合成生物学伦理问题研究态势分析*

张 婉 徐 飞

合成生物学以工程化的设计理念，对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成，其内涵已发生了从认识生命到创造生命的质的变化。这种“非自然存在的人造生命体”因具有自我繁衍并遗传进化的特征，很可能在未来引发多方面的“不确定性”，从而导致种种伦理及安全问题的出现。近年来，已有部分国内外学者对这些问题进行综述与思考。如：Miller等[1]构建了生物科学中“关注实验”类型的分类法，绘制了道德风险图,对生物科学双重用途困境造成的某些特定伦理问题的主要可用制度进行了探讨分析。Douglas等[2]则从合成生物学中知识伦理的角度来阐释合成生物学知识可能被滥用的风险。Preston[3]指出合成生物人工制品偏离了达尔文的自然选择核心理论，与历史进化过程没有因果关系，这对环境伦理提出了挑战。殷正坤[4]探讨了合成生物学发展的前景与隐患，主要从生命伦理学问题的角度来讨论合成生物学的伦理问题。刘斌等[5]对各国机构和组织关于合成生物学进行规划所发行的报告进行分析，总结出应关注社会影响和伦理问题重视知识产权等。杨磊等[6]从人工合成生命的角度探讨了合成生物学技术的四个主要伦理问题,即合成生命概念、风险受益、可专利性以及合成生物学家的道德义务。钱万强等[7]对合成生物学的安全伦理现状进行了述评分析，阐释了国外政府和科研机构研究合成生物学时是基于怎样的安全性考虑，并提出了我国合成生物学应理性发展的建议。姚琳[8]从人工生命对进化的挑战、生物安全性等角度对合成生物学的伦理问题进行了研究与探讨。

这些研究成果主要是对合成生物学伦理问题的某一分支做局部分析与探讨，未能系统反映合成生物学伦理问题的整体研究进展。鉴于此，本文对国内外近20年合成生物学伦理问题研究文献的发展脉络与研究进展进行梳理，运用文献计量分析工具(VOSviewer)，基于知识共现、信息聚类与学术可视化的分析逻辑，围绕国内外2000年～2019年发表的对合成生物学伦理问题研究的代表性文献，展开文献知识图谱分析，以探究合成生物学伦理问题的研究前沿与热点，剖析其主题内容，廓清发展态势，并在此基础上对已有研究提出问题，展望合成生物学伦理问题的未来研究方向。

1 国外合成生物学伦理问题研究概览

以Web of Science(以下简称WOS)核心数据库为对象，运用VOSviewer等分析软件，可先对合成生物领域文献发表时间、研究方向等进行分析。从全球发展趋势上看，合成生物学文献量逐年呈上升趋势，目前在WOS上,数据库设为核心合集，以“synthetic biology”为主题，时间跨度设置为2000年～2019年，可检索论文8 026篇，2004年开始是合成生物领域文献增长的关键性年份，发表量呈增长模式，这与 2004 年在麻省理工学院召开的“合成生物学国际研讨会”[9]密切相关。2010年合成生物学领域研究文献进一步增长也和Craig Venter团队创造出首个人造单细胞生物“辛西娅”[10]有关。见图1。

与合成生物学研究发展强劲增长有所不同的是，有关合成生物学伦理问题研究的文献相对并不是太多，目前合成生物学的研究热点主要仍集中于生物医药、生物能源、化工制造等领域(见图2黄色区域)。

图2 2000年～2019年WOS核心合集以TS=“synthetic biology”为主题的文献聚类时间分布网络可视化分析

合成生物学伦理的研究多融入在其学科专题研究之中，如生物医学社会科学、环境科学生态学、医学、社会问题以及哲学等相关领域的研究中，直接有关合成生物学伦理问题研究的文献寥寥无几，见图3。

