《TED中文》文字稿:你的宿命是否早已被基因决定了?|叶盛

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我想讲的这个科学的问题,基因是否是我们的宿命,我不准备作为科学家的身份来开场,而是想用我的另外一个身份来开场,就是科幻小说的作家。

那么我要首先介绍的这个科幻的故事,它其实并不是我自己写的,而是一位外国的科幻作家写的故事。它的主人公是一对老年的夫妇,彼此非常恩爱,但是这位老先生慢慢地就发现,他的妻子开始在生活中表现出一些异常的行为,比如说有的时候会把自己锁在洗手间里,却忘记了怎么才能出来。当然我们今天知道,这实际上就是阿尔斯海默氏症的一个早期的表现,而这个病在咱们中国有一个非常不礼貌的称呼,叫做老年痴呆症。

在这我也顺便呼吁一下大家,以后不要用这个称呼,而是要称之为阿尔斯海默氏症。

这是一种什么病呢?它其实是一个神经退行性疾病,也就是说你的大脑中的神经细胞神经元开始慢慢地死去,所以你会失去一些长期记忆,甚至你的行为模式都可能会发生改变。这位老先生就很痛苦地注意到他的太太不再知道他是谁了,所以他就带着他的太太到处去看病,遍访名医,甚至还去找了很多做这方面研究的科学家。可是没有人能够救他,没有人能够把他的太太治好。

最后不得已,他把他的夫人送去了一个疗养院。这老头自己也没闲着,他去找了他之前找过的一位科学家,这位科学家虽然没有办法能够治好他的妻子,可是这位科学家有办法能够让健康的人变成阿尔斯海默氏症患者。这个老人家就让这个科学家在自己身上做了这件事情,然后按照他之前的嘱托把他也送到了疗养院去。于是在这个故事的最后,我们看到这两位老人家在疗养院中重逢了,这个时候他们都已经不记得对方是谁了,可是他们很友好地打了招呼,然后开始聊天了,重新又一次地彼此爱上了对方。

我看完这个故事的时候,我当时是非常震撼的。因为在那之前我看到科幻小说都是什么星际大战,然后什么黑洞,什么时间旅行,甚至机器人、AI这些东西,我看这篇小说才第一次知道原来科幻还可以这样写,还可以有这么浓的人文关怀。实际上这个故事告诉了我们什么?它告诉我们说,我们究竟可以为爱付出多少。所以我后来特别喜欢讲那个故事,经常在这种演讲的场合去讲它。在前些日子的有一次演讲中,我讲了一个故事,就像现在这样,我站在台上,讲着讲着,我突然意识到一件事儿,就是这个故事它其实还有另外一个层面的含义。

什么含义呢?我们人本身的状态跟我们的疾病之间是否有着一种宿命的必然的联系?

就像这个老人家,他本来没有阿尔斯海默症,但是他可以患上这个病。这个手段,其实在这儿是科幻,但是在我们的实验室里,我们是可以做到的,我们可以在实验动物身上实现这一点,只不过我相信没有科学家曾经在人身上试过这件事情。

我今天的主题想要讲的就是我们的基因和疾病之间是否有着这样一种宿命的联系。

我们有很多病,大家觉得像感冒发烧什么的,这不是必然的。对,因为那是外源的病原体引起的,我们称之为外源性疾病。可是像阿尔斯海默氏症,像帕金森症,像各种炎症,还有最可怕的癌症,这种病我们称之为内源性疾病。我们似乎都觉得这些疾病属于基因所造成的。真的是这样吗?

我们之所以今天可以在基因的层面上去探讨疾病的问题,其实是因为我们的基因测序手段已经有了一个长足的发展。这件事情就始于这个世纪初很多国家的科学家联合起来做的一个项目,叫做人类基因组计划。那么在这个计划中,我们花了数亿美元的经费,然后测了一个人的样本的全部的基因组数据。

那么今天是什么水平呢?用一个棉签在自己的口腔里边刮下一些口腔黏膜的细胞,然后寄给公司,然后花上一千美元的成本,大概一两周的时间,你就可以得到你的全基因组数据了。非常的快捷,非常的简单。但是正是因为这种技术变得更快捷更简单了,我们看到很多的公司开始提供这样的基因测序的服务。我相信在座的各位很多人一定都在你们的手机里、在微信上看到过这样的广告,对不对?给你测下去就知道你爱吃什么食物,不爱吃什么食物,搞不好还能告诉你喜欢什么颜色,然后知道你可能会患上什么疾病,搞不好还能知道你能够在某年某月某日死于什么疾病。这是什么东西啊?算命吗?

