《破譯人體密碼》上集 （《環球》稿件 8月28日）
    在40億年前地球的某一個地方的某一天，世界上第一個微小的生命誕生了，它是那樣微小，也許就附著在熱汽泡溫暖的表面上。從它誕生的那天起就帶有一種信息。那是一種化學信息，它從古到今從未間斷過。最初的生命把這一信息傳給了下一代，一代接一代。經歷幾十億年，從最初的有機體，一直傳給了你和我。它就像一根線，把所有的生命連在一起。當然，現在的生命比原來複雜得多；但是，那個信息卻始終保存著，它就是我們人類的生命秘密。
    這就是那個信息，它包含在我們稱之為DNA的小小化學分子裏。您現在看到的這種形狀叫標準雙螺旋體。在下面的節目中，我們將要花很多時間來討論它，它在我們實際生命中到底是一個什麼的東西呢？讓我們看看專家是怎麼説的。
    DNA是一種非常神秘、奇妙的分子，它包含了人類所有的生命信息，人類的未來，人類的遺傳信息，都在這裡面。這就是DNA。
    它們是一串串非常長的分子。這些雙螺旋DNA，它看上去就像是一根細長的小棉線。
    這些分子串實際上是從人的細胞——血液細胞，或是皮膚細胞——上採集下來的。
    這個DNA不論取自哪個人，都可以從分析中判斷出這個人是否有得早老性癡呆症的可能，是否有得乳腺癌的徵兆。你還可以對另外2000多種診斷做出類似的判斷。雖然現在很多還不能夠，但將來一定會有的，顯然，生命的秘密就在這個試管中。
    從DNA中我們發現了一些誰也沒有料想到的事情。如人的基因只是果蠅的兩倍。人們不禁要問：這怎麼可能呢？我們是這樣一種複雜而又偉大的生物，而果蠅只是果蠅而已。DNA還告訴我們，我們與蠕蟲和酵母的密切程度是很多人根本無法想象的。但是，對分子裏面的東西我們是怎麼讀出來的呢？
    好，讓我們來看看。如果它是DNA，如果你轉動它使你能夠從恰當的角度觀察，你就會在中間部分看到像階梯一樣的東西。每一個階梯都由兩個鹼基組成：胞嘧啶和烏嘌呤，或者胸腺嘧啶和腺嘌呤。它們總是成對出現，不是C和G，就是T和A。 這種成對出現的鹼基稱作鹼基對。它們構成了生命密碼，人類有30億個這樣的鹼基對。
    為了向你展示這個分子的真正威力，我們從最微小的原子開始，逐漸放大，你可以看到它組成的A與T和C與G鹼基對，形成標準的雙螺旋結構。然後它開始了産生一個健康的嬰兒，這是一個神秘過程。
    有意思的是人類的每一個嬰兒，在基因密碼方面與其他嬰兒都是99.9%完全相同。
    所以，我們在基因方面，哪怕是最微小的一點差別都可能導致巨大的不同，如身高、體形、甚至才能和秉性方面的巨大差異；同時它也告訴人們為什麼人會有缺陷，什麼使我們生病。
    “人體基因組工程”的工作就是為了對DNA中那些影響人類健康的細微差異進行破解。
    早在1990年，全世界的科學家就開始了一項浩大的工程，這就是試圖解讀出人體DNA中總共30億對的A，T，G和C鹼基，。據當時估計，這項工作至少需要15年才能完成。
    之所以需要這麼長的時間，是因為剛開始科學家為了讀出人體基因組的少數幾個字母就花了數年時間。
    像找出引起囊性纖維變性的基因錯誤，科學家整整用了十年的時間。找到引起遺傳性慢性舞蹈病的基因也用了十年。而發現引起乳腺癌的基因整整用了十五年。一次只能找到一個字母，進展異常緩慢，有時還會出錯。
    在確定DNA序列的鹼基字母時，我們是手工把字母標記寫在圖譜的邊上，然後轉到一張紙上，或把它輸入到計算機中。工作量大得驚人。
