向,再到你容易得什么病,长寿还是短寿,其实在你出生的时候,差不多就都决定好了。但是,这么多信息,它的体积有多大呢,咱们做个小学数学题,在生物信息学中,四种碱基用二进制的00、01、10、11来表示,每个碱基分子的容量是2比特,8比特是1字节,所以它的体积应该是30×109×2÷8÷1000÷1000=750M,你的整个基因组,其实只有一部小电影那么大,还不是高清的,顶多是个720p。

那人类基因跟计算机代码比起来,有一个厉害的地方:信息存储效率特别高。二进制的一个数位上只有1和0两种选择,但是DNA一个数位上可以有ACTG 4个选择。你想啊,同样是10位数,二进制最多有210种组合,要是DNA,组合数可就是410,数学好的可以自己算算。更吊的是,0和1是虚拟的,虽然肉眼看不到,但是存在实体结构。DNA可是有空间结构的,旋转折叠不停歇。人体的基因组虽然小到肉眼根本看不到,但要是和拉面一样拉直了,能拉2米长,这伸缩能力,那可是完爆蚁人。所以除了序列信息以外,空间结构所蕴含的信息也相当丰富,这么一来DNA信息的存储效率就相当高了。现在,有些计算机科学家,玩生物跨界,借鉴DNA分子的存储方法,用ATCG来替代0和1,搞出了一种新的高效存储技术,叫DNA存储技术,微软正在做,据说一个立方毫米的DNA就能存储十亿字节的数据,这种技术如果得到大规模应用,那就厉害了,我们的手机这些智能设备的性能,可能还会有非常大的进步空间。但话又说回来,跟很多新技术一样,在未来很长一段时间里,它确实也没什么卵用,SSD还是主流,所以现实很骨感,毕竟人类的基因理论一共只有六十年,还没有新中国建国时间长呢。

好,欢迎回到龙8娱乐相对论,我是王自如,咱们刚说到,基因其实就是一串代码,里边有很多很重要的信息,既然它是代码,那就意味着,它是有可能被读取和修改的。这就是咱们前边提到过的,基因测序,和基因编辑的技术。

基因测序

咱们先说基因测序,其实就是读代码,解读你的遗传信息。说到这儿,有个著名的例子,宅男女神,安吉丽娜·朱莉。她就做过这个基因测序,结果发现自己是一个“乳腺癌易感基因突变体携带者”,得乳腺癌的概率高达87%,另外还有50%的概率,会得卵巢癌。她一想,她的母亲、姥姥,还有大姨妈,都是得癌症去世的,所以毅然决然地,就直接把乳腺组织给切除了,你别想错了啊,乳腺,只是一个腺体,切除不影响外观。

不知道大家注没注意到,有些公司,非常低调,你一般发现不了,等你发现的时候,它已经默默地垄断了全球百分之七八十的市场,你比如前两年的大疆,要不是它那年业绩太好,过年给员工发奔驰当年终奖,拉了一波仇恨,可能还没多少人知道它呢。基因测序行业也有这么一公司,叫Illumina,跟小黄人那个开发商名字差不多(Illumination),逼格太高没有官方译名,我为了念着方便,就先管它叫小黄人公司,你注意这不是官方称呼啊。这个小黄人公司在基因测序这行的影响力,那就等于手机里边的三星苹果,无人机里边的大疆,默默地占领了全球百分之七十的市场份额。小黄人今天之所以能这么牛,是因为它有个厉害的产品,叫高通量测序仪,就是一种能读取DNA的设备,具体原理太复杂,咱就不讲了啊,说多了容易露馅。咱们说它为啥牛。

基因测序的难度有三个:成本、速度、数据解读。咱们先说成本。如果你对龙8娱乐感兴趣,可能听过这个词儿,叫“人类基因组计划”,是一帮顶尖生物学家在上世纪90年代初提出来的,要解读人体的30亿对基因组,搞清楚它们都是干啥用的,当时的预算成本是多少,27亿美元。这件事儿干完以后,个人基因测序的成本大大降低,但一般人还是玩不起:零三零四年,你要做个个人的基因组测序,光成本就要三千到五千万美元,给你做这玩意,人家公司还得盈利吧,你得花个大几千万,才能做,等于好几十套深圳南山中心区的房,都是富豪玩的,一般人玩不起。又过了几年,技术进步,成本下降了一万倍,大概也要五六千美元,这时候,小黄人公司推出了一个新的测序平台,把成本降到了1000美元,到了今年年初,它们又更新了测序仪的产品线,声称要把测序成本控制在100美元以内。十五年的时间,成本从27亿到100块,你看这个速度,跟摩尔定律比,也不差啥了吧。就是因为成本的降低,基因测序技术才能从军用和科研下放到民用,你上网一搜,很多基因检测,产前诊断服务都冒出来了,而且连医院都不用去,直接京东上买就OK了。

