20世紀是物理學(xué)的世紀,，而21世紀是生物學(xué)的世紀——這個說法已經(jīng)廣為人知,。有兩個事實支持這一論斷：無論以經(jīng)費投入、勞動力規(guī)模還是重大發(fā)現(xiàn)的數(shù)量而言,，生物學(xué)都已超過物理學(xué),；而以其經(jīng)濟影響、道德后果以及為人類處境帶來的變化而言,，更是物理學(xué)所不能及的,。無論生物學(xué)這個領(lǐng)域是否能擔當起為一整個世紀冠名的重任，它注定將深遠地影響我們的社會基礎(chǔ),。
但是，底層的影響并不總是能在表層直接感受到的,。這一切要想真正觸及我們的日常生活,，都有一個前提：這套技術(shù)必須得到“馴化”，必須脫離它高精尖的象牙塔,，以能被大眾接受的形式走入日常生活,。過去五十年間,，發(fā)生在個人電腦、數(shù)碼相機和智能手持設(shè)備上的正是這樣的馴化過程,。相比之下,，航天探索、核能甚至一部分化學(xué)工業(yè)雖然同為高科技,，雖然同樣影響了整個人類文明,，卻始終沒有發(fā)生大規(guī)模的馴化進程，始終沒能洗脫自己身上的“不可信任”的氣息,。也因此,，民眾針對這些領(lǐng)域的質(zhì)疑和爭議從不曾間斷過。
那么,，生物技術(shù)會迎來這樣的馴化過程嗎,？我的態(tài)度是樂觀的。
行業(yè)面貌：即將到來的去中心化
計算機作為一種新技術(shù)當年曾帶給大眾的恐慌,，如今早已被遺忘,。這不是因為計算機技術(shù)有多安全，不是因為宣傳和科普做得好,，甚至主要不是因為它本身走入日常生活——關(guān)鍵在于它離開了少數(shù)幾家大公司的把持,，全行業(yè)發(fā)生了“去中心化”的過程。今天除了最核心的芯片依然處于寡頭分割市場的局面之外,，其余的領(lǐng)域都全部呈現(xiàn)出百家爭鳴的局面,。
而生物技術(shù)要像計算機技術(shù)那樣改變整個社會的面貌，所需要的正是這個過程,。公眾眼中的整個生物技術(shù)以遺傳工程為代表,，而遺傳工程的象征者又是孟山都這樣的巨型農(nóng)業(yè)或藥業(yè)公司。陰謀論視角認為大公司背地里偷偷把有害的基因摻入作物,，正如當年的陰謀論認為馮·諾依曼半夜里偷偷用他的計算機設(shè)計氫彈一樣,。然而計算機很久以前就離開了馮·諾依曼一個人的掌控，到了八九十年代更是成為了幾乎個人化的技術(shù),，這些懷疑論也隨之銷聲匿跡,。眼下這些針對生物技術(shù)的懷疑，極有可能在十年到二十年之內(nèi)也遵循同樣的規(guī)律煙消云散,。
而這個轉(zhuǎn)變背后最大的推動者,，當屬測序技術(shù)的飛速廉價化。
測序：千元基因組時代的到來
在本世紀初,，出鏡率最高的科學(xué)項目莫過于人類基因組計劃,。而整個計劃的核心內(nèi)容又是人類全基因組測序——讀出人類基因組上的每一個字母，并將之轉(zhuǎn)換為易于檢索的數(shù)據(jù)。顯而易見,，這是后續(xù)全部研究的基礎(chǔ),，有了這樣的數(shù)據(jù)，才談得上研究每一個基因的具體功能,，研究人類個體的種種基因變體和缺陷,，預(yù)測它們的影響，給出解決的方案,。
諸如雙脫氧法這樣最早的測序手段基本上就是體力活,，需要研究者肉眼來讀出并記錄數(shù)據(jù)，效率可想而知,。然而在過去的12年里,，每百萬堿基的測序成本從接近1萬美元降低到了不足0.1美元，過去5年里的降低速率都遠遠超過了摩爾定律的預(yù)期,；個人全基因組測序也已經(jīng)降到了幾千美元的價格,。十年前預(yù)言的“千美元基因組”時代已經(jīng)伸手可及。雖然測序價格只是全部研發(fā)成本的一部分,，但是可以預(yù)見到這將帶動整個行業(yè)全面成本下降,。也許和計算機時代的車庫一樣，未來生物技術(shù)的新興點將在廚房中誕生,。
但除了促成小規(guī)模研發(fā)者的繁榮之外,，廉價測序同樣重要的后果是個體化醫(yī)療時代的到來。
醫(yī)學(xué)：個體醫(yī)療時代傳統(tǒng)標準臨床診斷以患者的體征與癥狀,、個人和家族病史以及實驗室數(shù)據(jù)作為依據(jù),，這本質(zhì)上是滯后的處理——當體征和癥狀出現(xiàn)后才開始治療。隨著我們對基因的了解逐漸深入,，許多疾病都找到了背后的基因機理,，現(xiàn)在我們可以通過檢測某個等位基因存在與否來預(yù)先判斷患上某種疾病的可能，但由于開發(fā)成本問題,，只有常見疾病才能得到這樣的待遇,。
然而，當個人能夠負擔起全基因組測序,、小規(guī)模企業(yè)也可以展開相關(guān)研究時,，醫(yī)學(xué)的出發(fā)點就可以轉(zhuǎn)移到個人身上了。我們可以測出一個人的基因組,，尋找其中的突變,，判明每一個突變的意義并開出完整的疾病風(fēng)險列表，甚至給出完全針對個人的治療方案,。這個趨勢從本世紀初開始,，至今已經(jīng)有過幾例成功案例,，形成產(chǎn)業(yè)也許還要十年左右時間。