不是科学。可是你仔细一想又不对,它不是基因组测序吗,它不就应该是科学吗?那问题出在哪?问题其实出在它是披着一个基因组测序的外衣的一个我们早已经反驳过的理论,叫什么呢?叫基因决定论。

你有一个基因就一定会有一个结果吗?这两件事情之间是一个必然的因果关系吗?当然不是了。生物学家跟这个问题已经斗争了很多年了,那在这种斗争中有一位可以说是勇士,他是非常出名的,就是这位老先生,他的名字叫理查德.道金斯。他同时还是一位科普作家,写了很多的科普书,其中最著名的一本就是这本《自私的基因》。

今年实际上是《自私的 基因》出版40周年,那道金斯先生又出了一个40周年的增补版,他把他另外一本书《不可攀越的山峰》从中截了两章,增补到这本书的后面。那么我呢,刚才我说了还有一个身份是科普人,所以我也翻译了很多的科普书,很有幸的这两章增补的章节是由我来翻译的。所以我很荣幸能够跟道金斯的名字出现在同一本书上。

在翻译增补的两章的过程中,有一个场景让我的印象特别深刻。他讲了一个什么事情?道金斯说他有一次去听一个学术报告,学术报告完了之后会有问答环节嘛,然后底下就站起来一位女士,这位女士就问报告的主讲人说,是不是基因决定了男性和女性之间的这种差异?你可能会觉得这句话是个废话,基因当然决定了男性和女性之间的差异,但是道金斯当时注意到了这位女士那种激动的情绪,以及她问这句话的时候那种语调,他猛然间理解了这位女士到底想说的是什么。她想说的是,就因为我跟男性的基因不同,所以我就该在家带孩子,我就该在家洗衣做饭,我就不能享受跟我丈夫一样的社会权利、工作的权利、社交的权利吗?

这本书是写作于1950年代60年代,那个时候美国社会的妇女就是这样一个低的地位,我们今天知道这当然不是因为基因的原因。为了深入探讨这个问题,道金斯在这本书中设计了这样一个思想实验,我很喜欢称之为娃娃与枪的实验。什么意思?我们都知道小男孩特别喜欢玩枪,小女孩特别喜欢玩娃娃。我们做一个思想实验,如果我们把一堆小男孩,让他们从小就去玩娃娃,而让另外一群小女孩从小就去玩枪,结果会怎么样?我们可以想象很可能大部分的小男孩,最后他们就是喜欢玩娃娃了,大部分的小女孩最后也就是喜欢玩枪了;可是还会有那么一小部分的小男孩,他们始终还是喜欢玩枪,还会始终有这么一小部分的小女孩一直喜欢玩娃娃,所以你会发现这个结果是非常难以预测的。

难以预测就对了。

为什么?因为基因它并不等于你最后的结果,用他们那一代科学家他们的表述是什么呢?他们说基因要与环境共同起作用才行。但是在他们那个时代,他们对于基因的分子层次理解仍旧十分有限。40年过去了,我们今天对于基因、对于DNA有了更深刻的认识,那我们今天的科学家会怎么说呢?我们会说你的基因有什么作用,我们很明确地知道,但是你有一个什么什么作用的基因,它并不等于你这个基因就一定会起什么什么作用。什么意思呢?我们的所有基因都是处于管控之中的,它们或者被沉默或者被关闭,它不一定能够发挥作用。

所以这个时候你有一个基因不发挥作用,跟你没有这个基因它是没有任何区别的。那么刚才说了,这个管控的因素最核心的在哪?在于环境。而环境在生物学上我们是有很多层面的理解的。比如说对于细胞里的一个基因来说,它周围的其他的基因,还有其它的蛋白质,这就是它周围的一个微环境。再往大了说,细胞外面其它的细胞与它的通讯,还有体液环境里的各种的激素分子,这个是细胞的环境。再往大了说,一个人,我们生活中我们所呼吸的空气,我们所喝的水、吃的食物,这个是人外面的一个自然环境。

而且对于人这种社会生物来说,我们还有心理的因素,我们还有社会的因素。比如说你工作顺不顺利,你家庭生活幸不幸福,这些都会影响你自己身体的一个健康的状态,进而影响你细胞里面基因的一个转录和表达的水平。所以说基因是跟环境结合在一起才能体现它的作用的。

你可能会说了,既然这样你都搞不清楚,我还做基因测序干嘛呀,大家还研究基因测序干嘛呀?基因测序是有用的,只不过我们打开的方式不正确。那什么是正确的打开方式呢?我发现这几年在健康领域,大家特别迷信美国的FDA食品药品管理局,那我们就来看看美国的FDA它对于基因测序是怎么规定的?