图3 2000年～2019年WOS核心合集以TS=“synthetic biology ethics”为主题的文献共现分析

2006年荷兰学者De Vriend等[11]撰写的“建构生命：对新兴合成生物学领域的早期社会反思”，以及2007年荷兰IDEA联盟暑期学院编写的《合成生物学的伦理学》，是目前国外较早系统探讨合成生物学伦理的文献，这两篇文献都比较系统地讨论了生命概念、生物安全、知识产权及公证等问题[12]。人类对其认知的有限性与合成生物技术自身的复杂性是合成生物科技风险形成的基本来源，这种复杂性也在一定程度上制约了其自身的发展。2007年，澳大利亚学者Miller等[1]在其“生物科学双重用途困境的伦理和哲学思考”一文中，提出生物科学与其他科学一样，会陷入“两用”的伦理困境，尤其是对人类的健康和安全方面。文章主要从道德与知识产权两方面对合成生物学伦理进行了阐释，认为针对合成生物技术这一科学特性，政府应该加强伦理监督管理制度的制定，建立专门的独立机构，其成员由生物科学家、安全专家、伦理学家组成。既能给予科学家足够的科研学术自由，同时也能鼓励更多学者参与研究伦理教育，加大对科技的“两用困境”的教育与宣传，可以有效降低其负效应。2009年Van Den Belt[13]发表“扮演上帝步入自我毁灭的后尘：合成生物学与生命的意义”一文,指出合成生物学消解了一些根深蒂固的区分，这种区分的破坏致使研究者们被控诉扮演上帝。

同年，美国学者Parens等[14]撰写的《合成生物学的伦理问题：争论概览》把合成生物学伦理问题分为两大类：一是对身体性的伤害，即可能会对人类的健康和对社会产生不利的影响；另一类是非身体性的伤害，也包括两种情况：指我们己经觉察到的风险和我们尚未觉察到的非物理性风险，这也涉及到对个人幸福生活所产生的影响。同年11月，欧盟科学和新技术伦理学欧洲研究组出版了名为《合成生物学的伦理研究》报告。该报告将伦理问题分为一般性伦理问题和具体性的伦理问题。一般性的伦理问题主要是指人类尊严和概念的伦理问题两个方面。具体性伦理问题则归纳为生物安全、生物安保、公正性原则以及知识产权集中四个层面[15]。

2010年，牛津大学学者Douglas等[2]在“合成生物学知识伦理”一文中指出合成生物学带来许多有益应用的同时，也会产生严重的伦理问题，应该考虑该学科对生物伦理学家的要求是什么，认为伦理学家要审查的重要的问题是来自合成生物学的知识将被滥用的风险问题，因此不仅要考虑科学知识的传播方式，也要思考应该传播何种科学知识。

2010年以后，合成生物学的伦理问题开始引起更广泛的关注，并由此进一步引起涉及相关政策问题的研究。2012年3月，加拿大科学家Facchini等[16]发表评论文章“用于生产高价值植物代谢产物的合成生物系统”，对用于生产高价值植物的合成生物系统的植物新陈代谢等新技术进行了分析，认为植物显示出了丰富多样的特殊的代谢产物，其中许多都对人类很重要，植物基因组的这一多样性，丰富了合成生物学的内容，也是生物技术的发展趋势之一，同时提出了这些会给人类带来高价值的合成生物系统技术具有不确定性与挑战性。一些合成生物学家也据此提出应促进和鼓励创新研究，政府制定管理政策既要考虑减轻风险，又不能夸大未经证实的风险评估，这有可能导致过分谨慎的管理，不仅不利于创新，放慢新产品的研究，也会阻碍基础科学的发展，建议实行对合成生物学家的自我管制。

进一步的文献计量分析研究可以看出，当前国外围绕合成生物学伦理问题的研究主要涉及工程伦理、基因编辑、细胞伦理等领域，以及由伦理学延伸的相关技术的安全问题的研究与思考。从合成生物学伦理研究相关文献主题聚类的时间分布图谱可以看出(见图4)，研究热点的时间分布由紫变黄的区域主要是集中围绕合成生物学中的基因编辑、细胞学等学科领域的相关伦理问题的研究，当前国际合成生物学伦理研究热点基本聚焦在基因工程伦理方向，以及基因编辑、基因工程引起的一系列社会伦理问题等。

图4 2000年～2019年WOS核心合集以TS=“synthetic biology ethics”为主题的文献聚类时间分布网络可视化分析

1.1 合成生物学伦理问题研究分布状况

利用VOSviewer软件对合成生物学伦理研究的国家、地区数据进行分析，美国的文献发文量位居榜首，共发表212篇，在生物医学伦理学和社会科学领域最为突出。其次是英国69篇、德国49篇、加拿大30篇、荷兰27篇，在论文数量和篇均被引次数上也比较突出，显示出这些国家对于合成生物学伦理问题的高度关注，这些国家均纷纷建立研究机构，抢占合成生物学研究发展的至高点。亚洲也开始意识到合成生物学伦理问题研究的重要性，中国在该领域发文量已有18篇，位列全球第7。印度、日本等国家对合成生物学伦理相关的研究实力也日趋上升(见图5)。研究成果较少的国家主要有俄罗斯、希腊、波兰等国家，此外，非洲、中东、东南亚等地区对该领域的研究趋近于零。