而且,小黄人之所以能得到今天的行业地位,除了机器做得好,后边还有一个更重要的东西,那就是咱们经常提到的,大数据。一切规律都是从数据里分析出来的,你要想得到一个准确的基因检测结果,没有数据,那白搭。小黄人生产测序仪,一定会获得大量基因数据,它控制了数据,就等于站在了整个基因测序的产业上游,不抱它的大腿,你普通小公司根本解读不了基因密码。所以你看,数据无论在那个行业,都是非常重要的。

基因编辑

人类的欲望是无穷无尽的。既然人类能够解读这些遗传密码,肯定就要想办法去修改它们,这就是基因编辑技术。

前段时间,出了个让我们觉得挺不是滋味的事儿,河北龙8娱乐大学,有个叫韩春雨的副教授,在牛逼杂志《自然:生物技术》上发表了一篇文章,就是关于新型基因编辑技术的。当时被称为“革命性的,有诺奖潜力的研究成果”,一时间是风光无限,什么2个亿的科研资金,长江学者提名,都来了,他也是欣然接受,结果全世界几个实验室尝试以后发现,这个韩副教授的关键实验数据,无法被重复验证,这也让人开始怀疑他的研究成果,而且更讽刺的是,现在连韩副教授自己都无法复制自己的实验数据了,这不是piapia打脸么?要知道对于这种“实用技术”来说,前无古人,后无来者可不是啥好事儿。所以,前两天这韩副教授就把稿子暂时给撤下来了。不管这事儿是学术造假,还是另有隐情,咱们还是不客气地说,韩春雨在研究成果有很大争议,未经证明的时候,就忙着接受各种荣誉,这吃相实在是有点难看。

回到技术上,现在世界上主流的基因编辑技术,叫CRISPR,利用这种技术,可以对生物的基因序列进行修改。为了方便你出去装逼,咱们还是简单说一下它的原理。它其实是利用了细菌的免疫系统,非常巧妙。

咱们上一季讲过人体免疫,有很多病,人只要得过一次,就不会再得了,比如水痘。这是因为,你的身体会记住曾经入侵过的病毒长啥样,下次它刚一出现,还没来得及让你生病呢,免疫系统就认出,这个是坏人,把它赶跑了。细菌的免疫系统也有这种功能。一个细菌,受到病毒攻击以后,没死,就会把这个外来病毒的DNA插到自己的DNA序列里边,存起来,相当于制造一个“黑名单”。下次再有病毒过来搞事情,它就先做个DNA识别,看看这个病毒的DNA在不在黑名单上,如果在的话,马上把它拖出去斩了。那么重点来了,你发现了吗:细菌的免疫系统可以实现对DNA的写入和删除,科学家一看,这真是厉害了,我要是能人工写一份“黑名单”进去,把病毒基因换成个人类基因,不就可以让细菌帮忙改变人类基因了吗,这就是CRISPR。这个技术的时间不长,四五年前,有个叫张峰的华人科学家,刚刚证明了,经过特定的改造后,CRISPR确实能用来编辑动物细胞中的基因,当时科学界一下就炸开了,这件事意味着,我们人类,终于不只是听天由命了,我们真正开始掌握了改造自身的技术,虽然一切才是刚刚开始。

当然,CRISPR还远远不完美,严格来说,它并不能百分百做到任何位置任何序列的编辑,对黑名单的编写标准也有“格式”上的要求,而我们前边提到的,韩春雨提出的那个技术(NgAgo),之所以会被看作是CRISPR的替代品,就是因为它没有这么多破事儿,只要是基因都能编辑,听起来很让人动心,只不过这到底是不是韩春雨一个人的自嗨乌托邦,那还是等时间来告诉我们吧。

