王立銘:RNA藥物時代來臨了嗎? | 巡山報告
讓別人替你運(yùn)動,也能延緩衰老?
造假、剽竊和榮譽(yù):何謂科學(xué)研究
吃啥補(bǔ)啥,心誠則靈與針灸的最新生物學(xué)解釋
靈魂出竅,科學(xué)上終于有了新解釋?
讓你好吃懶做的 “節(jié)儉基因”,真的存在嗎?
人工智能預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu)再獲突破,意味著什么?
撰文 | 王立銘
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大家好,我是王立銘。2021年1月6日,生命科學(xué)·巡山報告又和你見面了。
對于我們這一兩代人來說,剛剛過去的2020年實在是發(fā)生了太多“活久見”的事情,每個人都有自己刻骨銘心的體驗,我就不越俎代庖做年終總結(jié)了。
單就生命科學(xué)而言,剛剛過去的這一年有一個鮮明的主題,我不說你也知道,那就是新冠肺炎。在20世紀(jì)50年代開始的現(xiàn)代生物學(xué)革命之后,這是人類第一次遭遇一種突如其來、快速擴(kuò)張、有巨大危險的全新疾病。全人類的生物科學(xué)研究力量被前所未有地動員起來,向著這種疾病,展開了 “飽和式救援”。
我猜,你肯定還是會抱怨特效藥來得不夠快,疫苗研發(fā)得不夠及時,對病毒來龍去脈的研究好像也不足以回答所有的困惑。但是公平地說,這一年當(dāng)中,伴隨著全世界科學(xué)家發(fā)表的近10萬篇學(xué)術(shù)論文,關(guān)于新冠病毒的基礎(chǔ)生物學(xué)、關(guān)于疾病的救治經(jīng)驗總結(jié)、關(guān)于藥物開發(fā)和評估、關(guān)于疫苗的開發(fā)和檢驗,人類的進(jìn)展速度是史無前例的。
這期報告的時間正好是辭舊迎新。這段時間,我集中回顧了2020年發(fā)生的生命科學(xué)大事,也看了不少媒體評出來的2020年重大科學(xué)新聞,想看看有沒有漏掉什么特別值得大家知道的東西。結(jié)果還真發(fā)現(xiàn)了兩件事,一件是純粹的基礎(chǔ)科學(xué)突破,另一件是革命性的藥物開發(fā)進(jìn)展。今天,我就來講講它們的故事。
這是一個特別基礎(chǔ)但是腦洞特別大的科學(xué)突破。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),鳥類的大腦結(jié)構(gòu)里蘊(yùn)含著智慧的藍(lán)圖。
當(dāng)然,我這句總結(jié)肯定是不夠科學(xué)的。畢竟 “智慧” 這個詞,我們就很難給出一個科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x。但是,不知道你有沒有這么一個感覺,長期以來,關(guān)于鳥類的腦袋里到底裝著什么,我們?nèi)祟惼鋵嵤呛芾Щ蟮摹?/span>
這個困惑來自一個尖銳的對比:
一方面,我們知道有些鳥類其實是非常聰明的。
從密涅瓦的貓頭鷹到填海的精衛(wèi),甚至是《伊索寓言》里喝水的烏鴉,東西方人類的祖先都不約而同地認(rèn)可鳥類的智慧。
科學(xué)研究也證明了這一點(diǎn)。不少鳥類可以熟練使用工具,即便把筑巢行為排除在外,也有不少鳥類能夠叼起小樹枝幫它們夠到遠(yuǎn)處的食物,有些烏鴉甚至能拼接幾段短樹枝,制造一個更長的棍子去夠食物。
還有,如果把喜鵲放到一面鏡子前,它們居然能夠順利地認(rèn)出鏡子里出現(xiàn)的是自己而不是另一只鳥。這說明它們可能具備非常高級的 “自我意識”。要知道,整個地球上也只有十種左右的生物具有這種能力,而且都是一般意義上特別智慧的生物,比如我們?nèi)祟?、黑猩猩、紅毛猩猩、海豚等。就連人類,也是差不多到了一歲半兩歲之后才逐漸具備這個能力的。
