乔治·丘奇的生活被一种独特的执着所定义。他想打开地球上每一个人的细胞机器,并读取他们的基因蓝图。
丘奇身材高瘦,留着和头发一样蓬松巨大的白色胡子,看起来就像他在霍格沃茨和哈佛医学院一样自在。他在哈佛医学院担任遗传学教授已有三十多年。他的项目似乎也同样神奇。丘奇探索过从逆转衰老到复活猛犸象的一切,他曾协助启动了革命性的“人类基因组计划”(HGP),该计划完成了人类 DNA 的完整测序。
但另一个他从未停止追求的目标——可能拥有改变我们星球生命的最巨大潜力。自从他参与“人类基因组计划”以来,他一直在努力测序我们其余的人。他想利用这些信息来影响我们选择伴侣的方式。
从父母到子女
任何生物的蓝图都可以在该生物的 DNA 中找到。这些链状结构浓缩成称为染色体的包裹;人类有 23 对。在受孕的那一刻,胚胎会从每个父母那里各获得一份副本——包括数万个基因。
通常,控制特定性状的基因要么是显性基因,要么是隐性基因。显性基因会压制隐性基因。所以,一个同时获得显性基因和隐性基因的孩子的性状将由显性基因决定。
我们大多数人在 DNA 中都携带各种疾病的隐性基因。我们可以一生健康地生活,因为我们也有一个健康的显性基因副本。但是,当两个都携带基因缺陷副本的父母生孩子时,他们的后代就有可能获得该基因的两个缺陷副本。在全球范围内,大约有 5% 的孩子患有由单个基因引起的严重出生缺陷。
然而,如果每个人都进行基因组测序——并利用它来选择伴侣——我们就能改变这一切。丘奇估计,这项努力将有效终结大约 7,000 种遗传性疾病,从镰状细胞贫血症到囊性纤维化。他表示,如果充分发挥其潜力,每年可以挽救 5000 万人的生命。这就是丘奇的目标。
更新: 2019 年 12 月,丘奇宣布推出一款名为 Digid8 的约会应用程序,旨在实现这一目标。他在接受《MIT Technology Review》采访时声称,该应用程序将作为其他约会应用程序的后台运行,阻止携带相同隐性基因的人相遇并生育子女。
他将基因组测序比作 20 世纪 90 年代初期的互联网。当然,它当时已经存在,但人们不知道如何使用它。它的颠覆性潜力多年来一直被隐藏起来,等待着被释放。
丘奇的梦想曾被几件事阻碍。直到最近,全基因组测序的成本仍然过高,而且足够多的人不愿意进行测序——要么是因为他们看不到其价值,要么是出于隐私担忧。丘奇和其他人已经基本解决了第一个问题。现在,他确信他找到了另一个问题的解决方案。
阿尔塔峰会
1984 年 12 月,连续五天,暴风雪袭击了位于盐湖城郊外瓦萨奇山脉的阿尔塔滑雪场。在滑雪间隙,世界顶尖的遗传学家们聚集在小屋里进行头脑风暴。美国政府邀请他们来检测原子弹爆炸幸存者及其子女的基因突变。他们的共识是:技术尚未成熟,但可以实现。随着大雪封锁的科学家们深入讨论,他们无意中开启了历史上最大、最昂贵的科研项目之一:“人类基因组计划”。
丘奇是这些讨论的核心。他 1984 年在哈佛大学撰写的关于基因组测序技术的博士论文,已经为后来耗资 30 亿美元的项目奠定了一些基础。但是,当第一个人类基因组序列最终于 2003 年发表时,在丘奇看来,这仅仅是开始。
在此后的多年里,他担任了数十个科学项目和生物技术公司的顾问或联合创始人。它们的共同点是:将基因组测序推向主流。
随着 2005 年“个人基因组计划”(Personal Genome Project)的启动,丘奇的研究团队着手建立一个来自志愿者的庞大基因组数据库——到目前为止,他们已经收集了 10,000 个基因组。他还一直在与基因检测公司 23andMe 合作,早在其 2006 年推出之前就开始了。此外,他还创立了 Veritas Genetics,该公司已将全基因组测序加分析的成本降低到 1,000 美元以下。“我们的成本降低了大约一千万倍,”丘奇说。他预计,在未来几年,技术进步将使成本再降低一个数量级。
但在此过程中,他发现降低成本不足以实现他测序人类基因组的目标。“我意识到,即使成本为零,很多人也不会进行基因组测序,”丘奇说。
他表示,部分原因在于人们担心自己的基因隐私。2018 年,哈里斯民意调查的一项调查发现,大约一半的美国人“非常”或“非常担心”其医疗保健数据的安全性。这种担忧大多与医疗数据泄露和身份盗窃有关。像 23andMe(丘奇仍然是其顾问)这样的服务也因出售客户的基因数据而引发争议。
另一部分原因是简单的冷漠。“大多数人不在乎,”丘奇说。“你需要激励他们。”
他希望他最新的努力,一家名为 Nebula Genomics 的公司,能够解决所有这些问题。