FDA这些年来一直禁止将基因测序的结果用于预测癌症等等疾病的患病几率。注意,我用的词是禁止,完全不允许。直到最近一两年FDA才刚刚开放了,说可以用基因测序去预测一些在生物学上我们已经研究得很清楚的疾病,比如说像阿尔斯海默氏症,像帕金森症,这些疾病我们可以去做预测,但是对于癌症仍旧是不允许进行预测的。

那么你就会问了,不能预测我们该怎么用它呢?正确的使用方法是,当你已经得了癌症之后,可以去做相应的基因检测。我都得了癌症,我还做基因检测干嘛?这个仍旧是很有用的。这里就有一个我非常喜欢讲的一个例子,就是这位老兄,他叫卢卡斯沃特曼,他是在美国西雅图的华盛顿大学的一名博士后。他在一次例行体检中发现自己得了白血病,也就是血癌。那得了病吃药呗,给他吃了各种各样治疗血癌的药物,都没有能够把他的病治好。所幸他所在的研究组恰好是一个做基因组测序的研究组,这个研究组的头说了,说咱们什么科研都不干了,咱们来救这个人的命。那个时代测序还不像今天这么快捷,这么简单,所以这个研究组不得不把手上所有的工作都停了,就来测她的基因测序。

怎么测呢?测他的健康细胞,测他的癌细胞,然后把这两种细胞的基因组进行比较,看看他出问题的基因到底是哪一个。结果发现它出问题的那个基因并不是常见于血癌中的一种突变基因,而是一种常见于肾癌中的突变基因。而他的命非常好,因为当时美国FDA刚刚批准了一种用于治疗这种肾癌突变的药物,于是他就用这种治疗肾癌的药物,把他的血癌给治愈了。这叫什么呢?这个就是我们今天在新闻上经常会看到的四个字:精准医疗。

什么叫精准医疗?它要改变我们过去那种头痛医头,脚疼医脚的方式,而是要真的去知道你到底出问题的是什么基因,并且有针对性地给你进行治疗,这个就叫做精准医疗,这个是基因测序的一个正确的应用方式,一个正面的例子。

那有没有反面的例子呢?也有,而且这个反面的例子比这个例子可能大家更熟悉,那就是大影星安吉丽娜·朱莉。她又发生一件什么事情?她进行基因组测序的时候,发现她的基因是一个高发宫颈癌、高发乳腺癌的这样一个状态。于是她在没有患癌症的情况下,就把自己的乳腺和子宫先后切除了。

实际上从我们学术界的角度来看,我们认为这是一个非常不可取的行为,因为你这样的切除行为和你的疾病之间并不是一个因果的关系。大家想一想,她的得病几率是多少?是80%左右。你可能会说80%很高,可是对于一个人的个体来说没有80%这回事。80%哪来的?是从大数据中统计出来的。对一个人的个体来说是什么?你要么就是100%,你要么就是0%。如果你本来可以是0%,你为什么要去把你的乳腺和你的子宫都切除掉,然后过上一种有很多后遗症,有很多不良影响的生活呢,所以我们并不推荐这种做法。

那你可能会问了,为什么一个出问题的基因不一定会转变成癌症呢?我们身体里有很多的环境因素跟它去相互作斗争,这个环境因素就是我们的免疫系统。那么今年2018年的诺贝尔生理及医学奖,奖给了这两位科学家,奖励他们创立的一种方法,叫做免疫检查点抑制的方法。这种方法是现在最新兴的非常有望去征服癌症的一种方法。时间关系我们无法去讲它更多的细节,一句话来说,就是它用你自己的免疫系统去杀死你自己的癌细胞。实际上我们的身体里我们的免疫系统一直都在跟癌细胞作战,这件事情一直在持续发生着,但是有的时候你的免疫系统出了问题,那个开关被关上了,而他们发现的方法就是如何把那个开关重新打开。

实际上这些年还有一个非常火的明星的疗法叫做KT方法。KT方法就更极端一点,它把你的免疫细胞从身体里拿出来进行基因改造,让它能够认识你的癌细胞,再把这种改造之后的免疫细胞打回到你的身体里边去,这个也是一种我们认为非常有望去征服癌症的方法。

