反着长的"镜像生命"要来了？全球专家联名警告：风险前所未有！

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在地球45亿年历史中，或许从未出现过这样一类生命：它们的每一个分子，都是常规细胞分子的镜像。然而，未来几十年，无论是为了新药研发，还是出于对生命起源和进化的纯粹好奇心，人类或许有能力制造“镜像生命分子”。但我们是否应该这样做？

一群合成生物学家和生物安全专家给出了坚定的答案——不！他们认为，镜像生命可能对地球上所有生物的健康构成“前所未有的风险”。一旦这种生命逃逸，我们或许永远无法重新捕获它，从而导致“广泛而致命的感染”。

这听起来像是世界末日，真的有专家们所说的那么危险吗？我们能否提前采取一些措施来降低它带来的风险呢？

好奇心驱使，制造组装镜像生命分子

许多的生命必需分子都存在两种互为镜像的形式。就像人的左右手，无论你如何旋转左手分子，都无法使其与右手分子完全重合。尽管这些手性分子很难区分，但不同的形状导致它们的行为不同。

地球上所有生物体的DNA是右旋的，蛋白质是左旋的。这似乎是在生命史的早期就被安排好的，因为生命系统需要一致的手性才能有效运作。细胞中的分子必须能够整齐地嵌合在一起，就像钥匙和锁一样精准匹配。如果左旋和右旋混杂，就会导致系统混乱。

没有人知道生命为何选择了这种特定的手性模式，可能只是一个随意的选择，在进化过程中被固定下来。或许右旋DNA和左旋蛋白质具有某种微妙优势，使这种生命形式能够战胜其镜像形式？那么，宇宙中其他地方的生命会使用与地球生命相反手性的分子吗？

为了探索这些问题，生物化学家开始制造镜像生命分子。他们构建了完整的右旋蛋白质和左旋核酸。只要组装起来，这个镜像分子就能完美运作。2016年，已有研究团队创造出了一个可以被镜像酶复制的镜像DNA链。

与此同时，合成生物学家也在雄心勃勃地改造活细胞。早在2010年，美国克雷格·文特尔研究所的研究团队，去除了一个细菌细胞中所有的DNA，并用他们自己合成的基因组取而代之。最终，研究人员利用合成的化学物质从头组装出一个完全由人工合成的活细胞——世界首例人造生命“辛西娅”。

美国芝加哥大学的杰克·绍斯塔克说：“过去50年，合成生物学的核心是重建细胞中发生的活动，其终极目标是重建整个细胞。”随着人类在制造镜像分子和合成细胞方面的能力不断拓展，总有一天能够制造出一个镜像细胞，其DNA、蛋白质以及其他手性分子都与现存生命相反。

镜像细菌或将打开“潘多拉魔盒”

不过绍斯塔克指出，要真正制造出镜像细胞，估计需要10到50年时间，但伦理的探讨从现在就要开始。

日前，绍斯塔克与人造生命领域知名专家克雷格·文特尔等37位专家共同在《科学》杂志上发表文章，探讨创造镜像生命的潜在益处与风险，并得出结论——不应创造镜像细菌及其他镜像生物，因为它们将带来极大风险。

理论上，许多类型的镜像生命都可以被构建出来，比如镜像病毒，因为病毒比细胞小得多、也简单得多，它只是一段核酸被蛋白质外壳包裹。不过，绍斯塔克认为，病毒只能通过感染细胞来繁殖。由于细胞中大量生命分子都具有手性，镜像病毒绝对不可能感染正常细胞，它只能在镜像细胞中生长。

相比病毒，制造镜像动物和植物将极其困难，因为它们由更大、更复杂的真核细胞组成。因此，绍斯塔克和团队开始关注镜像细菌，这种单细胞生物可以追溯到地球上最早生命形式。然而，为了人类自身安全，不应制造镜像细菌。

不过，绍斯塔克起初认为镜像细菌并不会造成严重危害。因为，致病细菌拥有专门“装备”来逃避宿主免疫系统的清剿，这些“装备”大多依赖于手性分子。由于病原体已高度进化，镜像细菌不可能成为病原体。但研究显示，镜像细菌即使不成为某种病原体，也能造成严重危害。

原来，生命体的免疫系统通过锁定细菌外壁上的标记分子来识别细菌，而这些分子都是手性的。因此，镜像细菌很可能不会被人体免疫系统发现，也不会被身体清除。这些细菌在人体内会“进食”一些非手性的营养物质，比如甘氨酸。绍斯塔克说：“这些营养物质的浓度较低，营养价值不如葡萄糖。因此镜像细胞可能会生长缓慢，但它无法被杀死，可能会在人体内无限制地生长。”

此外，与通常只感染有限物种的致病细菌不同，镜像细菌不会局限于单一类型的宿主。理论上，镜像细菌可以在任何生物体和生态系统中生长。绍斯塔克团队指出，镜像细菌可能会如同一种入侵物种，在许多生态系统中传播，导致包括人类在内的大量动植物出现普遍的致命感染。英国伦敦国王学院的菲利帕·伦佐斯则把镜像细菌称为具有“异常广泛宿主范围”的病原体。

