在与病毒的斗争过程中，科学家们学到了什么？

如果把所有的病毒列出来，人类发展史看上去就是一部与传染病做斗争的历史！

天花病毒、甲流病毒、登革热病毒、SARS冠状病毒、埃博拉病毒等，这些病毒都曾夺走了许多人的生命。这些直径约为10-300纳米的微生物，可以在人类不经意间就可以完成一次入侵。

但在科学家们找到抗生素、发明疫苗以后，这些疾病可以说多数已经被控制住了。

人类大部分的疾病都是由先天或后天的基因突变引起的，比如胎儿出生缺陷、遗传代谢性疾病、各类癌症等，每个人身上的基因都是不完美的，每一个人都可能因为基因缺陷而患病，想要治疗这些疾病，我们不得不说到“病毒”。

任何一个生物体都是由基因构成的，基因是所有生命的底层逻辑。在生命科学蓬勃发展的21世纪，基因科学应该成为每个人的常识。

在与病毒的斗争过程中，科学家们学到了什么？

第一，利用细菌的免疫系统

2012年，科学家发现细菌用来对抗噬菌体的免疫系统很厉害。有 4 位科学家把细菌的这套基因武器成功地改造成了基因编辑系统，可以用来改变DNA序列，也就是我们说的改变基因。这套基因编辑系统非常强大，可以用于修改动植物的基因，最终我们也可以用基因编辑的方法来修改基因缺陷，还可以为人类治病。

第二，利用病毒来造福人类

病毒始终是人类健康的大敌，那么有没有可能化敌为友，让病毒为我所用呢？

病毒是一类会感染人体细胞及其他动物细胞的微生物，病毒的本领是把自己的基因高效地放到宿主细胞里去。目前，病毒已经被科学家们改造成了基因治疗的主要“运载”工具。

比如，有一些人患有因先天性基因缺陷引发的遗传病，包括眼睛、血液、免疫细胞都有基因缺陷。科学家们就利用病毒的特点，改装病毒的基因组，不让病毒自己复制，把坏的基因都删掉，把好的基因装进去，然后用病毒作为载体，就像一辆小货车一样，拉着正常的基因送到病人体内来给人治病。

从2016年到2019年，科学家利用改造过的这种无害病毒作为载体研制的基因药物已经被用于疾病治病，有很多基因治疗的药物已经上市了。

人类如何利用基因改造生命，治愈“不治之症”？

100年前，人类社会面临d的最大的威胁是细菌和病毒引起的传染性疾病，在找到抗生素、发明疫苗以后，这些疾病已经完全被控制住。现在，因基因缺陷导致的疾病成了人类最大的威胁。

在后信息时代，物质丰裕之时，人类社会前进的最大限制是基因，科学家们正在操纵基因，主动改造生命。人类对基因的改造有两个主战场：

第一个主战场是通过操纵基因，增强生产力。

基因操纵技术已经成了人类社会的重要技术力量之一，又被称作基因工程。基因工程有两个主要的应用场景，一个是让其他生物为我们生产蛋白质药物，另一个是改变动植物的性状，为人类生产更多、更好的食物，比如种植广泛的转基因大豆和转基因棉花等。

基因工程在疾病治疗方面经过了两个时期：

• 基因工程1.0时代，科学家运用重组DNA技术把基因转移给微生物，为人类生产蛋白质药物，比如胰岛素。

• 基因工程2.0时代，科学家把人体免疫系统的一系列基因转移到小鼠身上，让小鼠生产人类抗体，进而为人类的疾病治疗带来了革命性的影响。

基因工程 1.0 还不至于影响人类社会走向，而基因工程 2.0 不同，它能利用动物生产对人体非常重要的蛋白质——抗体，这是与人类性命密切相关的新一代蛋白质药物。

什么是抗体呢？

抗体是免疫系统用来对抗外来病原体的蛋白质。每当病毒、黏性末端细菌入侵人体，我们的免疫系统就会记住这些入侵者，然后产生抗体。

抗体需要有抗原的刺激才会产生。抗原和抗体之间的厮杀在人的一生中会发生无数次。

抗体有多强大？

举个例子，只要小时候吃过一次小儿脊髓灰质炎糖丸，你这辈子都不用担心会得小儿麻痹症。因为糖丸里含有被降低了活性的脊髓灰质炎病毒，这些病毒进入人体以后，不会使人生病，而会作为抗原，刺激机体的免疫系统产生抗体。

机体有了针对脊髓灰质炎病毒的抗体之后，如果真的遇到脊髓灰质炎病毒入侵，抗体就会马上出征，尽职尽责地扫除病毒。

抗体药物在人类药物史上处于什么地位呢？

在蛋白质药物和抗体药物出现之前，药物一直是用化学方法合成的。掌握了基因工程技术之后，我们可以成功生产蛋白质药物，还可以用免疫系统的精确制导导弹——抗体来作为药物。

抗体药物现在仍未普及。抗体药物的生产过程非常复杂精细，目前还无法大规模量产，价格也十分昂贵。基因工程的革命才刚刚开始，而它的未来与每个人息息相关，也是人类社会继续向前发展的又一巨大推动力。

操纵基因的第二个主战场是治愈疾病。

人类大部分的疾病都是由先天或后天的基因突变引起的。我们希望操纵基因的一个重要原因，就是修复自身的基因缺陷，保持健康。

几百年前，医学界发现很多疾病是由上一代遗传给下一代的，因此将这些疾病归类为遗传疾病。自从发现了基因以后，人们知道了遗传疾病的病因就是基因缺陷。

科学研究发现，基因缺陷导致的疾病可以分为两类：

• 一类，是由于先天基因突变导致的遗传病。比如唐氏综合征，如果不做产前基因检测，25岁产妇产下唐氏患儿的概率为1/1 300，而35岁产妇产下唐氏患儿的概率为1/300。

• 另一类，是由于后天基因突变导致的疾病，比如癌症。目前的基因检测手段绝大部分都用来检测先天的基因突变。

2012年，人类获得了一个可以准确改造基因的利器——基因编辑技术。

对于先天基因突变导致的遗传病，我们可以通过全基因组测序来发现患者遗传的基因突变，比如新生儿先天性耳聋和会导致失明的先天性视网膜细胞退行性病变，一旦发现病人，我们可以采取全基因组测序的方法，找到孩子身上新发的基因突变，或者孩子遗传自父母的基因突变。

对于后天基因突变导致的癌症，我们需要通过最新的检测手段，如检测血液里的DNA碎片中具有的基因突变，帮助患者对症下药。

 

任何一个生物体都是由基因构成的，基因是所有生命的底层逻辑。在生命科学蓬勃发展的21世纪，基因科学应该成为每个人的常识。

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文章内容选自：《基因启示录》

本文作者：仇子龙