基因技术的应用层次

好,欢迎回到龙8娱乐相对论,我是王自如。咱们刚才聊到了当下热门的两种基因技术:基因测序和基因编辑,实现了对人类基因的阅读和修改。那么,掌握了这些技术,人类究竟会怎么把它应用到自己身上?咱们大胆地设想一下,可能有三个层次:第一,自我修复,治病,让你身体健康;第二,物种优化,通过基因技术,提升人的各项能力,比如智商,视力,肌肉力量,达到一个理想中人的状态;第三,成神。基因技术和其他技术结合,能不能碰撞出一些火花,比如让人实现永生,或者具备一些像X战警那种超能力,胜天半子,这就是科幻里的事儿了,咱们想想就得了。先说说第一个层次,自我修复:所谓的基因疗法,到底能不能治癌症。

去年有个让人非常感慨的事儿:魏则西。二十多岁的小伙子,独生子,不幸患上了滑膜肉瘤,被某搜索引擎的的竞价排名系统坑了。某武警医院(武警北京总队第二医院)的医生,说他们医院有一种“生物免疫疗法”,能治这个病。结果家里的钱都花完了,病也没有治好,当时在知乎上面的生命倒计时直播,让人看着心里真不是滋味。事件的详细过程和原因,谁该对这个事儿负责,网上有很多分析,咱们就不再赘述了。只说莆田系医生嘴里这个可以治疗癌症的“生物免疫疗法”,它其实就是一种基因细胞疗法。莆田系医生用的这种方法不靠谱,但客观来看,细胞疗法其实是挺大一个类别,可不要因为某度虚假宣传一棒子打死正牌军,在未来几年之内,基因细胞疗法确实将会成为治疗部分癌症的关键技术。这里我觉得有必要提一句,龙8娱乐是严肃的,我们要保持清醒的头脑,小心某度,远离庸医。

谈到细胞疗法的正牌军,CAR-T现在可是最火的一项技术,而这技术火起来,可离不开一个小姑娘。EmilyWhitehead,2010年在Emily快5岁生日的时候,不幸被诊断为急性淋巴细胞白血病,一种极其可怕的血液癌症,而且,她在第一轮化疗的时候就受到了严重的感染,非常危险,医生计划给她骨髓移植,但在这期间,她的病情又急转直下,连骨髓移植都做不了了,当时所有医生都没办法了,只好死马当活马医,虽然话是糙了点,但在绝症面前,往往需要向死而生的一份决心。

我们知道,肿瘤细胞之所以能够肆虐,其实是因为他们确实跟正常细胞长得比较像,免疫细胞识别不出来,就干不掉它。但是,肿瘤细胞表面确实有些特殊的分子结构,如果能想办法,教会免疫细胞识别肿瘤细胞,就可以进行针对性的杀灭。这就是CAR-T疗法。小样儿,别以为为穿上马甲我就不认识你了。

这种疗法在当时是一种非常疯狂的试验性疗法,是没有选择的选择。它的技术关键,就在于一种经过基因改造的免疫细胞,可以说是究极版的免疫细胞。宾夕法尼亚大学的科学家把埃米莉的血抽出来,把免疫细胞都收集了起来,借助CRISPR等基因编辑技术对免疫细胞进行了彻底改装,教会它们如何识别特定肿瘤细胞,并重新输回Emily的身体里,这些经过改装的细胞就叫CAR-T细胞。结果,在Emily7岁的时候,所有血液指标就都已经恢复正常,现在也没有任何复发的迹象。

当然,我们这是简化的版本,Emily在治疗期间也不是没有遇到困难,涡轮增压版的免疫细胞可以在患者的血液和骨髓中增殖,每个CAR-T细胞可以杀死1000至90000个肿瘤细胞,真正的一夫当关万夫莫开。不过这么强的杀伤力难免会波及正常细胞,在回输后,Emily因为发烧住院,被送进特护病房插上呼吸机。医生通知家属埃米莉活过当晚的可能性只有千分之一,好在小姑娘挺过来了,也算是医学史上的奇迹。后来宾夕法尼亚大学与全球制药巨头诺华合作,对CAR-T进行优化开发,针对儿童和年轻人的 难治性复发性急性淋巴细胞白血病 治愈率超过了8成。

虽然CAR-T对于血液癌症的效果很好,但它现在并不能治疗所有癌症。要变成一种普及的癌症疗法,它现在还有三个比较大的阻碍。第一,要想让CAR-T识别并杀灭肿瘤细胞,科学家得先要把这个癌症研究透彻,得知道这个癌症细胞和正常细胞的基因究竟哪里有区别,要不然CAR-T进去了可是伤敌一千自损八百,病人很可能因为巨大的副作用而死亡。第二,它对于实体肿瘤的效果会大打折扣,一个比较形象的说法,它治疗血液癌症,那是打游击战,但治疗实体肿瘤,那是打攻坚战,难。那是因为实体肿瘤的肿瘤细胞都聚集成块,CAR-T只能一层一层地去杀灭,所以说是攻坚战;而血液中的癌细胞都四处游走,很容易就被CAR-T逮到了,这是游击战。第三,因为病人基因不同,癌症种类也不同,所以目前的CAR-T是一种定制疗法,这特别定制的东西都贵,为你改造好的CAR-T细胞别人就不能用,所以还是得有钱才行啊!