不管怎么说,我们知道免疫系统是可以杀灭癌症的,所以我们的癌细胞有这样的突变,不一定就意味着我们一定会发病。那么这些基因管控的最根源的原因在什么呢?其实根源的机制有很多,而最近十来年新兴起来的一个非常热的方向,我们叫做表观遗传学。

那么这张图片就是我在一开始封面所用的那张图片,它讲了一件什么事情呢?大家知不知道在人体的一个细胞里面,这个DNA如果把它全抻直了有多长?一个细胞那么微小,它的细胞核里的DNA全抻直了之后,人的细胞大概是1.8米左右。这么长的DNA怎么塞到那么小的一个细胞里面去?其实就是通过这种方式,它要不断的去折叠缠绕,很有序地最后组织成染色体。这像什么一样呢?像我们生活中出远门需要打包行李,有的打包达人能在一个箱子里装很多很多东西,而有些人只是胡乱地塞一塞,只能装很少的几样东西。细胞用了同样的方法。

但是大家可能还有这样的经验,两口子在一起,女的很喜欢打包,把那箱子打得很整齐,然后男的很烦。为什么烦呢?我想找点什么东西都找不着,要找的时候得使劲往外捣。细胞面临同样的问题,你把DNA打包得这么整齐,我怎么去访问DNA上的某一个基因呢?所以在访问这个基因的过程中就有一个很复杂的一套手续,那么这套手续其实就是一层一层的管控机制。那么这个就是我们所说的表观遗传学。

为什么说是遗传学呢?因为它能够从父母传给孩子,而且它最妙的一点是,我们的DNA在我们一生中基本是不变的,可是表观遗传在我们的一生中是会跟环境之间发生互动的。

我在这就举一个例子来说明这个问题。今天的肥胖是一个很严重的问题,有很多这样的家庭,父母也胖,孩子也胖。你可能会说这种爸妈胖基因传给孩子了,遗传,但其实这件事情里还有表观遗传的事情。表观遗传是怎么起作用的呢?你可能想不到。那么有科学家就研究了荷兰的人群的这样的一个肥胖状态。为什么研究荷兰呢?因为荷兰曾经在二战期间有大面积的挨饿的情况,他们就研究了这种挨饿的父母生下的孩子和那些没有挨过饿的父母生下的孩子长大之后有什么区别,结果就发现那些挨饿的父母生下的孩子长大之后特别容易患上糖尿病和肥胖症。

为什么?因为他们父母挨饿的时候,这个挨饿的外界的环境的信息写在了他们的表观遗传里,然后传给了自己的孩子,所以这个孩子的身体,虽然他的意识不知道,但是他的身体从一开始就知道,我将面临一个缺衣少粮的环境,我有什么吃的,有什么喝的,我赶紧囤起来吧,指不定后边有用!就是这样的,这就是表观遗传。虽然我们今天还不能够完全清楚其中究竟是哪些位点起了作用,但是这个现象是很明显的,是很确定的。

你们也看到了,我也胖,对吧?我40岁,改革开放的同龄人,我爸妈是在上山下乡的时候插队的时候生下的我,所以我终于给我的胖找到理由,原来是我爸妈那时候挨饿造成的。你看你们终于都笑了,还鼓掌。好,谢谢大家。那么有道理吗?我爸妈说这个锅我不背,不背就对了。为什么对了?因为我的爸妈也许给了我一个初始的不好的表观遗传,可是在我成长的过程中,我与我的环境中是可以进行一个主动的互动的,我完全有机会去改变这样的表观遗传。

所以这就说回到我们今天的主题上面来了,If。我们总说,如果我的未来会怎么怎么样,如果我能够去做什么什么事情。这种语气听起来好像总是带着那么一点点悲伤的情调,为什么?我们感觉我们实现不了,我的条件不够,我做不到这一点。真的是这样吗?答案是否定的。原因在哪?这不是心灵鸡汤,我是科学家,我不讲心灵鸡汤。答案在于科学。

那么这张图是《时代周刊》的讲表观遗传的一期所给的封面。这封面上有一句话,这句话就是我想告诉大家的原因。为什么你不应该拿自己的天赋,拿自己的现在的状态去说事,去当成一个借口。因为表观遗传学,因为生命科学的研究告诉我们说,你的基因不是你的宿命。

谢谢大家!