镜像生命逃逸风险究竟有多大

令人担忧的是，镜像细菌可能会从实验室中逃逸并造成灾难。即使实验室被设计得非常安全，意外仍可能发生。此外，镜像细菌也可能会被某些恐怖分子武器化。

一旦镜像细菌进入野外，将很难被控制。理论上，科学家也可以合成出镜像抗生素来杀死它们，但这并非万无一失。绍斯塔克说，“你可以保护少数人或动物，却无法在全球范围内部署。”

由于镜像细菌尚不存在，其潜在风险有很大的不确定性。生物安全专家对镜像生命的看法也存在分歧。

第一个分歧在于，目前这场讨论是否值得进行。位于奥地利维也纳的科学研究与传播公司Biofaction负责人马库斯·施密特说：“世界上还没有人从零开始创造一个细胞。”尽管合成生物学快速发展，但人们无法制造合成细胞这一事实表明，我们并不真正了解细胞是如何工作的。因此施密特认为，人类离制造镜像细菌还非常遥远，应该先面对更紧迫的生物学挑战。

然而，伦佐斯认为，开发新技术的科学家往往只有在准备将这些技术推向市场时才会接触公众，而此时，研发者已将自己的职业生涯与该技术绑定，且已投入大量资金。“你已经到了最后阶段，无论人们说什么，都不会有任何改变。”因此她主张，最好在“非常前期”的阶段就提出这些问题，才能体现科学的社会责任担当。

第二个争议点在于，镜像细菌是否真的能够在人体内或实验室外的环境中生存。美国亚利桑那州立大学的凯瑟琳·沃格尔指出，合成生物学产生的生物往往比野生生物脆弱得多，也许它们一进入环境就会死亡。

而且，还有多种方法可以限制镜像细胞的野外逃逸。施密特表示，镜像细胞可以被设计成完全依赖于一种自然界中找不到的单一营养物质。一旦离开营养供应，它就无法存活；还可以给细胞设置一个定时器，使其在一段时间后自毁；甚至可以为镜像细胞设计与现存生物完全不同的遗传密码——通过叠加多种控制手段，镜像细胞失控的可能性可以被降至微乎其微。

也就是说，只要是负责任的创造者在对细胞进行工程改造，镜像细菌在野外存活的风险是可以规避的。但这一切的前提是，创造镜像细菌的人必须以人类的最大利益为重。伦佐斯则警告：在最极端的情况下，怀有恶意的人可能会刻意设计出具有致病性的镜像细菌来进行大屠杀。

目前，已有法律禁止这类“武器”被创制出来。1975年生效的《生物武器公约》完全禁止生物和毒素武器。“虽然‘镜像细菌’这几个字没有出现在公约文本中，但条款足够宽泛，可以涵盖这种情况。”伦佐斯说。

权衡风险与收益，镜像生命该被阻止吗

事实上，防范镜像生命给现有生命世界带来的风险，关键在于如何执行现有法律。正如绍斯塔克所说，“一旦有人恶意使用它，就很难阻止”。但沃格尔认为，制造这种武器的难度本身就是一种保护机制。即使是拥有所有资源、专业知识、基础设施和设备的国家也难以做到——因为生物往往对生存条件非常挑剔，而工程化生物尤其脆弱。

但尚未实现并不意味着永远不会实现。尽管镜像细菌存在风险，但如果它能带来显著的好处，人们也许会冒险一试。

绍斯塔克表示，可以利用镜像细菌作为“生物工厂”，来制造难以被人体免疫系统降解的长效药物。但他随即指出，这种应用的实际意义不大，因为通过化学合成技术来制造镜像分子已相当成熟，无需依赖复杂的生物方法。

除此之外的唯一好处是满足好奇心：镜像细胞会是什么样子？与它的镜像双胞胎相比，它的行为会有什么不同？因此，伦佐斯认为应该禁止这类研究，“人们需要权衡风险和潜在收益，而目前来看，潜在的益处相当有限，但风险却非常大”。

安全锁掌握在人类手中

尽管人类有能力创制镜像细菌或将是几十年后的事，但在探讨它会否给现有生命世界带来风险时，人们也意识到，其中的潜在风险也可能存在于其他类型的合成生命中——当人们制造出各种不同的生物和生命形式，都会遇到与镜像细菌相同的风险。

如今，合成生物学正在飞速发展，每年都有各种改良生物分子和生物体被开发出来。与之相比，相关安全和风险防范措施尚未完善。

镜像细菌只是未来人类世界所要面临的多种合成生物中的一种，所有合成生物都需要被谨慎管理。这些可能出现的新生命形式对人类生存的威胁究竟有多大，这把“安全锁”实际掌握在我们自己手中。

与技术发展同步，更多关注、研究和资金应投向生物安全领域，以最终开发出一套伦理规则与风控系统，来确保合成生物和人造生命的安全性。

原标题：《反着长的"镜像生命"要来了？全球专家联名警告：风险前所未有！》

栏目主编：许琦敏

本文作者：文汇报 金奕伶/编译

题图来源：上观题图