不過,，即便樂觀地估計，這些技術(shù)到2020年也只能使社會中一小部分人受益,。論及縮小貧富差距,，也許希望應(yīng)該寄托在新時代的農(nóng)業(yè)上。
農(nóng)業(yè)：新時代的基因工程作物
社會發(fā)達程度最重要的單一指標是人均壽命,，而決定人均壽命的首要因素實際上是農(nóng)業(yè),。正如上世紀60年代的綠色革命所證實，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是縮短貧富差距最為有效的生物技術(shù),。
但是目前的基因工程作物面臨兩方面的挑戰(zhàn)：公眾支持度和技術(shù)瓶頸,。轉(zhuǎn)基因技術(shù)誕生已經(jīng)40年，基因工程改造過的農(nóng)作物大田種植也有20余年的歷史,，但是始終沒有獲得大部分消費者的認同,。最重要的原因固然是相關(guān)技術(shù)掌握在寡頭大企業(yè)手中，但另一個因素是,，迄今為止基因工程農(nóng)作物帶來的利益幾乎都是針對農(nóng)民的,，消費者并沒有獲得明顯的利益。
現(xiàn)有的絕大多數(shù)商業(yè)化轉(zhuǎn)基因作物都集中在抗蟲,、抗病害,、耐儲藏等領(lǐng)域，這些需求是明確而巨大的,。按照遺傳工程的現(xiàn)狀,，轉(zhuǎn)基因作物需要巨大的投入，使得現(xiàn)有研發(fā)只能針對這些來自農(nóng)戶的現(xiàn)成需求,；而最終消費者的需求過于零散,、過于不確定，難以帶動研發(fā),。
然而,，隨著整個領(lǐng)域的去中心化和研發(fā)成本的下降，改善口感,、提升營養(yǎng)價值這些來自消費者的需求也一定會緩慢走上日程,。一旦這些需求得到滿足，口味和營養(yǎng)成分能夠成為賣點,，消費者的非理性恐慌很可能會大大減緩,。
另一方面，雖然市面上基因工程作物已經(jīng)成百上千,，但幾乎全部都只停留在單基因的層面上,，沒有發(fā)揮該技術(shù)的全部潛力,。這部分是因為多基因協(xié)同工作的技術(shù)難度，部分是因為現(xiàn)行的立法,、專利和安全條例下多基因組合幾乎無法通過審批,。
姑且不論法律問題，引入全套代謝途徑的確是業(yè)界一直努力的方向,。今年英國約翰英納斯中心收到了蓋茨基金會的一筆大額資金,，研究如何利用基因工程的方式讓谷類與固氮細菌共棲、從而自行合成氮肥,。這需要的改造遠遠比引入單個抗蟲基因復(fù)雜,，但對于發(fā)展中國家的中小規(guī)模農(nóng)場帶來的收益也是十分巨大的。由于肥料缺乏,，這些農(nóng)場的單產(chǎn)往往只有發(fā)達國家大農(nóng)場的五分之一,，而固氮植物必將大大縮小這一差距。
與之類似的是將水稻等主糧改造為碳四植物,。自然界大部分植物的光合作用遵循所謂“碳三途徑”,，這個途徑并不適應(yīng)炎熱地區(qū)，在高溫和強光下效率很低,。但玉米這樣在熱帶地區(qū)演化出的作物擁有“碳四途徑”作為應(yīng)對,，如果能將這個途徑搬運到水稻之中，必將迎來單產(chǎn)的又一輪突破,。該技術(shù)也是在十年的時間里有望取得突破的領(lǐng)域之一,。
總之，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和生育控制使得人類有望成為地球上第一個不會挨餓的物種,。按照國內(nèi)主糧市價計算,，來自食物的熱量每千卡只需幾厘人民幣，社會中多數(shù)成員所能獲得的能量實際上是近乎無限的,；而隨著遺傳工程在農(nóng)業(yè)中的推廣,，我們也許可以將之推廣到社會的所有成員。后稀缺時代很可能首先在個體生物學(xué)層面到來,。無限的能量,，假以時日，將推翻進化歷史上所有的生物學(xué)限制,。
當然,，以進化的尺度而言，這個“時日”往往意味著數(shù)十萬甚至上百萬年,，人類文明能否維持那么久尚未可知,。但是一旦跨過了人體遺傳工程的技術(shù)、倫理和法律門檻,，那么人類實質(zhì)上就掌握了加速自然進化的能力,；而即使這一步?jīng)]有邁出,，個體化醫(yī)學(xué)和基因療法也能達到接近等效的結(jié)果。消滅一切疾病,，抵消一切衰老的后果,，這并不是癡人說夢。
如果我們的社會有足夠的掌控力,，那么在這些生物技術(shù)的推動下,，也許我們真的可以創(chuàng)造出某種類似于烏托邦的東西；而2020,，也許是第一步。
（作者為加州大學(xué)伯克利分校生物學(xué)博士）
