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智力基因能否提升智力?

2017年5月,一则科学新闻出现在几乎所有新闻网站上,科学家再次发现了人类大脑中的40个智力基因,与之前发现的12个一起共发现了52个智力基因。这是令人瞩目的一则消息。找到了与智力相关的基因,人们纷纷联想:是否可以针对这些基因进行编辑,以提升人类的智力?

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诺奖得主精子库

其实,通过遗传学人为提升人类智力的做法以前就实践过。
在上个世纪的美国,曾经有一个名叫罗伯特•克拉克•格雷汉姆的亿万富翁进行了一场激进的“生育实验”,试图培育出一群优秀的精英。他培育的方式是取得顶级人才的精子,并为无法生育的夫妇进行人工授精。他将诺贝尔科学奖得主定为他的最佳精子来源,当时很多诺贝尔科学奖得主都收到了格雷汉姆的信:“亲爱的先生,你的基因太宝贵了,你有没有想过为世界多做一件善事,献出你的精子,给那些不能生育的可怜夫妇?”大多数诺贝尔奖得主都对这封信嗤之以鼻,将之扔进了垃圾堆。但还真有几位给予了答复,后来格雷汉姆居然收到了三位诺贝尔奖得主的精子。
格雷汉姆把精子储存在液氮储存罐中,建立起了他的精子库,并于1980年向世人宣布了这个精子库的存在。消息一出,世界轰动,尤其是许多商业公司:这可是世界顶级科学家的精子啊,要放到市场上,绝对赚大钱啊!然而,格雷汉姆却拒绝商业化,将这个精子库无尝贡献给符合要求的夫妇。他希望这个精子库能够帮助人类优化到一个新的层次,甚至创造出人类永恒的救星。
但是,三位诺奖得主中,除了一个偏激的种族主义者肖克利,其他两位都退出了这个项目,很快,精子库断货了。为了扩充货源,格雷汉姆只好扩大精子来源的范围,把学者、运动员等健康男性也纳入进来。
通过精子库中的精子受精后诞生的宝宝有200多个,其中有一些智商可以达到180,但真正的天才很少见。最成功的是多伦•布莱克,他5岁就能看懂《哈姆雷特》,现在是一位较有影响力的音乐人;还有一个叫维基•科尔瓦斯基的女孩,她是个数学天才,几乎每年都获得国家数学奖学金,然而,考上美国加州大学后,她却对学习完全失去了兴趣,最终失业在家。看来,精英父亲的精子并不一定能使孩子长大后成才。倒是这些天才精子宝宝中的一些并非人之骄子者,他们在良好的环境中长大,不少人取得了了不起的成就。
1999年,格雷汉姆在两年前去世,他的精子库项目也停止了,剩余的精子被销毁。这场制造高智商精英的生育实验宣告结束。

筛查智力基因

像格雷汉姆这样单靠精子方的卓越成就当然无法决定孩子的智力高低,但遗传确实会对孩子的智力带来影响。20世纪60年代,英国伦敦国王学院的行为遗传学教授罗伯特•普洛闵就通过对双胞胎智力的对比研究发现,不论是分开抚育还是一同抚育,同卵双胞胎的智力成绩测试差异都不大,这说明基因在智力水平中有很大影响,可能占到60%。为了从生物学上理解智力,生物学家们开始寻找智力基因。
寻找智力基因的过程异常艰难,比科学家预想的更难以捉摸。普洛闵利用微阵列来扫描受试者的基因,在检视了7000个受试者的50万个基因位点后,发现这7000个孩子中有几百个基因位点都存在差异。然而,他进一步分析之后,只剩6个基因位点可能和智力有关联,他们用更严谨的方法分析这些结果的可信度,结果只有一个基因通过考验,其对智力测验只有0.4%的影响,而且不知道这个基因在身体中的具体功能。
普洛闵是寻找智力基因的第一人,随后,许多研究者加入寻找智力基因的行列中,但像普洛闵一样,大多一无所获。几年前12个智力基因的发现打破了这一疆局,而2017年5月由欧美科学家团队发现的40个基因更是一个巨大的成果,预示着智力基因研究将大步迈进。
此次智力基因大发现采用了一种名为全基因组关联研究的方法,通过这一方法,计算机梳理出大量人类基因组数据,这需要巨大的数据量来摈除干扰,整理出遗传信息,寻找真正能改变人类特性的变异基因组合。这些数据来自于英国生物银行,这里囊括了50万英国人的基因、健康和行为信息。为了此次研究,他们导出了78000人的基因组信息,这些人同时都进行过智力测验。计算机程序检视了数百万个基因位点,并挑出了与智力相关的区域,最终确定出智力基因。