图5 合成生物学伦理相关检索文献国家、地区引文量比较

考察发文机构以及作者的地域分布可见，在国际前10位发文量机构中，排名前三的是英国的牛津大学(UNIV OXFORD)发文12篇、爱丁堡大学(UNIV EDINBURGH)以及曼彻斯特大学(UNIV MANCHESTER)并列发文11篇；其次是美国的宾夕法尼亚大学(UNIV PENN)发文10篇，亚利桑那州立大学(ARIZONA STATE UNIV)发文9篇，斯坦福大学(STANFORD UNIV)和英国的不列颠哥伦比亚大学(UNIV BRITISH COLUMBIA)、瑞士的苏黎世大学(UNIV ZURICH)发文都为8篇，美国的加州大学伯克利分校(UNIV CALIF BERKELEY)位列第9，发文7篇。美国的哈佛大学(HARVARD UNIV)、梅奥医学中心(MAYO CLIN)、麻省理工学院(MIT)、加州大学戴维斯分校(UNIV CALIF DAVIS)、加拿大的麦吉尔大学(MCGILL UNIV)、多伦多大学(UNIV TORONTO)以及瑞典的乌普萨拉大学(UPPSALA UNIV)均发文6篇，位列第10。在前10位高发文量机构中，美国占7所，从总体上看，美国在合成生物学伦理问题的研究领域正在产生重要影响。此外，从对合成生物学伦理相关研究文献的机构引证分析时间分布的网络可视化图谱中也可以看到这些大学的突出地位(见图6)。

1.2 核心作者及其论点

美、英、加等国学者在合成生物学伦理相关领域的文献发表量及篇均共被引量表现突出，再次证明其在该领域的研究水平领先全球(见图7)。英国牛津大学UEHIRO实用伦理中心主任Savulescu教授在该领域的研究文献共被引次数最高，为70次，他认为生物医学技术在作用于人类的过程中，对人类的生活会产生根本影响，要谨慎的对待[17]。他的研究主要是在生物医学领域，对合成生物学相关的生物医学伦理领域作了很多深入的研究。此外Douglas在生物医学伦理领域也建树颇丰，他与Savulescu合著的“合成生物学与知识伦理”[2]被高频次引用，从理论基础的视角阐释了合成生物学的伦理问题。牛津大学哲学系教授Bostrom对合成生物学伦理做了大量的研究，他著有大约200种出版物，包括《人择偏差》《全球灾难危机》《人类提升》以及《超级智能：途径、危险与战略》，他最著名的研究领域包括：(1)生存危机；(2)模拟论点；(3)人择理论；(4)未来科技的影响；(5)结果主义对全球战略的意义。

图6 合成生物学伦理相关文献机构引证分析时间分布网络可视化

图7 合成生物学伦理相关的检索文献的作者共被引图谱分析

美国科学家Ledford[18]在Nature杂志上关于基因编辑技术曾发表多篇研究文献，也从不同视角对该技术可能引起的一系列伦理问题进行分析和讨论。2011年，美国学者Gutmann[19]发表论文“合成生物伦理学：新兴技术的指导原则”，认为合成生物伦理学应该是新兴技术的指导原则，这一领域的推广与普及应该是伦理研究委员会重点讨论的问题。

英国医学家Gibson Douglas在生物医学技术领域发表了大量的医学科技研究文献，其论著被很多合成生物学家作为合成生物学技术的研究参考。2012年，苏黎世大学Deplazes-zemp[20]发表文章“TheConceptionofLifeinSyntheticBiology”，他以合成生物学家的研究动机为主要研究对象，阐释了合成生物学技术所涉及到的伦理问题。Martin等科学家对CRISPR/Cas9系统(CRISPR/Cas9技术是近年来发展起来的一种新兴的人工核酸酶基因编辑技术，该技术来源于细菌的一种免疫机制,通过不断的研究改造而成,主要由Cas9蛋白和识别靶位点的gRNA组成技术[21])展开一系列研究，其研究成果在一系列物种的基因组编辑研究中得到了广泛的应用[22]，学者和科学家们对这一新技术可能会引发的一系列伦理问题展开了深刻讨论。