而另一方面,我們又長期有意無意地忽略了鳥類的這種智慧能力。
我猜,這主要是因為我們實在無法解釋這種能力。因為智慧這件事本身含義太豐富、太難定義,而且很多時候又特別主觀,所以我們對它的研究往往只能局限在人類當(dāng)中。
如果真要推廣到動物世界,我們一般的策略是推己及人——根據(jù)人類大腦的各種特征,按圖索驥到動物大腦里找相似,然后再根據(jù)這些相似反過來推測為什么動物也具備人類的某種智慧能力,以及為什么某種能力在動物之間有差別。
這么說可能有點(diǎn)抽象,我來打個比方。
比如我們認(rèn)為,人類的高級腦功能都是由大腦皮層,更準(zhǔn)確地說應(yīng)該叫 “新皮層” 來完成的。人類大腦長得有點(diǎn)像一個大號的核桃,表面布滿了各種褶皺。皮層就是這顆核桃外面那層薄薄的有顏色的膜,它的厚度只有幾毫米,從外到內(nèi)還可以繼續(xù)分成6層。
與此同時,從前到后,從左到右,大腦皮層還能分成一個個垂直的、直徑在幾百微米尺度的結(jié)構(gòu)單元,叫作 “功能柱”。每個功能柱的直徑大概是幾百微米,包含了完整的大腦皮層的6層。而在功能柱之間,神經(jīng)細(xì)胞還能形成橫向的聯(lián)系。
這么看的話,薄薄的一張大腦皮層,可以看成是由數(shù)以億計的功能柱密密麻麻排列在一起而形成的結(jié)構(gòu)。有點(diǎn)像一大堆粉筆密密麻麻裝在一個盒子里,然后每一支粉筆還都有六截兒,有六種不同的顏色。
請注意,在所有哺乳動物當(dāng)中,包括人類在內(nèi),大腦皮層的組織結(jié)構(gòu)都是非常類似的,都是六層,都是密密麻麻的功能柱。這樣一來,想要推己及人地做研究就比較方便了。
舉個例子。我們知道,視覺功能是在大腦里一個叫作“視覺皮層”的區(qū)域完成的,這個區(qū)域在整個大腦的后面,后腦勺那個地方。所以,如果要在哺乳動物里研究視覺的信息處理,我們就會關(guān)注動物大腦的類似區(qū)域。然后我們就會發(fā)現(xiàn),不同動物的視覺信息處理有很多共性。
這種縱向和橫向的組織方式保證了視覺皮層能對視覺信息進(jìn)行充分和精細(xì)的處理,最終在大腦中呈現(xiàn)出復(fù)雜生動的視覺圖像。
同時,我們也會研究人和動物的視覺皮層有什么區(qū)別,比如尺寸不一樣、皮層的褶皺密度不一樣、發(fā)育過程不一樣等,并且從這些差異里推測為什么人類和動物的視覺能力不同。
大致就是這么一個研究路線。
但是,這套方法論對于鳥類是失效的。因為雖然鳥類能夠完成很多復(fù)雜的任務(wù),表現(xiàn)出高超的智慧,但是鳥類的大腦結(jié)構(gòu)和人類大腦完全不一樣。
之前人們普遍認(rèn)為,鳥類大腦的結(jié)構(gòu)完全不同,根本就沒有哺乳動物的大腦皮層。說得更形象一點(diǎn),打開鳥類的大腦,我們看到的不是六色粉筆密密麻麻排列在一起,而更像是一個一個小乒乓球松散地堆在一起。這樣一來,想要解釋鳥類的智慧就變得困難了。
但是,這個難題在2020年得到了初步的解決。
2020年9月25日,德國魯爾大學(xué)的科學(xué)家們在《科學(xué)》雜志發(fā)表了一篇論文 [1] 。他們把鴿子和貓頭鷹的大腦切成薄片,在顯微鏡下仔細(xì)追蹤神經(jīng)纖維的伸展方向。結(jié)果發(fā)現(xiàn),至少在鳥類大腦的某些核心區(qū)域,神經(jīng)細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)其實和哺乳動物的大腦皮層沒啥區(qū)別,也是橫向可以分成幾層,縱向可以分成一個個的圓柱體。
當(dāng)然,如果你仔細(xì)看,仍然會發(fā)現(xiàn),鳥類大腦的組織結(jié)構(gòu)和哺乳動物不太一樣,比如到底哪一層和哪一層的神經(jīng)細(xì)胞縱向產(chǎn)生聯(lián)系,比如功能柱之間如何傳遞信息。但無論如何,至少從大腦的基本組織原則來說,我們可以說,人類和鳥類沒什么區(qū)別。