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我想講的這個科學的問題,基因是否是我們的宿命,我不準備作為科學家的身份來開場,而是想用我的另外一個身份來開場,就是科幻小說的作家。

那麼我要首先介紹的這個科幻的故事,它其實並不是我自己寫的,而是一位外國的科幻作家寫的故事。它的主人公是一對老年的夫婦,彼此非常恩愛,但是這位老先生慢慢地就發現,他的妻子開始在生活中表現出一些異常的行為,比如說有的時候會把自己鎖在洗手間里,卻忘記了怎麼才能出來。當然我們今天知道,這實際上就是阿爾斯海默氏症的一個早期的表現,而這個病在咱們中國有一個非常不禮貌的稱呼,叫做老年痴呆症。

在這我也順便呼籲一下大家,以後不要用這個稱呼,而是要稱之為阿爾斯海默氏症。

這是一種什麼病呢?它其實是一個神經退行性疾病,也就是說你的大腦中的神經細胞神經元開始慢慢地死去,所以你會失去一些長期記憶,甚至你的行為模式都可能會發生改變。這位老先生就很痛苦地注意到他的太太不再知道他是誰了,所以他就帶著他的太太到處去看病,遍訪名醫,甚至還去找了很多做這方面研究的科學家。可是沒有人能夠救他,沒有人能夠把他的太太治好。

最後不得已,他把他的夫人送去了一個療養院。這老頭自己也沒閒著,他去找了他之前找過的一位科學家,這位科學家雖然沒有辦法能夠治好他的妻子,可是這位科學家有辦法能夠讓健康的人變成阿爾斯海默氏症患者。這個老人家就讓這個科學家在自己身上做了這件事情,然後按照他之前的囑託把他也送到了療養院去。於是在這個故事的最後,我們看到這兩位老人家在療養院中重逢了,這個時候他們都已經不記得對方是誰了,可是他們很友好地打了招呼,然後開始聊天了,重新又一次地彼此愛上了對方。

我看完這個故事的時候,我當時是非常震撼的。因為在那之前我看到科幻小說都是什麼星際大戰,然後什麼黑洞,什麼時間旅行,甚至機器人、AI這些東西,我看這篇小說才第一次知道原來科幻還可以這樣寫,還可以有這麼濃的人文關懷。實際上這個故事告訴了我們什麼?它告訴我們說,我們究竟可以為愛付出多少。所以我後來特別喜歡講那個故事,經常在這種演講的場合去講它。在前些日子的有一次演講中,我講了一個故事,就像現在這樣,我站在台上,講著講著,我突然意識到一件事兒,就是這個故事它其實還有另外一個層面的含義。

什麼含義呢?我們人本身的狀態跟我們的疾病之間是否有著一種宿命的必然的聯繫?

就像這個老人家,他本來沒有阿爾斯海默症,但是他可以患上這個病。這個手段,其實在這兒是科幻,但是在我們的實驗室里,我們是可以做到的,我們可以在實驗動物身上實現這一點,只不過我相信沒有科學家曾經在人身上試過這件事情。

我今天的主題想要講的就是我們的基因和疾病之間是否有著這樣一種宿命的聯繫。

我們有很多病,大家覺得像感冒發燒什麼的,這不是必然的。對,因為那是外源的病原體引起的,我們稱之為外源性疾病。可是像阿爾斯海默氏症,像帕金森症,像各種炎症,還有最可怕的癌症,這種病我們稱之為內源性疾病。我們似乎都覺得這些疾病屬於基因所造成的。真的是這樣嗎?

我們之所以今天可以在基因的層面上去探討疾病的問題,其實是因為我們的基因測序手段已經有了一個長足的發展。這件事情就始於這個世紀初很多國家的科學家聯合起來做的一個項目,叫做人類基因組計劃。那麼在這個計劃中,我們花了數億美元的經費,然後測了一個人的樣本的全部的基因組數據。

那麼今天是什麼水平呢?用一個棉簽在自己的口腔裡邊刮下一些口腔黏膜的細胞,然後寄給公司,然後花上一千美元的成本,大概一兩周的時間,你就可以得到你的全基因組數據了。非常的快捷,非常的簡單。但是正是因為這種技術變得更快捷更簡單了,我們看到很多的公司開始提供這樣的基因測序的服務。我相信在座的各位很多人一定都在你們的手機里、在微信上看到過這樣的廣告,對不對?給你測下去就知道你愛吃什麼食物,不愛吃什麼食物,搞不好還能告訴你喜歡什麼顏色,然後知道你可能會患上什麼疾病,搞不好還能知道你能夠在某年某月某日死於什麼疾病。這是什麼東西啊?算命嗎?