好,我们总结一下,作为细胞疗法的CAR-T确实能够治疗癌症,治愈率上那是传统方法没得比的;但治愈率是群体的,放到个人身上只有生和死。并不是所有癌症都适用于CAR-T,而因为定制疗法的缘故,治疗费用可能会让很多符合治疗条件的病人头疼,要下放到真正的消费级市场,可能还需时日,但前途是光明的。

基因技术的两面性

龙8娱乐相对论,凡事都有两面性,前面我们都在讲,基因技术怎么好怎么牛逼,但事实上,基因技术的发展,也可能给我们带来很多新的,很可怕的问题。

第一个就是,你可能整天活在提心吊胆中。什么意思,就拿基因检测来说吧,首先,现阶段的消费级基因组测序,不能说是完全准确。这里边有技术上的原因,也有基因本身运行方式的原因,它的结果充满了不确定性。它可能让你苦不堪言。你想想,基因测序的结果告诉你,你有百分之二十的机会得肝癌,百分之八十的机会得前列腺癌,百分之十的机会,晚期牙癌,就算你知道它不一定准,你心里是不是也挺堵得慌。而且,你有没有想过,如果这个结果被人捅出去,保险公司还愿意为你提供保险服务吗?天下没有赔本的生意,我想大部分保险公司会选择no,即使是yes,保价肯定也不是平均价格。保险本来就是用来规避未来可能的风险,而现在不幸的人反而要为风险承担更多代价,细思极恐。这不是危言耸听,尽管美国加拿大都已经出台了《反基因歧视法》,但在测序成本下降到如此之低的现在,许多保险公司已将基因检测报告列为在参保前必须出示的材料,以商业逻辑来看,一点毛病没有,到那时候你还想知道自己的基因报告吗?

第二个,就是基因歧视。你想想,没有基因测序之前,我们还整天开地图炮,给人贴标签呢,东北的,开大众的,泛黄区的人,素质都有问题,是吧,没有英文名就做不成朋友,是吧。做了基因测序以后,你身体里30亿个碱基的最终解释权可就落到别人手里了,说你有神经病,你就有神经病。你现在找工作,找对象,可能只需要拿个体检报告,以后呢,可能就得做个基因测序了,你想想这多可怕。你找对象,除了房子车子要齐全,丈母娘可能还要看你的基因检测报告!!!粗暴一点说,基因上的屌丝可能连繁衍后代的机会都没有,而且再努力也没用,无助的你会不会觉得当初要是没被生下来就好了?这逻辑没错吧!

其实,有脑子的人,千万不要没事儿搞这种歧视。有个旅游网站Momondo做过一个有意思的测试,邀请了67名测试者问问他们觉得自己是哪个国家哪个种族,其中有相当一部分似乎很确定,甚至还会带点种族歧视和国家地区歧视。但DNA测试的结果下来,真是男人看了会沉默,女人看了会流泪。他们竟然人人有带有他们最看不上那群人的基因,打脸吧。

那最后一个问题,可能想得远一点了,基因技术可能会影响我们整个社会的运行机制,有个97年的科幻电影,叫《千钧一发》,它就描述了这么一个图景,一个基因决定命运的社会,只有基因精英,才能从事精英的工作,而基因不好的劣等人,只能去干社会最底层的工作,比如清洁工,这不是我职业歧视哈,是影片中的设定。这种社会运行模式,是高效但无情的,你生活的终极意义是什么呢,可能不只是为了成为一个社会机器吧。

结论:

好,时间差不多了,我们还是三句话总结一下今天的内容:第一,基因技术(基因测序和基因编辑的发展),让人类可以掌握自己的命运;第二,基因细胞疗法有可能治愈癌症,不是野鸡疗法;第三,要让基因技术更好地为人类服务,社会还要做好相关的伦理准备;

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