2 国内合成生物学伦理问题研究进展

相比欧美国家，中国合成生物学研究起步较晚，但发展比较迅猛。2007年以前仅出现少量的几篇相关研究文献，从2007年开始文献量出现增长，2009年以前，国内还没有直接以“合成生物学伦理”为主题的研究文献。国内对于合成生物学的研究最早可以追溯到1979年徐京华[23]的“关于合成生命”。这篇文章立足于当时的科技发展水平，设想了人工合成生命的路径和前景。1988年王德彦[24]在《医学与哲学》杂志上发表论文“利益·危险·责任：重组DNA的社会伦理问题初探”，从公众对前沿科技创新成果参与认知关系的角度，初步探讨了公众由于缺乏现代生命科学知识，而对科学进展有可能带来的一系列社会伦理问题而产生的恐慌，认为应该普及与提高全民的现代生命科学知识，这一观点至今仍然具有现实意义。1990年，朱静生[25]在《自然辩证法通讯》发表论文“重组DNA研究：一场关于潜在的‘生物危害’之争”中，通过对基因工程发展过程中，公众对未知科技创新成果产生的恐慌情况出发，分析了自然科学的发展与科技共同体的发展之间的相互关系，也反映出科技发展在社会环境中所产生的种种伦理安全问题纷争。1998年，郭金柱等[26]在其论文“人工细胞的伦理探讨”中分析了人工细胞研究在伦理学方面存在的问题，并提出了初步的应对措施。上述文献虽然已经开始了对合成生物学相关领域的伦理问题的初步思考，但由于时代的局限性，还没有直接把合成生物学作为一门学科来研究，只是根据当时的前沿科技发展状况对合成生物学的相关领域进行了分析探讨。

2004年5月，吴家睿[27]发表文章“合成生命之梦”，对合成生物学家们取得的前沿进步进行梳理，文末总结时提到了应重视合成生物学在发展的同时可能会带来的一系列伦理挑战。林其谁院士[28]在2005年“合成生物学”一文中指出了合成生物学“双刃剑”的两用性，其促进科学进步的同时，也带来伦理及反恐的问题。2009年，殷正坤[4]发表论文“为制造生命辩护：有关合成生物学的伦理争论”，开始把合成生物学作为一门学科来探讨其所涉及的伦理问题。

在中国知网以“合成生物学”为关键词可检索相关文献1 562篇，当前我国关于合成生物学的研究热点主要是针对代谢工程、基因工程、生物制药、人工合成、基因编辑等科学技术的相关研究文献(见图8)，而其中涉及到伦理问题研究的文献仅28篇，数量很少。2010年以前甚至都没有直接以“合成生物学伦理”为主题的研究文献(见图9)。2010年开始出现关于合成生物学的伦理问题研究文献10篇，是成果较为丰硕的一年，这与2010年6月中国科学技术协会学会学术部举办的一期以“合成生物学的伦理问题与生物安全”为主题的学术沙龙影响有关。此次学术沙龙是一场多学科的交流论坛，与会者不仅包括杨焕明院士、清华大学孙之荣教授等合成生物学技术领域的专家，也包括从事科技管理工作和国家生物产业发展咨询专家委员会的成员，同时，还有生命伦理学专家翟晓梅教授等，可以说开启了合成生物学伦理问题研究的新局面。

图8 以关键词为“合成生物学”检索文献作者关键词图谱分析

图9 CNKI关键词为“合成生物学”检索文献主题对比分析结果

如果以“合成生物技术伦理”、“合成生物学基因伦理”等为主题，可检索出文献共计 94 篇，目前研究热点主要围绕合成生物学技术的伦理监管、生物安全、基因伦理、生命伦理等问题的研究(见图10)，其间除2010年和2013年略有增长外(见图11)，直到目前仍然没有引起足够的重视和研究。