不是科學。可是你仔細一想又不對,它不是基因組測序嗎,它不就應該是科學嗎?那問題出在哪?問題其實出在它是披著一個基因組測序的外衣的一個我們早已經反駁過的理論,叫什麼呢?叫基因決定論。

你有一個基因就一定會有一個結果嗎?這兩件事情之間是一個必然的因果關係嗎?當然不是了。生物學家跟這個問題已經鬥爭了很多年了,那在這種鬥爭中有一位可以說是勇士,他是非常出名的,就是這位老先生,他的名字叫理查德.道金斯。他同時還是一位科普作家,寫了很多的科普書,其中最著名的一本就是這本《自私的基因》。

今年實際上是《自私的 基因》出版40週年,那道金斯先生又出了一個40週年的增補版,他把他另外一本書《不可攀越的山峰》從中截了兩章,增補到這本書的後面。那麼我呢,剛才我說了還有一個身份是科普人,所以我也翻譯了很多的科普書,很有幸的這兩章增補的章節是由我來翻譯的。所以我很榮幸能夠跟道金斯的名字出現在同一本書上。

在翻譯增補的兩章的過程中,有一個場景讓我的印象特別深刻。他講了一個什麼事情?道金斯說他有一次去聽一個學術報告,學術報告完了之後會有問答環節嘛,然後底下就站起來一位女士,這位女士就問報告的主講人說,是不是基因決定了男性和女性之間的這種差異?你可能會覺得這句話是個廢話,基因當然決定了男性和女性之間的差異,但是道金斯當時注意到了這位女士那種激動的情緒,以及她問這句話的時候那種語調,他猛然間理解了這位女士到底想說的是什麼。她想說的是,就因為我跟男性的基因不同,所以我就該在家帶孩子,我就該在家洗衣做飯,我就不能享受跟我丈夫一樣的社會權利、工作的權利、社交的權利嗎?

這本書是寫作於1950年代60年代,那個時候美國社會的婦女就是這樣一個低的地位,我們今天知道這當然不是因為基因的原因。為了深入探討這個問題,道金斯在這本書中設計了這樣一個思想實驗,我很喜歡稱之為娃娃與槍的實驗。什麼意思?我們都知道小男孩特別喜歡玩槍,小女孩特別喜歡玩娃娃。我們做一個思想實驗,如果我們把一堆小男孩,讓他們從小就去玩娃娃,而讓另外一群小女孩從小就去玩槍,結果會怎麼樣?我們可以想象很可能大部分的小男孩,最後他們就是喜歡玩娃娃了,大部分的小女孩最後也就是喜歡玩槍了;可是還會有那麼一小部分的小男孩,他們始終還是喜歡玩槍,還會始終有這麼一小部分的小女孩一直喜歡玩娃娃,所以你會發現這個結果是非常難以預測的。

難以預測就對了。

為什麼?因為基因它並不等於你最後的結果,用他們那一代科學家他們的表述是什麼呢?他們說基因要與環境共同起作用才行。但是在他們那個時代,他們對於基因的分子層次理解仍舊十分有限。40年過去了,我們今天對於基因、對於DNA有了更深刻的認識,那我們今天的科學家會怎麼說呢?我們會說你的基因有什麼作用,我們很明確地知道,但是你有一個什麼什麼作用的基因,它並不等於你這個基因就一定會起什麼什麼作用。什麼意思呢?我們的所有基因都是處於管控之中的,它們或者被沈默或者被關閉,它不一定能夠發揮作用。

所以這個時候你有一個基因不發揮作用,跟你沒有這個基因它是沒有任何區別的。那麼剛才說了,這個管控的因素最核心的在哪?在於環境。而環境在生物學上我們是有很多層面的理解的。比如說對於細胞里的一個基因來說,它周圍的其他的基因,還有其它的蛋白質,這就是它周圍的一個微環境。再往大了說,細胞外面其它的細胞與它的通訊,還有體液環境里的各種的激素分子,這個是細胞的環境。再往大了說,一個人,我們生活中我們所呼吸的空氣,我們所喝的水、吃的食物,這個是人外面的一個自然環境。

而且對於人這種社會生物來說,我們還有心理的因素,我們還有社會的因素。比如說你工作順不順利,你家庭生活幸不幸福,這些都會影響你自己身體的一個健康的狀態,進而影響你細胞裡面基因的一個轉錄和表達的水平。所以說基因是跟環境結合在一起才能體現它的作用的。

你可能會說了,既然這樣你都搞不清楚,我還做基因測序乾嘛呀,大家還研究基因測序乾嘛呀?基因測序是有用的,只不過我們打開的方式不正確。那什麼是正確的打開方式呢?我發現這幾年在健康領域,大家特別迷信美國的FDA食品藥品管理局,那我們就來看看美國的FDA它對於基因測序是怎麼規定的?