    這還不是最困難的。這一部分，如果我們放大5萬倍，它實際上是一團DNA——染色體17。如果進一步放大看，你會發現有上億個A與C對和T與G對，但是其中只有約1%是有效的和重要的。這些是科學家們要找的基因。所以，在這個密集的原子團中的可能就存在著導致聾啞、癌症或白內瘴等疾病的基因。但它們在哪？太複雜了，科學家需要一張圖。但按照過去的速度，恐怕要很多年。
    現在終於找到了省時的辦法，在過去的十年裏，這項工作開始計算機化，但這一項耗資巨大的工作和以前一天只解讀幾百個字母相比，用機器每秒鐘可以解讀一千個字母，效率大大提高，
    這就是將來要寫到教科書裏的東西。當推出基因組工程時，每一個人都深切地意識到他們在歷史上所起的作用。
    了解這些零部件即破譯人體基因組的每一個字母之所以這麼重要，其原因之一就是因為在人體30億個鹼基對中，如果僅僅一個字母出錯將會帶來一些嚴重的後果。
    阿莉森和蒂姆有一個兩歲的男孩叫海登。
    有兩件事讓我最想海登，許多朋友喜歡他是因為他愛笑，他總是笑個不停，有時甚至狂笑，後來當他大概一歲的時候，一遇到可笑的事情他就興高采烈。所以他和我在一起總是互相逗樂。
    在最初幾個月海登似乎發育正常。但是阿莉森開始發現他有點問題。
    我一直很奇怪，他好象與其他嬰兒不大一樣。我的朋友也有一個和他一般大的孩子，當她們給孩子們換尿布時，孩子總是在動，小腿亂蹬，可海登卻不是這樣。
    開始大夫説，可能是發育的問題。但是到一歲的時候，明顯有些不對頭。他從來不爬，從不説話，從不吃手指，他的發育好象不是在前進，而是在後退。
    我記得他最後一次笑，那天我帶著他外出去買衣服，因為我晚上要參加一個人的婚禮，回來的時候，恰巧有風，他就喜歡讓風吹，所以很開心，回到家後，我把他放到沙發上，我挨著他坐下。他還笑個不停，那是他最後一次笑，一想到這我就非常難受，太難受了。
    原來海登得了一種叫——泰薩二氏的白癡病。基因缺陷，使他的大腦慢慢受到了影響。
    這種病的症狀是，孩子出生時看上去正常，但在不到一歲孩子就失去了發育的方向。所以6個月後孩子應當能翻身，但他卻不能，不會坐，不能站，不能走，不會説話。
    泰薩二氏病開始於DNA鏈上的一個微不足道的小地方，僅僅是一個字母不對——假設這串原子是那個字母的圖形，這裡出現的一個錯可以減少為四個原子。但由於基因構成了蛋白質，那個錯誤使溶解大腦脂肪的蛋白質不能正常工作。於是脂肪在大腦中積聚起來，塞滿大腦，最後破壞了重要的大腦細胞。所有這些後果都是由DNA中一個錯誤的字母造成的。
    在多數情況下是由於一個鹼基的變異。也就是一個字母的差異。
    30億對字母中有一個缺陷，而且無法修復。
    泰薩二氏病是一種很怪異的病。海登確診後不到一年就失明了。他不能吃固體食物，不能下咽。他根本不能活動，每天發作十幾次。
    得了泰薩二氏病的兒童，結果只有一個，那就是死亡。最多活五到七歲，甚至不到五歲就死了。
    蒂姆洛德恰好有一個同卵雙胞胎弟弟叫查理。在對海登進行診斷時，他正好也在。事後，查理打電話給自己的妻子布萊思，把有關情況告訴她。布萊思在上大學時，阿莉森是她最好的朋友。
    查理説海登得了泰薩二氏病。他是在電話中告訴我這是一種什麼病的。我打開計算機，查了有關的情況，簡直不能相信自己讀的內容。
    查理和布萊思有一個三歲的女兒泰勒，還有一個很小的女兒，叫卡梅倫。卡梅倫健康活潑，只是有點兒小異常。
    我從一個有關網站上查到，嬰兒通常在6到8個月期間才顯示出病徵，早期徵兆是嬰兒容易受驚嚇。海登總是對驚嚇表現出強烈地反應。我們注意到卡梅倫也有類似的反應，只是不太嚴重，但她與海登絕不是一回事。 當布萊思在網站上看到這種病的有關介紹後，立刻去醫院進行了檢查。