順便說一句,大概是有意安排的結(jié)果,同一期《科學(xué)》雜志還發(fā)表了一篇討論烏鴉的論文 [2] 。來自德國圖賓根大學(xué)的科學(xué)家們成功訓(xùn)練兩只1歲的烏鴉完成了一個很好玩也很燒腦的任務(wù)。
為了完成任務(wù),烏鴉們需要緊盯顯示屏,在屏幕上出現(xiàn)一個紅色或者藍(lán)色色塊之后,做出合適的動作才能得到食物的獎勵。其實,如果僅僅是藍(lán)色轉(zhuǎn)頭、紅色不轉(zhuǎn)頭這樣的簡單反應(yīng),倒是不難,就是一個簡單的學(xué)習(xí)過程罷了,即便是果蠅這樣的小昆蟲也能完成。
但是,科學(xué)家們設(shè)計了一個挑戰(zhàn):在紅藍(lán)色塊出現(xiàn)之前2.5秒,有時候屏幕上會快速閃過一個非常淺的灰色色塊。如果灰色色塊出現(xiàn),烏鴉們需要做的動作就徹底被顛倒過來了——本來是藍(lán)色轉(zhuǎn)頭、紅色不轉(zhuǎn),現(xiàn)在變成紅色轉(zhuǎn)頭、藍(lán)色不轉(zhuǎn)。也就是說,在根據(jù)紅色藍(lán)色信號做出反應(yīng)的時候,烏鴉們還必須考慮整個事情的“大背景”。
這個任務(wù)烏鴉們完成得非常出色,幾乎可以做到100%的準(zhǔn)確率。在很多科學(xué)家看來,這個發(fā)現(xiàn)意味著,烏鴉具備某種復(fù)雜的思考能力,而不僅僅是對一個外界刺激機(jī)械做出反應(yīng)。
這兩個發(fā)現(xiàn)意味著什么呢?
我覺得,一個特別重要的提示是,也許剛剛咱們描述的大腦組織方式,也就是多色粉筆整齊排列這個方式,可能是形成大腦復(fù)雜功能、形成智慧最好的方式。
在進(jìn)化歷史上,鳥類和哺乳類已經(jīng)分開生活超過3億年了,它們的共同祖先也許是一種不那么聰明的爬行類動物。也就是說,它們各自的大腦結(jié)構(gòu)和復(fù)雜智慧,都是分別獨(dú)立發(fā)展出來的??缭?億年的時光,地球上最聰明的兩大類生物,最后殊途同歸,選擇了同樣一種大腦組織結(jié)構(gòu)來承載智慧。這也許就說明,這種組織結(jié)構(gòu)是最容易產(chǎn)生智慧甚至是唯一能產(chǎn)生智慧的。
既然如此,這個被進(jìn)化兩次選中的結(jié)構(gòu)也許對于人類設(shè)計人工智能算法或者制造類似人腦的計算機(jī),都有強(qiáng)烈的提示作用。
2020年12月11日,一款治療高血脂的新藥inclisiran在歐洲獲批上市,在美國上市應(yīng)該也近在眼前 [3] 。這款藥物最早是由美國阿里拉姆(Alnylam)公司設(shè)計的,之后諾華制藥幾經(jīng)輾轉(zhuǎn),在2019年獲得了這款藥物的開發(fā)權(quán),并最終在2020年底將其推向市場。
按說,降血脂藥物本身沒什么值得討論的。大名鼎鼎的他汀類藥物,從1980年代開始就扎堆進(jìn)入市場,讓幾大制藥公司賺得盆滿缽滿,還誕生過立普妥(阿托伐他汀)這樣歷史銷售額超過1600億美元的冠軍藥物。近幾年,新一代降脂藥物又紛紛問世,主要以大分子抗體藥物為主。
但是,inclisiran這個藥物仍然值得大書特書。因為它既不是傳統(tǒng)的小分子藥物,也不是一般意義上的大分子藥物,它是一個RNA分子藥物。
簡單來說,它就是一小段由幾十個堿基連接而成的RNA鏈,經(jīng)過一些所謂“糖基化”的化學(xué)修飾之后做成藥物,直接通過皮下注射進(jìn)入人體。這些RNA分子進(jìn)入人體的肝臟細(xì)胞以后,能夠?qū)ふ覊A基序列恰好互補(bǔ)的RNA分子,和它們結(jié)合在一起,然后啟動一個名為 “RNA干擾” 的過程,把這些RNA分子降解破壞掉。