FDA這些年來一直禁止將基因測序的結果用於預測癌症等等疾病的患病幾率。注意,我用的詞是禁止,完全不允許。直到最近一兩年FDA才剛剛開放了,說可以用基因測序去預測一些在生物學上我們已經研究得很清楚的疾病,比如說像阿爾斯海默氏症,像帕金森症,這些疾病我們可以去做預測,但是對於癌症仍舊是不允許進行預測的。

那麼你就會問了,不能預測我們該怎麼用它呢?正確的使用方法是,當你已經得了癌症之後,可以去做相應的基因檢測。我都得了癌症,我還做基因檢測乾嘛?這個仍舊是很有用的。這裡就有一個我非常喜歡講的一個例子,就是這位老兄,他叫盧卡斯沃特曼,他是在美國西雅圖的華盛頓大學的一名博士後。他在一次例行體檢中發現自己得了白血病,也就是血癌。那得了病吃藥唄,給他吃了各種各樣治療血癌的藥物,都沒有能夠把他的病治好。所幸他所在的研究組恰好是一個做基因組測序的研究組,這個研究組的頭說了,說咱們什麼科研都不乾了,咱們來救這個人的命。那個時代測序還不像今天這麼快捷,這麼簡單,所以這個研究組不得不把手上所有的工作都停了,就來測她的基因測序。

怎麼測呢?測他的健康細胞,測他的癌細胞,然後把這兩種細胞的基因組進行比較,看看他出問題的基因到底是哪一個。結果發現它出問題的那個基因並不是常見於血癌中的一種突變基因,而是一種常見於腎癌中的突變基因。而他的命非常好,因為當時美國FDA剛剛批准了一種用於治療這種腎癌突變的藥物,於是他就用這種治療腎癌的藥物,把他的血癌給治癒了。這叫什麼呢?這個就是我們今天在新聞上經常會看到的四個字:精准醫療。

什麼叫精准醫療?它要改變我們過去那種頭痛醫頭,腳疼醫腳的方式,而是要真的去知道你到底出問題的是什麼基因,並且有針對性地給你進行治療,這個就叫做精准醫療,這個是基因測序的一個正確的應用方式,一個正面的例子。

那有沒有反面的例子呢?也有,而且這個反面的例子比這個例子可能大家更熟悉,那就是大影星安吉麗娜·朱莉。她又發生一件什麼事情?她進行基因組測序的時候,發現她的基因是一個高發宮頸癌、高發乳腺癌的這樣一個狀態。於是她在沒有患癌症的情況下,就把自己的乳腺和子宮先後切除了。

實際上從我們學術界的角度來看,我們認為這是一個非常不可取的行為,因為你這樣的切除行為和你的疾病之間並不是一個因果的關係。大家想一想,她的得病幾率是多少?是80%左右。你可能會說80%很高,可是對於一個人的個體來說沒有80%這回事。80%哪來的?是從大數據中統計出來的。對一個人的個體來說是什麼?你要麼就是100%,你要麼就是0%。如果你本來可以是0%,你為什麼要去把你的乳腺和你的子宮都切除掉,然後過上一種有很多後遺症,有很多不良影響的生活呢,所以我們並不推薦這種做法。

那你可能會問了,為什麼一個出問題的基因不一定會轉變成癌症呢?我們身體里有很多的環境因素跟它去相互作鬥爭,這個環境因素就是我們的免疫系統。那麼今年2018年的諾貝爾生理及醫學獎,獎給了這兩位科學家,獎勵他們創立的一種方法,叫做免疫檢查點抑制的方法。這種方法是現在最新興的非常有望去征服癌症的一種方法。時間關係我們無法去講它更多的細節,一句話來說,就是它用你自己的免疫系統去殺死你自己的癌細胞。實際上我們的身體里我們的免疫系統一直都在跟癌細胞作戰,這件事情一直在持續發生著,但是有的時候你的免疫系統出了問題,那個開關被關上了,而他們發現的方法就是如何把那個開關重新打開。

實際上這些年還有一個非常火的明星的療法叫做KT方法。KT方法就更極端一點,它把你的免疫細胞從身體里拿出來進行基因改造,讓它能夠認識你的癌細胞,再把這種改造之後的免疫細胞打回到你的身體裡邊去,這個也是一種我們認為非常有望去征服癌症的方法。

