人类将成为转基因生物？

《外科的诞生》

作者： [美] 大卫·施耐德

译者： 张宁

出版社： 中信出版集团

出版时间： 2021年9月

页数： 584

定价： 98元

外科的未来会如何发展呢？简单地说，首先是关节置换、起搏器、导管、网状装置、心脏瓣膜和脑深部刺激装置的逐步改进。对设计和制造流程稍加调整就会为产品带来一定的改良，但每个领域的各家制造商都在酝酿着创造能够产生质变的植入物，这些产品往往会让我们开始挑战以前从未挑战过的疾病类型。

从生物、植入和基因三方面与疾病对战

最初的心肺机的大小和衣橱差不多，带有多个旋转桶和无数活动部件，通过弯弯曲曲的管子推送深红色的血液。几十年后，机械心脏问世，为非住院病人提供心肺功能。虽然20世纪80年代的首款植入式人工心脏的确被放置在患者的胸腔中，但电池驱动装置仍然像洗碗机一样大小。人工心脏的发展一路坎坷，但如今这些装置在外部微型计算机的控制下运行，计算机由火腿三明治大小的电池驱动。患者走路甚至运动时只要挎一个小书包就可以了。除了胸部会留下疤痕之外，现在使用机械心脏的患者还有一点与众不同的特征：没有脉搏。这些装置里有持续转动的内部旋转叶轮，不需要开合瓣膜便可以推动血液。

新型机器会越来越小，未来的动力装置很可能会像钢铁侠用的植入式电池，可以使用多年。未来的人工心脏会极其微小，小到难以想象，不再像机械泵一样。事实上，虽然现在我们还无法实现，但将来的人工心脏可能真的是纳米级别的。

我们的肾脏像拳头一样大小，却需要1/5左右的体内供血量。肾脏可以净化血液中的杂质（通过尿液排泄）并维持电解质平衡。如果肾脏衰竭，那么患者必须进行肾脏活体移植，或定期进行肾透析。目前，血液透析设备大约高4英尺，类似于带有软管和滚筒的小型心肺机。真想知道这些设备在我们不需要它们之前会变得多小。人工肾脏会小到可以植入吗？我不敢说不会。不过，随着人工器官越来越小，疾病治愈也会变得越来越有效，也就不再需要使用它們了。

“成簇规律间隔短回文重复序列”（CRISPR）技术的问世无疑能够完全破解每个人的DNA，更重要的是，它还可以矫正基因缺陷。一切具有遗传基础的疾病，无论是遗传易感性的疾病还是染色体损伤，无论是类风湿性关节炎、心力衰竭还是皮肤癌，都将成为过去。

外伤（包括脾脏和肝脏破裂、肺萎陷、骨折和脑损伤）似乎将永远与人类并存。保护性运动器材及车辆安全性能的提高可能会帮助降低受伤的严重程度，但在充满科幻色彩的未来，外伤能够完全消除吗？我猜不能。但是，在几十年前，有人能想象脑植入装置可以消除震颤吗？

约瑟夫·李斯特是英国维多利亚时代的外科医师、外科消毒法的创始人及推广者，此图表现的是1865年左右，他在手术中使用消毒器具的情景。

如果生命是宇宙中最神圣的事物，如果“生存的权利是人类最基本的价值”，那么，死亡就是反人类的罪行。一旦我们开始延长人类的寿命，医疗保健的风险就将变得更大。如果注定要活几百年，我们会不会惧怕受到外伤而意外死亡？中年人遇车祸早逝，与一个还能活上几百年的人在40岁时遇车祸死亡，是截然不同的两件事。结果我们可能会更加惧怕死亡。

我们究竟会不会战胜细菌这一劲敌？战胜微生物可能是人类最艰巨的挑战，而我们一旦真正驾驭了操作基因的力量，谁敢说我们不会消除这种威胁？或许，对人类构成更大威胁的是，星际飞船带回来一种已经在另一个星球上进化了数十亿年的外星微生物。我承认这是一种疯狂的想法。

从某种意义上说，人类将在接下来的几十年中与疾病进行三方作战，从生物、植入和基因三方面入手。在基因治疗完善之前，生物治疗方案（通过制药和营养）将继续在细胞层面发展。当这些方法无效时，植入成为治疗方案。例如，直到研究人员在20世纪20年代提取出胰岛素，人们才真正认识了糖尿病，并通过每日注射胰岛素来治疗。胰岛素泵的出现大大减少了注射的烦琐步骤。虽然人们对植入胰腺组织进行了深入研究，期望胰腺自身恢复生产胰岛素的功能，但最终目标仍然是基因治疗。因此，治疗糖尿病的生物、植入和基因之战仍在继续，但也许一个世纪之后，再也不会有人注射胰岛素了。