我們知道,在人體細(xì)胞中,所有的蛋白質(zhì)合成都需要兩個步驟——DNA到RNA的所謂 “轉(zhuǎn)錄” 步驟,和RNA到蛋白質(zhì)的所謂 “翻譯” 步驟。RNA是抄寫DNA的產(chǎn)品,同時也是蛋白質(zhì)生產(chǎn)的圖紙。要是一個RNA分子被破壞了,它指導(dǎo)生產(chǎn)的那個蛋白質(zhì)自然也就沒有了。而一個特定的重要蛋白質(zhì)沒有了,人體細(xì)胞的正常工作就會受到影響。這就是這一類藥物治療疾病的原理。
具體到inclisiran這個藥物,它專門針對一個叫作PCSK9的基因搞破壞。這是因為人們在1990年代發(fā)現(xiàn),有一些人的PCSK9基因天生就不能工作,但這些人不光身體健康,血脂還特別低。這個發(fā)現(xiàn)就啟發(fā)大家開發(fā)一個專門破壞PCSK9蛋白質(zhì)工作的藥物來降血脂。inclisiran就是這樣。
不光如此,在經(jīng)過化學(xué)修飾以后,inclisiran的效用還特別長,打一針管半年。這對于需要長期管理的高血脂患者來說,當(dāng)然是個好消息。
光說到這,好像這條消息還不夠刺激對吧?
別著急。在我看來,inclisiran的上市標(biāo)志著一個重要的歷史性時刻——RNA藥物的時代到來了。
傳統(tǒng)的人類藥物主要是各種小分子化學(xué)物質(zhì),比如阿斯匹林、二甲雙胍、布洛芬。它們一般是通過結(jié)合人體細(xì)胞中某一個或者幾個蛋白質(zhì)分子,關(guān)閉或者開啟它們的工作來起到治療疾病效果。
在上個世紀(jì)后半葉,分子生物學(xué)的革命為我們帶來了大分子藥物,特別是抗體藥物。這些藥物本質(zhì)上就是一個龐大的抗體分子,同樣能夠識別和結(jié)合人體細(xì)胞中的某一個蛋白質(zhì)并且影響它的功能,從而治療疾病。比如,治療乳腺癌的藥物赫賽汀(曲妥珠單抗)、癌癥免疫藥物可瑞達(dá)(帕博利珠單抗),都是這樣的藥物。
拿這次新冠來說,“人民的希望” 瑞德西韋就是小分子藥物,特朗普使用的來自美國再生元公司的雞尾酒藥物是抗體藥物。
但是,小分子藥物也好、抗體藥物也好,開發(fā)周期都非常長,動輒十幾年甚至幾十年,耗費(fèi)的資源也是極其驚人的,消耗十幾億美元都不算什么驚人的數(shù)字。因為這些藥物從篩選、設(shè)計到生產(chǎn)、人體測試,有大量的技術(shù)障礙需要克服,也有大量的未知因素會影響它們的安全性和藥效。往往一個成功藥物背后,有數(shù)以百計的失敗藥物墊底。
而所有這一切,最底層的原因都是:我們從原理上不知道怎么設(shè)計一個小分子或者抗體藥物,使其能夠?qū)R唤Y(jié)合我們想要干擾的蛋白質(zhì)分子。因此,藥物開發(fā)本質(zhì)上是一個有點(diǎn)玄學(xué)和運(yùn)氣色彩的工作。
但是,RNA藥物有可能徹底顛覆藥物研發(fā)的整個傳統(tǒng)邏輯。
RNA藥物的設(shè)計思想非常直接:人體里有哪個蛋白質(zhì)作怪讓人得病,或者有哪個蛋白質(zhì)只要消滅了就能治病,就針對哪個蛋白質(zhì)的RNA序列設(shè)計一個能和它互補(bǔ)結(jié)合的短RNA鏈條,注射到人體,就完事兒了。
在上個世紀(jì)的分子生物學(xué)革命以來,人類對RNA分子的特性掌握得不說面面俱到,至少也是七七八八了。而且,相比小分子藥物和抗體藥物,RNA分子本身的特性也特別簡單,無非就是四種堿基的排列組合。
也就是說,RNA藥物的設(shè)計思想和開發(fā)路線,要比之前的藥物開發(fā)簡單太多了,簡直是一種降維打擊。
這個道理我打個比方你就明白了。
