記憶、意識和思考是人類腦裡千億個細胞的綜合表現,愛恨情仇亦復如此,這是科學界的最大挑戰了。
家兄昏迷未醒,一輛疾駛的大貨卡煞車不及造成連環車禍,直升機將眾多傷者送到南加州大學醫院。我嫂子緊執他的手聲聲呼喚,五天過去了,他仍沒睜眼回應。巨大的撞擊導致顱內出血,眾醫師無以預言受傷的腦神經何時能成功重整,復原之途有多遙遠?什麼藥物能幫助他?有精細手術能重建神經網絡嗎?這些都是令醫學界困窘的問題。
我著急的老母聽了鄰居建議,急赴玉皇三太子廟。廟祝起乩到洛杉磯尋靈,一個多小時後回覆說已將魂魄與身軀合一,復原有望。我嫂子也誠請藏傳高僧開示,得允神助,她更堅定的期盼未來的鶼鰈。
我則呆坐桌前,盯著海口蟲的模型看,這是大陸中科院陳均遠和我的得意發現。我們說海口蟲有脊索和膨大的腦子,牠是脊椎動物的前身,是人類在5億3000萬年前的遠祖,再進一步的演化就是長出頭骨來保護腦子了。現今我們有了複雜的腦和堅實的頭顱,但顯然仍不足以應對現代生活,醫院裡多的是因車禍而傷腦的病例。我們追求高速的便捷和樂趣,但緊急煞車常伴隨著失控的翻覆,多少人間悲哀源於此啊!這期《科學人》對此議題有個建議,〈你該換車囉!〉說新近出廠的車都已被要求加裝多項安全系統,新科技會大幅降低飛馳的風險。
腦科學是個時髦的領域,我的同事江安世有獨到的成就,他要拼出果蠅腦的神經網絡,這個企圖和成果引起了華生的關注,他將親自來看果蠅腦的立體圖像。40年前家兄和我共讀華生的《雙螺旋》,那崇敬之情難以忘懷,他應該是仍健在的最偉大科學家了。華生來訪是清華園的大盛事,生命科學院的演講廳將以他為名,校園裡礙眼的工程也被勒令限時完工。《科學人》當然要來篇專訪和小傳,3月12日晚上曾志朗和我與在冷泉港的華生視訊訪談,當連線成功、華生現身時,大夥興奮的鼓掌,我們的行徑和演唱會忘情的年輕歌迷無異了。華生被稱為誠實的吉姆,他從DNA結構、基因功能、癌症到腦神經娓娓道來,不時蹦出「胡說八道」和「一派胡言」的評語,真是直言不諱。他也清楚的說:我們真的不知道腦裡面有什麼。
記憶、意識和思考是人類腦裡千億個細胞的綜合表現,愛恨情仇亦復如此,這是科學界的最大挑戰了。
曾志朗、李家維專訪DNA雙螺旋發現者華生
您發起的人類基因組計畫(Human Genome Project)也在2003年完成。您認為這些年來,這兩項成就對生物界、醫學界以及其他領域,產生了哪些影響?
【翻譯/柳源源;整理/龐中培】
李家維(以下簡稱「李」):能夠訪問您,機會難得。從您發現DNA雙螺旋的結構,到現在已經有50年了。您發起的人類基因組計畫(Human Genome Project)也在2003年完成。您認為這些年來,這兩項成就對生物界、醫學界以及其他領域,產生了哪些影響?
華生:當初展開人類基因組計畫是順理成章的,而面對的問題是有沒有可行的技術,還有成本是否合理。當時有人反對,主要是擔心成本太高,也擔心無法在時限之內完成。而計畫結束後,馬上就產生重大的影響。不過倒是沒有人預見到個人基因組定序的成本會降得這麼快。用傳統技術定序一個人的基因組,可能要花2000萬美元;用第二代技術定序,可能要花100萬美元,這是三年前的價格。今天有人說,只要5000美元就可以了,價格下降的速度不可思議,現在任何人都可以把自己的基因組拿去定序。
我們的首要目標,是將人類癌症相關基因的序列完整定出來,再和正常細胞的基因比較,看哪些遺傳突變會導致癌症,然後在治療前就找出問題。不過我希望在未來10年間,重心能夠轉向精神疾病遺傳學。病患在服藥前要先驗過DNA,看問題出在哪裡,然後對症下藥。精神疾病遺傳學比癌症困難,過去40年來,有很多很傑出的癌症研究成果,所以我們知道該看什麼東西,但是精神疾病遺傳學研究仍處於初期階段。
李:身為第二個完成個人基因組定序的人,基因組序列也公佈給各界使用,您曾擔心過會有風險嗎險?
