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道格·梅尔顿:跨越界限

道格·梅尔顿的糖尿病研究旨在利用干细胞在胰腺中生产胰岛素,为更好地管理糖尿病带来了希望。

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道格·梅尔顿 出生:1953年9月26日 母亲:贝蒂·梅尔顿,法庭记者 父亲:A·梅尔顿,杂货店经理 博士论文:两栖动物卵母细胞基因注射

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在一个春日,我坐在道格·梅尔顿哈佛大学的办公室里,看着他办公桌上照片中孩子们的脸庞。山姆现在14岁,留着短发,带着一丝笨拙的微笑;艾玛留着长长的黑发,眼神严肃。艾玛是一名大学新生,她曾经在一篇论文中写道,她想像父亲一样成为一名胚胎学家。“我也对成为国会议员并以这种方式请愿寻求治愈感兴趣,”她写道。她的父亲说:“我只希望她有机会。”

山姆和艾玛体内都有一个免疫系统,这个系统破坏了胰腺中负责产生胰岛素的细胞,这些细胞被称为胰岛细胞。胰岛素是一种酶,帮助将血液中的糖分输送到细胞中作为燃料使用。没有它,糖分就会像汽油箱中的糖一样堵塞血管,导致未经治疗的糖尿病患者休克甚至死亡。今天,大多数糖尿病患者通过频繁注射合成胰岛素得以存活,但血糖和注射胰岛素之间的平衡是一个粗略的计算。糖尿病患者每天接受的胰岛素要么过多要么过少,这会导致器官和肌肉受损。对于梅尔顿的孩子来说,这种失衡很可能是一种过早的死亡判决,除非他们的父亲能够为糖尿病患者的胰腺细胞找到一个干细胞修复方案,而这些细胞却莫名其妙地受到身体免疫系统的攻击。

梅尔顿像普罗米修斯般决心将胚胎学的“火种”赋予他的孩子们,这一点从他办公室的平面图上可见一斑。与这里和其他顶尖机构大多数资深科学教授的办公室(可能像公司全球总部一样)不同,梅尔顿的住处不起眼。当我与他坐在他办公桌旁的一张小桌子旁时,很明显他更愿意待在哪里——他相邻的个人实验室,这对于一位明星科学家来说也很不寻常。“我不想浪费任何时间,”他说。

梅尔顿的决心和谦逊真诚立即显现。他拥有生物学和哲学双学士学位,以及分子生物学博士学位,他似乎最喜欢的是充满激情、滔滔不绝的辩论。

但他的论点有时令人惊讶。例如,他会思考——他向我保证这只是一个智力难题,他绝不会真的去做——如果科学家将人类干细胞注射到猴子胚胎中会发生什么?会生长出什么?一颗人心脏,一个人类大脑,一个脚趾?“那,”他说,“是一种我发现比那些关于生命何时开始的似是而非的争论有趣一百万倍的新生物学。”

我提出这样的实验对许多人来说可能显得很怪异。他同意,但认为有一天这会变得正常。“曾几何时,外科手术是不正常的,”他说,当时它被认为是侵犯身体这个神圣灵魂容器的行为。他对什么被认为是正常或异常很感兴趣。像许多科学家一样,他喜欢生活在可能性边缘的空间里。

道格·梅尔顿在芝加哥南区长大。他的父亲管理一家杂货店,母亲是一名法庭记者。他说他大部分时间都在打网球和篮球,并试图避开他种族关系紧张的高中里的暴力和冲突。“我上了一所相当困难的高中,”他说。“那是在马丁·路德·金被杀之后。”

在伊利诺伊大学,梅尔顿发现了生物学。“我生命中第一次觉得自己属于一个知识分子世界,”他说。他表现出色,赢得了马歇尔奖学金,前往英国剑桥大学学习,并在三一学院获得了历史与科学哲学第二学士学位。他继续留在剑桥攻读分子生物学博士学位,师从传奇遗传学家约翰·格登,格登在1950年代和1960年代的突破是1997年克隆多利羊的格登学生伊恩·维尔穆特所做实验的关键。