傳統(tǒng)汽油車的開發(fā)是有很多玄學(xué)和歷史經(jīng)驗在里頭的,發(fā)動機(jī)什么尺寸什么材料,活塞設(shè)計成什么形狀,傳動齒輪怎么組合,都需要反復(fù)測試。一家新公司底子薄、積累少,想要超過歐美日本的老牌企業(yè)是非常難的。但到了電動車時代,所有經(jīng)驗都?xì)w零了。因為電動車的動力無非就是電池加上一個電動馬達(dá)而已,復(fù)雜度大大下降。這也是特斯拉能夠彎道超車成為汽車行業(yè)市值第一的企業(yè),國內(nèi)新勢力造車廠一夜之間紛紛崛起的根本原因。
RNA藥物就有這樣的潛力。
當(dāng)然,我也得強(qiáng)調(diào)一句,RNA藥物不是今年剛剛出現(xiàn)的。Alnylam這家公司之前已經(jīng)把三款RNA藥物推向市場了,inclisiran只能排第四。
但是,前三款藥物都是針對罕見遺傳疾病的。原因也不奇怪,RNA藥物本質(zhì)上可以看成是基因治療藥物,自然地,一個用途就是消滅出現(xiàn)了先天遺傳缺陷的蛋白質(zhì)分子,治療罕見遺傳病。inclisiran是有史以來第一款針對大眾疾病的RNA藥物。
未來,這條藥物開發(fā)路線的潛力幾乎是無窮無盡的。還是那句話,人體里哪個蛋白質(zhì)作怪讓人得病,或者哪個蛋白質(zhì)只要消滅了就能治病,就針對哪個蛋白質(zhì)的RNA序列設(shè)計一個能和它互補(bǔ)結(jié)合的短RNA鏈條,注射到人體,就完事兒了。
未來,人類藥物開發(fā)甚至有可能做到徹底個性化。
比如,一個人被診斷出了某種癌癥,通過基因測序發(fā)現(xiàn),這個病是他身體里某蛋白質(zhì)發(fā)生了基因突變導(dǎo)致的。那么醫(yī)生就可以直接在電腦上下單,訂購一款專門針對這個突變蛋白質(zhì)的RNA藥物,工廠合成出來打一針,患者的癌癥可能就迅速治好了。而且整個生產(chǎn)周期,即便在今天的技術(shù)水平下,也只需要一兩周時間就能完成。
2020年底,德國BioNTech公司和美國Moderna公司開發(fā)的兩款新冠病毒疫苗已經(jīng)在美歐各國正式獲批上市。
這兩款疫苗都是RNA疫苗,開發(fā)邏輯和inclisiran有點(diǎn)類似,主體也是一段由四種堿基組合而成的RNA鏈條。只是,inclisiran是干擾破壞細(xì)胞里原有的RNA、阻止蛋白質(zhì)合成的,而新冠疫苗的RNA則是進(jìn)入人體細(xì)胞,指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的。它們是參照新冠病毒的基因組序列設(shè)計出來的,可以在人體細(xì)胞里生產(chǎn)新冠病毒表面刺突蛋白的一部分,釋放到血液中,供人體免疫系統(tǒng)識別和捕捉,從而形成對新冠病毒的免疫記憶。
根據(jù)上面的討論,我想你現(xiàn)在也能理解,為什么在眾多疫苗開發(fā)路線中,RNA疫苗能夠率先撞線,而且可以保證每年十幾億劑的天量產(chǎn)能了。
相比傳統(tǒng)疫苗,RNA疫苗的設(shè)計開發(fā)步驟大大簡化,基本可以說,只要有病毒的基因組序列就可以開始疫苗設(shè)計。后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)也非常簡單,無非就是在實驗室里合成一段一段的RNA嘛。RNA疫苗還有一個巨大優(yōu)勢,就是如果病毒出現(xiàn)了重大變異,原來的疫苗失效,也可以迅速重新設(shè)計和生產(chǎn)。
當(dāng)然了,這是有史以來RNA疫苗第一次正式上市,并投入大規(guī)模應(yīng)用,確實還需要一些時間檢驗它的安全性和有效性。
但和我剛剛對inclisiran的評論類似,如果這次新冠RNA疫苗能夠取得成功,那它的意義將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過新冠肺炎這一種疾病。人類的整個疫苗開發(fā)體系,都將會有一次革命性的升級。