    過了一週，整一週，我們知道了卡梅倫的血液化驗的結果。那是感恩節前的星期二，我們到了兒科醫生的辦公室，醫生告訴我們，布萊思是一個隱性基因攜帶者，而卡梅倫也患了泰薩二氏病。
    他只對我説了一句話：“對不起。”
    泰薩二氏病是一種非常罕見的病，一般只發生在特殊的群體中。即使在這些群體中，也只有父母雙方的基因都有缺陷，才會傳給嬰兒。因此，即使進行檢查，洛德一家也沒有理由認為他們會有什麼危險。然而，令人難以置信的是，全家四個成年人——蒂姆、查理及他們的妻子——都是隱性基因攜帶者。這真是基因病史上讓人無法相信的不幸巧合。
    查理和我兩人從小就在一起，親密無間。當我想到他和布萊思也遭此不幸時，我覺得這實在難以接受。
    知道我哥哥的不幸後，我曾下定決心要幫助他們。萬萬沒有想到，我也是這樣。我既要幫助他，也要忍受同樣的磨難。
    對洛德一家，以及我們每一個人來説，人體基因組工程提供了及早發現我們是否得了各種疾病的可能性。
    我希望有關方面能積極努力，能開發出更多的基因化驗方法，以便在人們有孩子之前就能夠知道他們有可能會遇到什麼樣的危險。我想，我們現在已有的手段還不夠。相信人們用已經描繪出的人體基因組圖譜，可以找到更多的發現疑難病症的新方法。有些疾病太可怕了、對人危害太大，如果有什麼辦法能夠提早發現，使之不影響孩子，我想那是很值得我們集中精力去做的。
    海登洛德在他三周歲生日前幾個月去逝了。
    所以在1990年，當美國國會批准人體基因組工程時，其目標就是儘快建立我們的A，T，C和G鹼基對的完整清單，以方便化驗、制藥和治療等工作。人們估計人體基因密碼破譯需要大約15年時間，這個估計在當時是合理的。
    但是後來有一個人——科學家、企業家和快艇運動受好者克雷格文特爾宣稱他能夠做得更快。
    它就像帆船運動，當兩隻帆船在水上比賽時，它們的關鍵是速度。科學工作也是如此。如果有兩個不同的實驗室進行同樣的工作時，常常會互相比賽，看誰做得更快，做得更好，原因是因為社會只承認第一。
    1990年，文特爾曾是努力破譯蛋白質和基因秘密的政府科學家之一，他的工作重點是研究大腦蛋白質。
    我用了十年時間得到這種蛋白質，整一年的時間得到1000個基因字母。
    文特爾認為，這太慢了。
    文特爾聽説有人發明了一種機器，能夠快速度識別C，T，A和G鹼基，他馬上與之聯絡，因為他就喜歡用機器來工作。
    我立刻與那家公司聯絡，看看能否賣給我一部。
    機器是這樣工作的，先把從人體上得到的DNA粉碎。接著大量複製這些碎片，然後標上顏色。再用激光照射DNA的每一個小碎片，激光器所看到的顏色就代表基因密碼中的各個字母。這些計算機可以一天工作24小時，天天如此。
    然後，必須把所有這些小碎片按照正確的順序放在一起。文特爾的夢想是他手下能有幾百部這樣的機器。所以他辭去了在政府中擔任的工作，組織了一個公司，名子叫塞萊拉，意思是“速度”的意思。這就是他建立的公司，看不到一個人，全是機器。
    是的，全部自動化。
    １９９８年春，文特爾宣佈，他的公司將在兩年內繪出人體基因組３０億對字母的全部序列。而以前政府説卻要用１５年。
    當文特爾宣佈他的公司將只用兩年就能完成全部基因圖譜後，政府資助的研究機構像觸了電一樣，現在他們也要趕上來。
    人工操作太慢，我們認為，目前，如果不大量使用機器，速度很難加快。
    政府人體基因組工程負責人弗朗西斯下定決心，決不讓塞萊拉公司奪走桂冠。他做出一個大膽的決定，把他們原計劃縮短整整五年。
    由於塞萊拉公司是用私人的錢來做研究的，有人提出這樣的問題：“政府為什麼投入如此巨大的資金進行完全相同的研究？”