人类的基因修饰将成为常态

从下面的问题可以看出你对医疗未来的信心：如果一定要把全部净资产投资到某一专业领域的医疗公司，而这笔钱一百年不能取回，那么你会将这笔钱投资在哪里呢？是医药公司、关节置换制造商、基因技术公司，还是生物电技术公司？尽管我是一名骨科医生，但我无法想象一个世纪后还会进行关节置换手术。同样，患者也不可能再接受化疗药物，因为癌症已经不复存在。因此，要么投资生物电技术公司，要么投资基因技术公司，取决于你如何看待医学在未来的角色。未来的医生是治疗疾病还是专门改进半人机器人？

在十年或二十年之内，人类的基因修饰必定会成为常态。在一个世纪中，每个人都摆脱遗传基因错误是有可能（甚至很有可能）实现的。这也许会被强制执行，不可能出现不遵医嘱的情况，因为那些带有染色体缺陷的人是“有病的”。我估计，反疫苗接种的抗议与22世纪的“基因矫正”相比会显得黯然失色。

人类将成为彻底的转基因生物。遗传病成为过去，癌症也逐渐淡出了我们的生活，而将来的世世代代甚至都不需要矫正基因组。令人惊叹的是，一旦一代人的共同基因组被净化了，后代可能就不需要再矫正，因为配子会享有同样净化的基因。嬰儿生来就有“正常”染色体，免受自身免疫系统疾病、食物过敏、精神病、癌症和心脏病的威胁。当疾病变得不堪一击，我们的注意力将转向从身体、心理和社会层面不断提高和变强。我相信，那时仍然需要使用植入物——脑机接口。

这就是为什么我会将百年赌注押在生物电植入产品公司上。虽然现在获得美国食品和药品监督管理局批准的脑植入物仅在特定位置产生电场，但脑机接口可以记录并刺激单个神经元。当今的科学家们正在探索如何记录人类的单个神经元，以便向机器传输神经元信号。

目前，脑机接口十分少见。人工耳蜗属于一种脑机接口，其外部感应装置看起来像一个加强版的助听器，内部导线则深入内耳耳蜗部位。它作为接收装置，将声波信息以电信号的方式传送到听神经的耳蜗部分。人工眼睛还处于早期研发阶段，在概念上与人工耳蜗类似，具有人工感应装置，通过电信号与处理感官信息的神经接合。

植入人工耳蜗和植入视网膜置换的是一种感觉器官，而未来更先进的植入物则会是“神经接口”装置，其中的电信号交流既可以是传入的，即传入感觉，也可以是传出的，即释放信号。终有一天，传出的信号可以来自大脑中微小的特定部位，而神经接口技术将提供双向信息流。

如果将脊髓看作一根包含微观传输线的管道，其中载有10亿神经元，那么脊髓损伤无法修复就没什么好奇怪的。在手外科做住院医时，我曾经在值班时遇到过重接腕部结构的艰巨挑战。绝望的患者用刀割腕自杀，九根肌腱、两根动脉和正中神经全部断裂。

这种称为“意大利面式的手腕”之所以具有挑战性，是因为将连接指部肌肉（出人意料地位于前臂）的肌腱与手指重新配对十分困难。外科医生必须在混作一团的肌腱中小心辨认，并将它们正确配对，弄错一对就会使手部功能错乱。

匹配那十几对结构都是一道手术难题，更何况匹配脊髓的10亿个神经元？所以，伴有脊髓损伤的移位性脊椎骨折的手术重点从来都是稳定骨骼，而不是“修复神经”，更何况那些神经轴突的直径只有蜘蛛丝直径的1/4。

我们还有一种选择。由于我们已经知道大脑皮层中运动带和感觉带的特定位置，将来有可能通过全身性大规模重新布线来治疗脊髓损伤。我们正在研发名为“生物微机电系统”的专用传感装置，可以感知大脑的运动诱导。然后，生物微机电系统可以绕过脊髓，与周围神经相连。这些微型神经探针“与线路整体结合，用于扩增、多路传输、放电探测，以及电力和双向数据的无线传输”，并且“有助于改善在许多使人衰弱的神经类疾病中使用的假体器官”。

纳米技术的发展和电子微型化技术的进步为我们带来了生物微机电系统，它正在改变医学。随着微创手术的不断发展，未来治疗破坏性脊髓损伤已经不再是幻想。生物微机电系统在脑外科的应用会沿着治疗脊髓损伤、中风、脑肿瘤、脑瘫和癫痫的方向继续发展，最终过渡到治疗早期痴呆、强迫症、中度抑郁和健忘症等危害较小的疾病。我可以非常肯定地说，到下一代人，所有这些疾病都可以通过某种对神经功能进行调节的脑植入物得到治疗。

但接下来呢？涉及大脑之后，我们会不会从治疗疾病变为解决功能障碍，最终发展为拥有超能力？我们几乎不会怀疑，基因组净化技术的出现会消灭许多慢性疾病及癌症，使人类专注实现“更快、更高、更强”的奥林匹克理想。

当慢性疾病得以治愈，我们希望生理和心理功能最大化的冲动无疑会导致人类成为机器。这并不是说每个人都会为了植入生物微机电系统而经历开颅手术，虽然这很可能发生，但未来或许会出现某种未知方法，可以在物理层面改变人脑，以机械方式来修饰人类的思想。

（责编：栗月静）