图10 “合成生物学伦理”相关文献关键词时间分布图谱

图11 “合成生物学伦理”相关文献年度发文量分析

2.1 核心作者及其观点

2010年翟晓梅教授[29]在“合成生物学的伦理问题与生物安全”学术会议上发表学术论文“合成生物学的伦理和管治问题”。该文把合成生物学的伦理问题进行了分类，梳理了合成生物学伦理的研究进展，总结了国内对合成生物技术发展的两种观点：一种是“亲行”观点，即先干起来再说；另外一种是“谨慎”观点，即认为合成生物学不能盲目发展，必须谨慎对待，防患于未然。2011年，刘斌等[5]发表“各国合成生物学战略路线图关注伦理问题”，通过分析各国机构和组织有关合成生物学发布的报告，发现这些组织和机构都高度重视合成生物学的发展以及对社会经济发展带来的影响。强调要推动合成生物学的发展，就要制定战略规划、建立研究中心、加强培训、投入经费、鼓励产业界参与、重视知识产权、关注社会影响和伦理问题、加强与公众的沟通交流等。在研究方面，注重多学科的合作与交叉，重视基础研究，强调研究中的标准化问题等。2012年，程晨等[30]发表论文“合成生物学：工程伦理的实践悖论——从合成生物学对生命、自然及进化的挑战谈起”，考察了合成生物学技术的实践悖论特性。2013年，程晨[31]以“人类与进化关系的哲学思考：以合成生物学为例”为题完成博士学位论文，从进化的角度分析了合成生物学对人类社会和未来的影响，拓宽了合成生物伦理研究的思考范围。同年，吴昊等[32]在《自然辩证法研究》上发表“合成生物学技术应用研究中的伦理问题和规制原则”，论述了合成生物学应用研究的风险预警和伦理思考，提出应促使人类负责任地使用该项技术，形成理性、积极、可预警的社会机制和文化力量,进而推进合成生物学应用研究的规制建立,保障合成生物学的应用研究能够负责任、可持续地发展。2014年，姚琳[8]发表“合成生物学的伦理问题研究”一文，对合成生物学可能带来的伦理问题进行了初步的汇总与分析。2019年，马诗雯等[33]在“如何应对合成生物学的不确定性”一文中，对Alison Mclennan博士所撰写的《合成生物学的监管：生物砖，生物朋克与生物企业》一书进行了批判性地分析与讨论，细致地评析了合成生物学伦理中的风险监管与受益监管问题。

2.2 研究机构分布

考察国内合成生物学伦理问题研究的主要研究机构，华中科技大学、武汉理工大学、北京协和医院相关单位发表文献较多，中国科学院、中国科学技术大学以及中国医学科学院紧随其后。笔者整理对比中美该领域的研究机构，其中美国发文量较高的机构有25个，而中国仅有19个研究机构，通过对比这19组研究机构发现，就整体研究而言，我国对合成生物学伦理问题的研究相比欧美机构还有较大的差距，单个最多的发文机构仍只到欧美国家发文量的一半(见图12)，总体发文量也不到欧美国家的18%，我国研究机构仍需进一步提升在该领域的研究实力，迎头赶上。

图12 国内外主要机构发文量对比

3 结论与展望

3.1 结论

回顾国内外合成生物学伦理相关问题的研究成果，学者们从学科发展、哲学、安全治理及伦理学理论基础等视角对合成生物技术的发展进行了多方位的探讨，取得一些有代表性的研究成果，但在研究内容与研究深度和广度等方面都存在很大发展空间。(1)从研究内容上看，2010年以前对合成生物学伦理问题的研究主要集中在由其所引起的生物安全与安保问题，以及对合成生物学认识与如何公正对待的问题等方面。2010年以后开始较多关注制造生命的合法性问题、合成生物学“双重用途”问题以及监管政策等问题的研究。相关研究多是从宏观上提出合成生物学某一技术领域可能会遇到的伦理问题，对合成生物技术的伦理问题进行全面而细致的研究文献不多，多数研究是就各自领域可能引发的伦理问题进行讨论分析，较少提出如何能有效地对这些问题进行科学的评价与预期治理。(2)从研究趋势上看，目前正值合成生物学伦理及政策法规研究的活跃期，合成生物学作为典型的双刃剑型先进科技，其巨大社会效益背后的巨大风险正初露端倪，无论是从人类生存还是国家安全的角度考虑，都必须对其潜在的威胁给予防控，因此，合成生物学伦理及相关政策法规研究将是未来较长一个时期国家力量主导下的合成生物学研究必须布局的重点方向之一。

3.2 展望

展望未来合成生物学伦理研究，可行的研究进路至少可包括如下两方面。

(1)进一步梳理国外合成生物学伦理问题研究文献，补充完善相关理论研究。欧美国家对合成生物学的社会监管模式虽然仍在探索中，但由于其发展较早，在对伦理问题的研究方面已经积累了丰富的经验，我们完全可以通过辩证的学习与借鉴，在深入学习研究的基础上，逐步完善符合我国国情的、可行的合成生物学研究与应用的伦理规范。重点可从伦理层面考察鉴定和评估合成生物学研究与发展可能对地球生命系统和人类自身产生的不利影响入手，提出具有普遍适用意义的合成生物学研究和应用的基本伦理规范建议和国际应对方案。

(2)同步加强对合成生物学科学传播伦理的研究。合成生物学对普通大众而言是比较陌生的，一旦其负面效应被不恰当扩散传播，极可能引发舆情恐慌和社会应激反应，因此政府和科学界应高度重视公众参与相关议题的对话和讨论，媒体宣传也应保持理性客观，防范各种偏颇。在深入研究知识伦理规范的基础上，重视多学科合作和信息广泛共享，科学家和大众都应该借助科学的传播方式，不断提高对合成生物学伦理的认知，创造合成生物学健康发展的新局面。