20世紀是物理學的世紀,，而21世紀是生物學的世紀——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,，生物學都已超過物理學；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,，更是物理學所不能及的。無論生物學這個領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,。
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,，民眾針對這些領域的質(zhì)疑和爭議從不曾間斷過。
那么,，生物技術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,，其余的領域都全部呈現(xiàn)出百家爭鳴的局面。
而生物技術要像計算機技術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,，這些懷疑論也隨之銷聲匿跡。眼下這些針對生物技術的懷疑,，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,。
而這個轉變背后最大的推動者，當屬測序技術的飛速廉價化,。
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，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：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)也可以展開相關研究時，醫(yī)學的出發(fā)點就可以轉移到個人身上了,。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)領域是縮短貧富差距最為有效的生物技術,。
但是目前的基因工程作物面臨兩方面的挑戰(zhàn)：公眾支持度和技術瓶頸,。轉基因技術誕生已經(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技術掌握在寡頭大企業(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)化轉基因作物都集中在抗蟲,、抗病害,、耐儲藏等領域，這些需求是明確而巨大的,。按照遺傳工程的現(xiàn)狀,，轉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)揮該技術的全部潛力,。這部分是因為多基因協(xié)同工作的技術難度,，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,。該技術也是在十年的時間里有望取得突破的領域之一。
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,、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)學和基因療法也能達到接近等效的結果,。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。
（作者為加州大學伯克利分校生物學博士）