華生:我當時不確定自己是否能夠接受自己可能會罹患阿茲海默症的事實(編按:華生的祖父有阿茲海默症)。當然,我並不希望公開這類資訊,不過當時我們並不知道如何詮釋和阿茲海默症有關的資料。然而現在有了美國杜克大學的羅斯(Allen Rose)所進行的研究(編按:發現載脂蛋白apo E4與阿茲海默症有密切的關係),我們比較知道基因組中哪些部位的DNA會讓我們較易罹患遲發性阿茲海默症,並進行較為精準的預測。
我79歲那一年,碰到一個很想拿自己的基因組去定序的人,他大概20來歲。我警告他,結果出來了以後不要自己看,要找別人看,然後告訴自己哪些訊息是有用的,但定序的結果不一定能指出你有哪些缺陷。20幾歲的人會覺得讓別人知道這些資訊無所謂。不過,和大眾分享我所知的一切,對我來說是很有用的。因為人們看了我的資料後,會寫信給我。例如有人看了我的細胞色素P450基因的序列結果,就推論說會如何如何。
累積並且正確利用遺傳資料
總之,我們必須透過嘗試錯誤,摸索應該如何使用基因資料。當然,這必須先取得個人的同意。問題是有些人並不了解這類資料的本質,他們說這樣的同意不算「知情下的同意」。不過,我的狀況應該算知情下的同意,因為我知道我在做什麼。我認為你需要一個中間人來幫助你解讀遺傳資料,也許是你的家庭醫師,一個了解你、關心你的醫師。總比一個從沒見過你的人看了你的資料後就治療來得好。所以解毒遺傳資料的中間人,大多數應該是醫師,將來可能要包括心理醫師。他看了你的資料後會說「你是個暴躁的愛爾蘭人」、「你脾氣很大」,諸如此類的話。
但是資料太多也不好,曾經有人過度解讀我的DNA,說我的細胞色素P450的變異型式讓我天生愛冒險,會冒別人不敢冒的險。有時候的確是這樣,但是就整體而言,我並不喜歡冒險,我傾向用知識為基礎來評估,所以我從來不賭博。現在回去看當年在英國劍橋研究DNA結構,是很冒險的。當初我認為成功的機率只有10%,但是通常我要求最少要有30%,不過我約略知道要怎麼去找到答案。如果沒有任何科學基礎,這是很難的。
現在我比一般人樂觀,可以冒更多的險。我能說這樣的話,不只是懷抱希望,同時因為我還擁有知識。我對癌症很清楚,我們都想研究自己的敵手。上戰場時,你會想知道怎樣做才能打勝仗,如果你不知道,就不該上戰場。
李:目前已經有1000多個物種的基因組完成定序,還有5000多個正在進行,您認為需要做更多的基因組定序嗎?
華生:我幾乎一直在從事癌症基因的定序工作,這個問題對我而言,不是該不該做,而是有沒有錢去做。現在定序的成本下降,和一般醫藥費比起來,相當低廉。做是可以做了,但問題是如何詮釋結果。
我們正在整理資料,也許三年之後我們會對疾病瞭若指掌。如果你是在一年前問我,我會說這得花10年,但是現在費用降低了,儀器也增加了,所以研究的速度會越來越快。
李:您認為目前科學家面對最重要、最令人振奮的問題是什麼?
華生:我想對多數人來說,應該是健康。很多疾病都與遺傳有關,特別是癌症和精神疾病。我今年已經82歲了,當然很重視健康。這是為了自己,也是為別人。
我也可以想到一些更大的問題。很多人會把失敗歸咎於做了錯誤的決定,或是說千金難買早知道。人們常常認為成功和失敗都是自己行為的後果,但現在我們發現,成功常常和基因有關。我們有義務照顧先天遺傳有缺陷的人。在美國,很多無家可歸的中年人是精神分裂症患者,他們有病,但是有些人覺得他們只是懶惰,不願意照顧自己。我們該照顧這些精神有問題的人嗎?我們對他們該有什麼期待?
有多少人因為基因好而成功?又有多少人因為基因不好而無法成功?我們必須取得這些資料,並思考如何運用。有些人因為自私,拒絕面對這些事實,也有人認為這都要怪罪個人。我有一個兒子罹患精神分裂症,所以這是很個人的議題。父母照顧小孩,天經地義,但是萬一和你非親非故的人需要幫助呢?你會伸出援手嗎?我認為這是個很重要的問題。
我們常說人都是一樣的,好迴避這個問題,但是從遺傳上看來,人生下來就都不一樣。當年蘇俄的共產主義者拒絕接受遺傳學,因為他們想把一切怪罪於社會以及邪惡的資本主義者,說窮人的苦難都是有錢人造成的。這根本就是胡說八道,幫不了任何人,也改變不了事實。
我們現在必須面對現實,有些人必然會不滿,有些人只想一味怪罪有錢人,不願承認自己的失敗與先天不足有關。我想基因資料累積的速度會比我預期的快,也許這是我們子孫輩要去擔心的問題,但目前我們要關心的是自己。
曾志朗(以下簡稱「曾」):這50年來,許多研究都集中在雙螺旋結構相關的領域上,DNA定序成為多項研究的重點,這是很了不起的事情,您在科學上把一個很複雜的東西分解成重要的知識區塊。現在,您是否覺得有必要開始探索腦科學?
華生:我42年前來到冷泉港實驗室,兩年內就找到經費成立神經科學的阿茲海默症教學計畫,這個計畫持續了很久,成效良好。我們現在有25%的資源用在腦的研究上。我的觀點是先治療癌症,10年後可以把70%的資源用在腦的研究上。
不過,神經科學尚未出現相當於DNA雙螺旋結構的突破。因為了解了DNA的結構,我們才得以了解染色體儲存資訊的方式,及那些資訊的性質。我們不知道我們腦中儲存了什麼樣的資訊,能讓人認得出其他人的長相或了解文字的意義等許多事情。我們不知道腦部如何儲存資訊,重要的是資訊的性質,這點我們還不清楚。
【完整內容請見《科學人》2010年第98期4月號】
大腦開竅手冊
Welcome to Your Brain:Why You Lose Your Car Keys but Never Forget How to Drive and Other Puzzles of Everyday Life
作者:珊卓.阿瑪特、王聲宏
原文作者:Sandra Aamodt、Sam Wang
譯者:楊玉齡
出版社:天下文化
出版日期:2008年03月25日
語言:繁體中文 ISBN:9789862161029
裝訂:平裝
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