剑桥毕业后,梅尔顿来到哈佛,投身于发育生物学,致力于编目被称为形态发生素的生长因子蛋白,这些蛋白控制器官的发育。在一次实验中,梅尔顿的一位博士后阿里·赫马蒂-布里瓦卢在蛙卵受精后不久敲除了生长因子活化素。结果令人惊讶:胚胎失败了。仔细检查后,赫马蒂-布里瓦卢意识到活化素的缺乏阻止了中胚层的发育,中胚层是胚胎中最终发育成肌肉、骨骼和结缔组织的组织层。几乎所有停滞胚胎中的细胞都变成了脑细胞,仅仅是因为一个单一的蛋白质被阻断了。

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“多年来我研究了受精后对细胞决定发育方向很重要的事件,”梅尔顿说。“我们研究的领域之一是一个叫做局部信使RNA的过程。如果你把卵子想象成一个均匀的球体,你把信使RNA放在卵子的一端,当你把球体切开时,只有那一端的细胞会得到这些信息。这是一种使卵子一端不同于另一端的方法。”

“通过类似的研究,我们能够展示胚胎的主要所谓胚层是如何形成的——外胚层、中胚层和内胚层。许多人对我们提出的假设感兴趣,现在这个假设似乎得到了更多的实验支持:神经系统是通过一种默认机制形成的。这是胚胎最容易形成的部分。这有点令人惊讶,因为神经生物学家希望相信神经元是最高级、最复杂的细胞类型。”

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1991年的一天晚上,梅尔顿6个月大的儿子山姆开始呕吐。看似病毒的病情越来越糟。当山姆变得虚弱无力时,梅尔顿和他的妻子盖尔把孩子紧急送往波士顿儿童医院的急诊室。山姆差点死去,直到医生最终意识到他患有糖尿病,他是儿童医院有史以来诊断出这种疾病的最年轻的人。山姆康复了,但他的疾病让梅尔顿一家陷入了让一个婴儿糖尿病患者活下来的艰巨治疗方案中——每隔几个小时进行一次血糖检测,严格控制饮食,每天最多注射五次胰岛素。

“当时我就在场,”梅尔顿的前博士后赫马蒂-布里瓦卢在史蒂芬·S·霍尔的著作《不朽的商人》中告诉作者,“我们经历了一个非常可怕的时期。”梅尔顿在家休假了几个星期,直到山姆看起来脱离了即时危险。然后他回到实验室,向他的团队做了一次充满情感的演讲。他说他将继续在实验室工作,但会专注于为他的儿子和其他像他一样的人寻找治疗方法。梅尔顿开始研究干细胞如何转变为健康的或不健康的胰岛细胞。后来,梅尔顿的女儿在14岁时被诊断出患有糖尿病。

看看关于科学的文献,”他说,“玛丽·雪莱的《弗兰肯斯坦》有什么意义?为什么《弗兰肯斯坦》被认为是一本重要的书?在我看来,因为它探讨了人类存在的本质。”

“所以这与胚胎干细胞以及为什么全国对它们的来源如此兴奋有关。这个问题我不得不深入研究了很多。谈论各种宗教观点,为什么应该隔离胚胎干细胞,为什么不应该,以及是否应该允许克隆,这会花费太长时间。”

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我问他是否写过这方面的东西。

“没有,但我经常需要在公共场合谈论它,比如和天主教神父以及哈佛大学的监事会。所以我实际上对各种宗教观点做了很多自我教育。我真的不想深入探讨,原因是我不认为它从根本上来说很有趣。它主要与试图给生命何时开始贴上标签这种微不足道的担忧有关。我认为真正深刻有趣的是嵌合体问题。所以请容我花一分钟谈谈我认为人类胚胎干细胞开启大门的几个非常宽泛的主题。”