基因复杂,我们仍是未知者

在基因科学的研究中,生物学家一方面寻找与各种性状相对应的基因单位,一方面在开发基因编辑工具,现在已经有非常快捷的基因编辑工具问世,如CRISPR,它可以敲除任何基因片段,并用其他片段进行替换。基因工程甚至几乎已经发展到可以人工定制DNA、打造完整有机体的地步。前不久就有科学家设计了一种新型的酵母,正准备让它活起来。
那么,这一切是否意味着人类智力可以通过基因工程来提升?年轻的父母可不可以定制一个“爱因斯坦宝宝”?有这想法的人可以先洗洗睡了,就算我们假设基因编辑技术能够准确完成基因修改,而且所有智力基因都找到,要设计一个高智商的人类,也还远远不够,基因太复杂了。
我们在初中生物课上就学过孟得尔的豌豆杂交试验,高矮豌豆杂交,第一代只得到高豌豆,第二代中有的是高豌豆,有的是矮豌豆,同样的基因变异常常得到不同的结果。然而,这只是基因复杂性的初步体现。
我们来看看人类中一些特性和疾病的遗传情况。例如,你的耳朵是不是招风耳或你会不会得亨廷顿氏舞蹈症(一种罕见的遗传疾病,患者会不由自主地手舞足蹈)都是由单个基因决定,但是大部分人类特性,如身高、人格、智力等都是由一系列基因共同作用的,可能决定智力的有几千个基因。某些疾病同样由众多基因共同导致,如精神分裂症、肥胖症、抑郁症等。
有时,一个基因会控制多种性状,例如高活性生长激素(GH)基因可以影响骨骼,让人长得比较高,但同时也影响其它细胞生长,甚至包括癌细胞,有不少研究表明个子矮的人得癌症几率更低。瑞典的一项研究表明,人每高出10厘米,得癌症的概率,男性增加11%,女性增加18%。这一现象通过一种罕见病——侏儒综合症也得到证实,这些人由于生长激素受体(GHR)基因突变,个子异常矮小。在南美洲厄瓜多尔的一个村子就有大量侏儒综合症患者,他们个子矮小,但同时几乎终身不会得癌症和糖尿病。一个基因能增加你的智力,同时也可能增加你患精神分裂症的风险。
基因之间的相互作用也难以预测。在基因组中,随处都有交换和反作用循环。要建构一个人的完整基因组,必须梳理所有这些盘根错节的影响,这是一种基因动态,非常复杂,难以理解,科学家目前还做不到。
而且,不同人种的基因对应关系也不一样,举例来说,也许A基因会影响亚洲人的身高,但不一定影响非洲人的身高。因此,此次从欧洲人中找出的智力基因是否会影响其他人种的智力,尚未可知。
不仅人的特性如何根据基因产生难以预测,而且环境也会对这些特性产生各种影响,目前科学家也很难完全掌握。例如,基因显示你患抑郁的可能性非常大,但哪个事件会触发抑郁症却是难以预测的。比如只有当你经历一场离婚才会患病,但也许你一辈子的幸福婚姻让你没有机会患病。那么你是否真的想知道这一信息呢?也许知情本身就会导致你抑郁。
虽然商业公司可能会利用基因遗传概念对客户进行基因测评,例如保险公司通过基因分析,然后会说,你有很高的尼古丁成瘾风险或癌症致死风险,因此你的保险费更高。但通过以上分析,我们可以确信,这都是无稽之谈,因为基因科学的复杂性,目前是无法做出这种预测的。
就智力而言,据科学家推测,环境和遗传的影响各占50%,一个智力水平中等的人,在不同的环境下可以有非常不同的智力走向。因此,在目前情况下,科学家还处于盲人摸象的阶段,只是看到一点点智力基因的端倪,还远没有主导基因变异的能力。

人类基因,不动为妙

用基因组编辑的先驱、哈佛遗传学家乔治•丘奇的话来说,“我们所谓的基因组编辑,实际上绝大部分都是对基因组的破坏。”
基因编辑虽然已经实现,但目前并非准确无误,就像战争时误伤自己人一样,有时会敲除了有用的位点,或者少敲了一个靶点,这被称为“脱靶”效应。目前,还远不能完美预测脱靶情况。所谓牵一发而动全身,基因编辑稍有差错,就可能带来灾难性的后果。
至于用基因编辑治疗疾病,如何将实验室中的基因编辑转化为临床疗法还有待研究。在动物或人体中实现这一操作比在实验室的细胞中实现困难得多。设计的CRISPR药物将如何达到身体的靶点?它到达那里后能够以多快的速度进行编辑?这涉及到递送药物的动力学问题,我们的常规药物中有的即刻起效,有的是12小时的缓释制剂,这就是递送设计上的不同。CRISPR药物同样需要在这些方面进行精心设计。而且,据专家称,只有当10%的细胞群体被成功编辑,才足以扭转病情,因此,药量的掌握也需要大量的临床研究。
更重要的是,我们知道,地球上的生物多样性越高,对整体生态越有利,平衡度越高,而生物多样性的第一要素就是基因多样性。但是,当人类对自己进行基因改造时,我们改造的方向是趋同的,无非是高智商、高颜值,身强体健,这种趋同性必然以丧失基因多样性为代价,基因多样性越小,面对变化的环境,适应性就越差。
人类自身的基因多样性原本就不怎么高,在地球上找两个种族、生活地区完全不同的人过来,他们基因的差别也不会比一个部落的两只黑猩猩大。如果我们再自行消除仅存的人类基因多样性,很可能一场疫病就给全人类带来灭顶之灾。

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