不管怎麼說,我們知道免疫系統是可以殺滅癌症的,所以我們的癌細胞有這樣的突變,不一定就意味著我們一定會發病。那麼這些基因管控的最根源的原因在什麼呢?其實根源的機制有很多,而最近十來年新興起來的一個非常熱的方向,我們叫做表觀遺傳學。

那麼這張圖片就是我在一開始封面所用的那張圖片,它講了一件什麼事情呢?大家知不知道在人體的一個細胞裡面,這個DNA如果把它全抻直了有多長?一個細胞那麼微小,它的細胞核里的DNA全抻直了之後,人的細胞大概是1.8米左右。這麼長的DNA怎麼塞到那麼小的一個細胞裡面去?其實就是通過這種方式,它要不斷的去折疊纏繞,很有序地最後組織成染色體。這像什麼一樣呢?像我們生活中出遠門需要打包行李,有的打包達人能在一個箱子里裝很多很多東西,而有些人只是胡亂地塞一塞,只能裝很少的幾樣東西。細胞用了同樣的方法。

但是大家可能還有這樣的經驗,兩口子在一起,女的很喜歡打包,把那箱子打得很整齊,然後男的很煩。為什麼煩呢?我想找點什麼東西都找不著,要找的時候得使勁往外搗。細胞面臨同樣的問題,你把DNA打包得這麼整齊,我怎麼去訪問DNA上的某一個基因呢?所以在訪問這個基因的過程中就有一個很複雜的一套手續,那麼這套手續其實就是一層一層的管控機制。那麼這個就是我們所說的表觀遺傳學。

為什麼說是遺傳學呢?因為它能夠從父母傳給孩子,而且它最妙的一點是,我們的DNA在我們一生中基本是不變的,可是表觀遺傳在我們的一生中是會跟環境之間發生互動的。

我在這就舉一個例子來說明這個問題。今天的肥胖是一個很嚴重的問題,有很多這樣的家庭,父母也胖,孩子也胖。你可能會說這種爸媽胖基因傳給孩子了,遺傳,但其實這件事情里還有表觀遺傳的事情。表觀遺傳是怎麼起作用的呢?你可能想不到。那麼有科學家就研究了荷蘭的人群的這樣的一個肥胖狀態。為什麼研究荷蘭呢?因為荷蘭曾經在二戰期間有大面積的挨餓的情況,他們就研究了這種挨餓的父母生下的孩子和那些沒有挨過餓的父母生下的孩子長大之後有什麼區別,結果就發現那些挨餓的父母生下的孩子長大之後特別容易患上糖尿病和肥胖症。

為什麼?因為他們父母挨餓的時候,這個挨餓的外界的環境的信息寫在了他們的表觀遺傳里,然後傳給了自己的孩子,所以這個孩子的身體,雖然他的意識不知道,但是他的身體從一開始就知道,我將面臨一個缺衣少糧的環境,我有什麼吃的,有什麼喝的,我趕緊囤起來吧,指不定後邊有用!就是這樣的,這就是表觀遺傳。雖然我們今天還不能夠完全清楚其中究竟是哪些位點起了作用,但是這個現象是很明顯的,是很確定的。

你們也看到了,我也胖,對吧?我40歲,改革開放的同齡人,我爸媽是在上山下鄉的時候插隊的時候生下的我,所以我終於給我的胖找到理由,原來是我爸媽那時候挨餓造成的。你看你們終於都笑了,還鼓掌。好,謝謝大家。那麼有道理嗎?我爸媽說這個鍋我不背,不背就對了。為什麼對了?因為我的爸媽也許給了我一個初始的不好的表觀遺傳,可是在我成長的過程中,我與我的環境中是可以進行一個主動的互動的,我完全有機會去改變這樣的表觀遺傳。

所以這就說回到我們今天的主題上面來了,If。我們總說,如果我的未來會怎麼怎麼樣,如果我能夠去做什麼什麼事情。這種語氣聽起來好像總是帶著那麼一點點悲傷的情調,為什麼?我們感覺我們實現不了,我的條件不夠,我做不到這一點。真的是這樣嗎?答案是否定的。原因在哪?這不是心靈雞湯,我是科學家,我不講心靈雞湯。答案在於科學。

那麼這張圖是《時代週刊》的講表觀遺傳的一期所給的封面。這封面上有一句話,這句話就是我想告訴大家的原因。為什麼你不應該拿自己的天賦,拿自己的現在的狀態去說事,去當成一個藉口。因為表觀遺傳學,因為生命科學的研究告訴我們說,你的基因不是你的宿命。

謝謝大家!