他转向充满激情的哲学家,我点点头。

“至少可以说,我们的政府在两个行为领域投入了巨额资金。两者都间接地努力解决最终产品的表型更多是先天还是后天造成的问题。其中之一是公共教育。这个想法,我认为是值得称赞的,即每个人都有平等的潜力,在给予平等机会的情况下会产生结果。另一个与犯罪行为有关。我今天早上在新闻上听到,现在美国有200万人被监禁,这是有史以来的第一次。”

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梅尔顿补充说:“在米歇尔·福柯的著作《疯癫与文明》中,他说衡量一个社会的方式之一就是把它当作一面镜子来照。你对一个社会的反映了解更多,不是通过谈论他们的国王和王后以及中产阶级,而是通过谈论社会害怕谁。所以如果你接受这一点,政府花费大量的金钱,间接地通过监禁人们来解决这个先天与后天的问题。那么,这是我们的基因型在驱动,还是我们的环境在驱动?”

“现在,请耐心听我讲两个实验,这些实验将为我所说提供确凿的数据。我并不是说这会回答问题。我只是说它将提供硬性、事实性的信息,这些信息将很有用。第一个是关于出生时被分开的人类同卵双胞胎的研究。我发现这很吸引人,主要是因为它表明基因比你想象的要重要得多。现在我们来做一个实验,我们克隆动物,这样我们就有双胞胎,基因完全相同的个体。然后我们找一种行为有趣的动物。很难说大猩猩和/或黑猩猩没有与人类非常相似的行为。”

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“所以这就是我希望我的实验所做的——克隆大猩猩或黑猩猩。现在我们有行为测试,我实际上不在乎测试是什么。在同卵双胞胎研究中,他们问的是‘你最喜欢的颜色是什么?’这是一个非常有趣的问题,因为它如此毫无意义和愚蠢,然而同卵双胞胎在这个问题上竟然有80%的相关系数,尽管他们出生时就被分开了,我发现这很吸引人。所以我们拿大猩猩来说。它们更喜欢吃什么,香蕉还是芒果?”

“所以你从中得到的结果是数字,关于行为在多大程度上被基因改变的硬数据。现在来看更有趣的实验。我们取一个人类胚胎干细胞,然后将其注射到猴子的囊胚中 [新形成的胚胎中的前130个左右的细胞]。现在你知道,如果你取一个小鼠胚胎干细胞,比如说,被标记了,所以所有发育的细胞都会是蓝色,然后你把它注射到小鼠囊胚中,你会得到一个嵌合体。所以它可能有一个蓝色的肝脏和一些蓝色的肌肉细胞。”

“现在我们用人类胚胎干细胞对猴子做这个实验。这与克隆不同。我们有意地尝试制造一个嵌合体——100个嵌合体。现在我们要检查它们的身体,我们要看看人类胚胎干细胞制造了身体的哪些部分。现在会有一只猴子,它唯一人类的部分是大脚趾。这完全无趣;没有人会争论这个。没有人会说这是一个不应该做的实验。然后我们会有一只带有心脏的猴子。三个世纪前,如果我们发现一只猴子的心脏是人类的,人们会吓坏了,因为灵魂的所在地是心脏。现在没有人真的这么认为。”

我开始怀疑他会把这个想法推进到何种程度,考虑到今天的伦理,这已经接近弗兰肯斯坦的领域。他向我保证他并没有真正实施这个实验的计划。

“但大脑是不同的,”他说。“如今,如果我们要被迫选择一个承载灵魂的身体部位,我们会说它与我们的心智相连,而心智又与我们的大脑相连。这又回到了什么是自然的概念。所以现在我们有100只猴子,其中一只的蓝色大脚趾是人类的,另一只拥有人类心脏。但现在实验的有趣之处在于,我们可以制造嵌合体,它们拥有我们人类大脑的不同部分和猴子大脑的不同部分。”