從這個角度說,國產(chǎn)新冠滅活疫苗上市的消息當(dāng)然非常值得我們高興,但是著眼于未來,RNA疫苗(也包括可能出現(xiàn)的DNA疫苗)這條技術(shù)路線是我們一定要努力去掌握的。
講完了前面兩個重量級的研究突破,還有個飯后甜點(diǎn)我想稍微聊一聊。
人類的很多生物學(xué)特征,比如身高、頭發(fā)顏色、智商高低、是不是內(nèi)向、甚至能不能上大學(xué)、會不會暴力犯罪、是不是容易得糖尿病,都在很大程度上受到基因差異的影響。
這個結(jié)論本身是很可靠的,科學(xué)家們通過分析同卵雙胞胎之間的異同,就可以推測個八九不離十。但真正困難的地方在于,有沒有可能找到具體是哪些基因差異,通過什么方式影響了什么人類特性。
要是這個問題能被回答,人類將真正進(jìn)入一個個性化時代。我們知道,現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)巨頭會根據(jù)你的瀏覽歷史、點(diǎn)擊記錄來給你做個性化推薦,要是把基因差異的信息也包括進(jìn)去,那算法也許還真能做到比你自己還懂你。
這個東西怎么研究呢?
一個比較常用的研究方法叫作 “全基因組關(guān)聯(lián)性分析”,簡稱GWAS。簡單來說,人和人之間的基因序列差異其實很小,大概只有整個基因組長度的0.5%,這部分差異分散在整個基因組超過1百萬個位置上。因此,如果我們能夠測定每個人在這些位置上的基因差異,然后收集每個人的生物學(xué)特征,兩套數(shù)據(jù)之間做一個關(guān)聯(lián)分析,就能知道哪些基因差異會在多大程度上影響什么人類特征。
這個邏輯說起來簡單,但真做起來有兩個技術(shù)障礙。
第一個障礙當(dāng)然是要采集足夠多人的基因差異信息。
這個問題現(xiàn)在已經(jīng)被比較好的解決了,特別是英國和美國的幾個機(jī)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)百萬人的人類基因差異檢測。
但第二個障礙解決起來要更困難一些,就是要針對這些人采集到足夠精確和詳細(xì)的特征。
有些特征是比較容易采集的,比如身高、體重、血型、疾病歷史等,數(shù)據(jù)庫里可能本來就有。有些特征定義起來簡單,發(fā)個問卷也就解決了,比如有沒有同性性行為、什么政治傾向、什么教育水平。但更多的指標(biāo)是模糊不清,需要重新定義才能開始計算的。比如,一個人到底是什么性格、長相如何、適合什么工作、適合什么配偶、抗風(fēng)險能力如何、喜歡看什么視頻、喜歡點(diǎn)什么外賣……所有這些都不是非黑即白、能用幾個字描述的,需要一個系統(tǒng)的方法加以分析和提取。
就在剛剛過去的這個月,有篇發(fā)表在《自然·遺傳學(xué)》上的論文做了一個特別有趣的示范 [4] 。來自美國賓州州立大學(xué)的科學(xué)家們用剛剛咱們說的思路,研究了人類長相的遺傳學(xué)。
他們的研究方法是很有普適性的。因為長相和剛才咱們說的復(fù)雜特征一樣,不是三言兩語就能描述清楚的,于是這些科學(xué)家就收集了來自美國和英國的8246個人的3D人臉圖像,每張臉都用7000多個點(diǎn)來描述。這樣一來,就把一張張生動的人臉簡化成了7000多個點(diǎn)的位置組合。
可想而知,這7000多個點(diǎn)的位置彼此之間是有聯(lián)系的。人臉不管再變,結(jié)構(gòu)上總是有一些基本規(guī)律的對吧?根據(jù)這些關(guān)聯(lián),科學(xué)家又把對人臉的描述簡化成了63個變量的組合。到這里,對人類相貌的評價就變成了一個純粹的數(shù)學(xué)問題。