Nebula 的目标是为人们提供基因组测序的费用,并利用加密技术来确保健康记录交易完全匿名。作为额外的激励,用户可以选择将他们的数据(在去除身份信息后)出租给研究人员和制药公司。
但是基因组测序需要资金。为此,丘奇一直在(主要是比喻意义上)奔走相告,向美国所有医疗保险高管推销他的想法。
他的推销是这样的:全球有 5% 的儿童患有由单个基因引起的严重出生缺陷。这些疾病对家庭来说可能是悲惨的,并且每名儿童可能要花费保险公司数百万元。然而,如果医疗服务提供者愿意为他们的患者支付全基因组测序的费用,他们就可以避免这些成本。然后,参与者将从其医疗服务提供者那里获得免费的遗传咨询。
由此产生的节省可以再投资:只需 100 万美元就可以测序数千名未来父母的基因组,从而节省更多的金钱和生命。
截至目前,还没有保险公司采纳。但丘奇对 Nebula 节省他们成本的潜力持乐观态度。“它会很快呈指数级增长,”他说。
丘奇也有应对那些担心反乌托邦未来的人的答案。他指出,在一些社区,人们已经利用基因数据来决定爱谁和嫁给谁。
媒人,媒人
对于一个犹太社群来说,基因匹配已经是婚姻的一部分。几十年前,患有 泰-萨克斯病 的婴儿比例约为每 3600 名出生在正统犹太阿什肯纳兹犹太父母的孩子中就有一名。这是一种罕见的隐性遗传疾病,在婴儿出生几个月后出现。这种疾病会逐渐杀死神经细胞,直到婴儿无法爬行甚至翻身。最终,孩子会死亡。
这种情况促使科学家和社区成员想出了一个计划。高中生们进行 DNA 测序。他们被分配一个号码,但不会被告知他们是否是该疾病的携带者。当一对情侣准备结婚时,他们将号码发送给宗教官员,由官员进行比对。如果双方都不是基因携带者,或者只有一方是,他们就会被告知他们很可能是健康的匹配。但如果双方都携带泰-萨克斯病的基因,这对夫妇就会被告知,并获得有关他们选择的遗传咨询。每年有数千对阿什肯纳兹犹太夫妇经历这个过程,其中超过 4,500 对因此决定不结婚。这已经帮助显著减少了泰-萨克斯病的病例。
丘奇设想将这个项目推广到世界各地的情侣。现有的社交媒体和在线约会网站可以进行修改,以便在人口规模上实施这种基因匹配——适用于所有疾病。
在丘奇的设想中,这些服务将增加一个基因筛选器。如果一个匹配可能导致后代患有致命疾病,你就不会被显示这个人。为了确保被筛选掉的人的隐私,也会随机移除几个人。
仅仅因为一个算法决定你可能不适合,就放弃爱情——就像阿什肯纳兹模式一样——对一些人来说可能有点难以接受。但这不一定是这种系统最终会走向的方向。
“我不认为人们会那样做,”斯坦福大学生物伦理学家汉克·格里利说,他专攻遗传学的法律和伦理问题。他说,从一个紧密的社群推广到美国其他地区是愚蠢的。“这是一个与国家其他地区截然不同的文化,”他说。
相反,他认为,如果人们进行了基因组测序,他们可能会利用这些信息来评估他们生育患有遗传性疾病的孩子的风险。然后,他们可能会决定冒险、收养、不生育,或者使用经过预先筛选的、植入的胚胎。
格里利还淡化了另一个普遍的担忧。他说,人们几乎不可能仅仅利用他们的基因组序列来制造“设计师婴儿”。这是因为大多数性状,如身高、智力甚至眼色,都涉及大量的基因,其中许多基因是未知的。相比之下,许多遗传性疾病仅由一个基因引起。
至于来自雇主和保险公司的歧视,丘奇寄希望于《2008 年基因信息非歧视法》。这项法律使美国的基因歧视非法化,尽管它不涵盖一些服务,如人寿保险。
丘奇说,没有保险公司会接触到关于病人基因数据的歧视性信息。但他补充说,保险公司甚至患者不一定需要看到基因组才能受益。软件可以为家庭规划充当媒人,提醒夫妇注意问题,并降低遗传性疾病的发病率。
此外,格里利表示,他并不真正担心人们会获取他的基因组数据,尽管他怀疑 Nebula——或任何其他公司——都能保证他们的数据库不会被黑客攻击。“我更担心的是我的信用卡账单和谷歌搜索历史,”他说。“那些比我的基因更能说明我本人和我的生活。”
最终,格里利认为最大的担忧可能是让每个人都在生活中都考虑自己的遗传命运。了解自己患上某种疾病的倾向,你也许能够采取预防措施。但对于许多疾病,并没有治愈方法。“你真的想知道所有这些信息吗?”他问道。
Eric Betz 是《Discover》杂志的数字编辑。他在 Twitter 上:@ericbetz。本文最初以“Love, Genetically”的标题刊登在纸媒上。

本文是《Discover》新系列“生育的未来”(The Future of Fertility)的一部分,该系列探索生殖领域的前沿。
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