“我们可能会问的第一个问题是:猴子的哪个部分必须是人类的才能拥有语言能力?我发现这真的很有趣,就像电影《人猿星球》里那样,走进哈佛的实验室,有一只猴子对你说‘你好’。这会让你立刻思考:这只猴子在想什么?所以你首先想知道的是,这只是模仿吗,就像鹦鹉一样?这又回到了维特根斯坦,他谈到了语言与思想之间的关系。所以你问我什么让我兴奋?就是这个。”

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他停顿了一下,我告诉他这会让我感到毛骨悚然:“一只拥有人类大脑并有意识的猴子;那将是一个可怕的怪物。”

“我并不是说这个嵌合体会有与人类相当的智力。”

“但你怎么知道它不会呢?”

“这是一个有趣的问题;我发现这种情况发生的可能性极小。我不认为会发生。大脑中只会有人类的一部分。”

“听起来还是很危险,”我说。

“我们认为的‘自然’很大程度上是时间的函数。自然分娩,自然受孕,自然,自然,自然。现在让我告诉你两件事。第一,我发现人们不够自问的是:如果一切都应该控制人类的干预,为什么人们还要服用抗生素?”

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“让我解释一个技巧,一种关于自然受孕的哲学家游戏。如果你看看大多数国家提出的立法,他们必须排除制造基因相同个体作为禁止克隆的理由,因为双胞胎的存在。如果你不这样做,你就必须杀死两个双胞胎中的一个。所以他们剩下的理由是医学上不安全,这绝对是真的。我向你指出,这个理由实际上是对做某件事而不知道后果的恐惧的替代,我的意思是他们害怕。这是我的难题。现在,在自然分娩中,所有自然受精事件的某个百分比最终都会出现我们称之为有病或异常的情况。所以如果你去马萨诸塞州总医院,对于所有儿童中的某个小百分比,孩子都有心脏缺陷问题。所以现在让我们展望未来:从现在起快进两代人,我将断言,通过医学进步,通过核移植克隆(一个孩子)将比自然分娩更安全——克隆胚胎的缺陷率,我们称之为,将低于1%。”

“我不是说这真的会发生,或者应该发生,但假设20年后。假设失败率低于你我所称的自然出生率。这里的难题是:政府是否有理由告诉民众,你们不能再通过你我所称的自然分娩来生育孩子,因为缺陷的可能性高于克隆?”

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“还有一点,这在我和天主教会的讨论中也提到了:有一种叫做自然流产的情况——生物学通过不让受精卵着床来清除受精事件。”

“你的意思是自然流产,或者说小产。”

“是的。我很难找到确切的数字,因为书籍似乎给出了不同的数字,但人们普遍同意一个出人意料的高数字。如果你取100个受精卵,假设只有20%会着床并形成婴儿。在受精事件中,大部分都失败了。如果这是真的,天主教会面临一个他们未能正视的重大问题,即生命始于受精。假设有1000万对天主教夫妇试图为他们的家庭生孩子。这意味着有成千上万的受精卵没有导致婴儿的出生,这在天主教会为所有这些受精卵举行葬礼方面提出了一个问题。当我指出这一点时,他们发现这是一个他们不知道如何回答的难题。一个答案是这是上帝的旨意,这很好,但这会让你陷入一个真正复杂的问题:那么像我这样想研究人类胚胎干细胞的人,难道不是上帝的旨意吗?”

后来,在电话中,我问梅尔顿是否有任何他能想象的情况会简单地导致他停止干细胞实验。

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“我发现生活在一个如此害怕未知而不敢尝试新事物的社会是无趣的。我会考虑危险,因为我还没有充分考虑过。我应该思考为什么不应该做那个实验。”


改编自戴维·尤因·邓肯的《与我的DNA打篮球的遗传学家……以及生物技术前沿的其他杰出人物》,该书将于2005年5月由威廉·莫罗出版。版权所有©2005年戴维·尤因·邓肯。保留所有权利。

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