之后,科學(xué)家們就把這8000多人的基因差異和他們的相貌差異對應(yīng)起來,研究哪些相貌差異是哪些基因差異決定的。他們還真找到了200多個這樣的基因差異,有的影響嘴角的弧度,有的影響額頭的形狀,有的影響鼻子挺不挺……
當(dāng)然,如果你非要問我這項研究有什么用,我覺得大概率也并沒有什么用。一個人的相貌大概率是基因決定的,這一點(diǎn)根本不奇怪。就算你知道哪些基因差異能夠如何影響相貌,也不可能用來整容,畢竟相貌是從小到大發(fā)育而成的,哪怕你現(xiàn)在做基因編輯也改不了了。
但是我覺得,這項研究為未來一定會到來的基因大數(shù)據(jù)時代做了一個很好的注腳。
利用基因差異研究人類疾病已經(jīng)是非常常規(guī)的操作了?,F(xiàn)在市場上大量的基因檢測產(chǎn)品,不管靠譜的還是不靠譜的,都是這么發(fā)展出來的。但是,利用基因差異研究正常人的復(fù)雜特性就做得比較少了。從相貌出發(fā),我想,更多的人類復(fù)雜特性都能被精確描述和研究。別忘了,互聯(lián)網(wǎng)平臺已經(jīng)掌握了很多人類的復(fù)雜行為特征,如果和現(xiàn)成的基因數(shù)據(jù)結(jié)合起來,也許突破是指日可待的。
注意,一旦這種研究有了重要發(fā)現(xiàn),天然就能和互聯(lián)網(wǎng)時代特別重視的精準(zhǔn)投放、千人千面、個性化推薦結(jié)合起來。
這個情景,仔細(xì)想想還是有點(diǎn)可怕的。也許有一天,互聯(lián)網(wǎng)平臺掌握了一個人的基因信息和一個人的行為習(xí)慣信息,兩相比較和結(jié)合之后,就能對一個人的性格、行為、愛好、習(xí)慣、健康情況、教育水平做出無比精準(zhǔn)的推斷,然后為他推送最有針對性的廣告、產(chǎn)品和服務(wù)。而且,方式和時機(jī)還能選得恰到好處,讓你根本無法抗拒。
我覺得,這一天的到來大概是無可避免的。畢竟今天我們已經(jīng)在通過上交我們的行為數(shù)據(jù),換取精準(zhǔn)便利的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。如果上交基因數(shù)據(jù)能進(jìn)一步提高服務(wù)質(zhì)量,大多數(shù)人大概不會抗拒。
但是,考慮到基因數(shù)據(jù)對每個人來說都是唯一的、不可改變的、無法消除的,基因數(shù)據(jù)未來將會怎樣處理,如何監(jiān)管,也會更加謹(jǐn)慎。
我想,在這一天到來之前,人類應(yīng)該有足夠的智慧發(fā)展出一整套系統(tǒng)來處理互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)所有權(quán)、使用權(quán)、隱私權(quán)和利益分配問題??紤]到基因科學(xué)的快速發(fā)展,這套機(jī)制的研究大概還需要更快一點(diǎn)、更有前瞻性一點(diǎn)才好。
好,這就是本月的巡山報告。一個月后,我繼續(xù)為你巡山。在這里,也祝所有巡山報告的讀者們新年快樂!
參考資料
[1]https://science.sciencemag.org/content/369/6511/eabc5534
[2]https://science.sciencemag.org/content/369/6511/1626
[3]https://www.tctmd.com/news/inclisiran-approved-europe-lowering-ldl-cholesterol
[4]https://www.nature.com/articles/s41588-020-00741-7
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