    在美國，我們在20世紀50年代投資興建了全國公路網絡。這些免費道路讓每一個人自由行駛，不論他們駕駛著汽車去幹什麼；國家也因此得到了巨大的回報。在基因研究方面，我們也正做類似的工作。人們用它做很多事。他們可以有所發明，他們可以用於醫學研究，可以學習歷史，什麼都可以。
    也許我們不在這個領域工作，但總是懷疑任何一個小小的群體——就是説，某一個地區的人，能代表整個人類嗎？我們從一生下來就反復被灌輸：我們都互不相同——我們之中的每一個人都獨一無二的。肯定是這樣——人有不同的形狀、顏色和大小。每個人的DNA與其他人的必然有很大的不同。
    任何兩個人之間的基因差異都不超過千分之一。在這個地球上，任何兩人之間的DNA都99.9%是完全相同的。每一千個字母中只有一個是不同的。
    這些信息，也就是關於人類自身秘密的信息，關於我們與其他生命體之間的信息，真的叫人無法相信，但是從這些單調的字母流中，人們找到了答案。隨著人體基因組工程的進展加快，發現的東西也越來越多。沒用多久蘭德、科林斯和美國國家基因組工程的其他所有工作班子就做出了值得慶賀的成績來。
    我是國家人體基因組研究所所長科林斯，我們今天高興地聚集在這裡開一個慶祝會。
    到1999年11月，科林斯所領導的小組取得了重大的成果。為此，他們舉行了一個頒獎儀式，他們宣佈已經完成了10億對鹼基的繪製工作——佔全部基因組的三分之一。
    隨著時間的一天天地推移，人們開始意識到基因研究的重要性，許多發現通過美國專利局變成了私有財産。專利申請像潮水一般湧來。申請也各式各樣，從電影“星球大戰”的人物動作設計到噴氣發動機。當然，也有有關人體基因的專利申請，而人的基因是自然地存在於我們的身體中。這能申請專利嗎？
    我們把基因看成是可以申請專利的東西，正像我們對待其他化學物質一樣。對在人體中發現的若干化合物，若干成分，我們申請了專利。例如，為胰島素加密的基因已成了專利。現在幾乎所有的人工胰島素都是利用這個基因製造的，它使糖尿病人得到了治療。實際上，如果我們把人體中發現的每一種化學物質都不算作發明的話，那麼有很多發明就得不到保護。
    一般説來，如果你要為一項發明申請專利，你必須證明它是一項發明，而且有用。但是幾年之前，批評者説專利局掌握標準不夠嚴格。所以只要申請者説，“這裡是嶄新的A，C，T，G序列，是剛剛從機器裏出來的。”
    這就滿足了“新”的要求。至於是不是有用，就沒有人關心了。
    專利局受理一份專利申請，前後至少要用兩年的時間。所以，現在美國約有兩萬份有關基因專利申請等待批准，這對想用基因治病的醫藥公司來説可不是好事，因為它們需不斷開發新的藥物。
    支持專利的人説，只有專利才能讓醫藥公司投鉅資開發新藥。但如果它通過專利壟斷了一項重要發明，它就可以用它賺大筆大筆的錢。所以，許多科學家突然發現自己處於一種由鉅額鈔票支配的陌生世界中。
    現在，許多科學家都被看作是財富的創造者，即使那個科學家對此並不感興趣。如果他們解讀了一些DNA的序列，那就是可以申請專利。事實上，不論科學家願不願意，僅僅通過科研他實際上就已經變成了一位企業家。
    文特爾募集了三億美元組建了塞萊拉公司，但是他們怎麼能從基因組研究中獲取利潤呢？目前，公司把希望完全寄託在計算機上。這是塞萊拉公司的總控制室，技術人員一天二十四小時監視著公司的各項操作，包括幾百部時時破譯著人體基因密碼的序列分析儀。他們也監督著塞萊拉的主要收入來源：一個巨大的網站，在這個網站上，交一筆線就可以瀏覽若干個基因組，包括果蠅、老鼠等動物基因，它成為基因組研究人員尋找信息的一個友好界面。