2001-08-31基督教論壇報
【作者：黃鎮台】
十九世紀中葉，奧地利修士孟德爾（Gregor Mendel），在一所奧古斯丁教義派的修道院裏，進行豌豆雜交實驗。經過多年的觀察，孟德爾推論，豌豆由「雙親」各隨機遺傳一個特徵因子﹔因子有顯性與隱性之分，豌豆的個體特徵，譬如說，豌豆花的顏色是紫或白，由顯性因子所決定。
孟德爾的研究開啟了遺傳學的大門。
到了廿世紀，西元一九四四年，薛丁格（Erwin Schrodinger，一九二六年發展量子波動力學，一九三三年獲頒諾貝爾物理獎）在《生命是什麼﹖》一書中，直陳生命係由分子中的遺傳密碼所宰控，換言之，生命可由量子力學加以理解﹔而如同摩斯電碼般，這些遺傳密碼是由重複的符號（單元）所構成。
遺傳密碼的奧秘
這本書相當程度地影響了鮑林（Linus Pauling，一九五四年諾貝爾化學獎得主），克里克（Francis Crick，一九六二年諾貝爾醫學獎得主）以及華生（James Watson，1962年諾貝爾醫學獎得主）等人。
西元一九五二年，「去氧核醣核酸」分子（DNA）經證實，身上就記載著薛丁格所稱的遺傳密碼─「基因」（gene）。（一九四四年，紐約洛克斐勒研究所的Ostwald T. Avery團隊，曾提出肺炎雙球菌的DNA分子為基因載具的報告，但未能為學界所接受。）
次年，廿五歲的華生與歲數大他一輪﹑當時正在攻讀博士學位的克里克，搶先定出DNA的分子結構，並於一九六二年摘下諾貝爾桂冠。
華生是位行事特異﹑盛氣凌人的天才型科學家。在他那本自傳體的《雙螺旋》（Double Helix））書中，他批評克里克「從不謙虛﹑廢話太多」﹔對羅莎琳‧佛蘭克林（Rosalind Franklin，卅七歲時因癌症去世），一位在X光結晶學上提供華生與克里克關鍵性協助的女性科學家，華生的描述是﹕「都卅一歲了，還穿得像個乳臭未乾的黃毛丫頭。」華生更表示，「許多科學家…不知風趣，甚至就是笨蛋。」
一九九○年，人緣不佳的華生受命主持醫史上最具野心﹑也最引人爭議的研究計畫，「人類基因組計畫」（Human Genome Project）。華生誇下海口，祇要十五年的時間就可以完成人體內所有DNA基因的標繪，也就是，「人類基因圖譜」。HGP主要以美﹑英﹑法﹑德﹑日和大陸為首，參與的科學家高達一千一百多位。經費卅億美元。我國的榮陽團隊在一九九八年加入HGP，參與第四號DNA分子的部份定序工作。
命運與基因
在一次《時代》雜誌（TIME）的訪問中，華生暢言﹕
「過去，我們認為命運是由星座所掌控的，現在我們知道，命運絕大部份是掌握在我們的基因手裏。」
一九九二年，華生拂袖離開HGP，回到冷泉港實驗室（Cold Spring Harbor Lab）﹔遺缺由量子物理化學家柯林斯接手。
基因圖譜所提供給科學家的，是一把可能打開人類生﹑老﹑病﹑死奧祕的鑰匙，也因此，對製藥廠商而言，圖譜所代表的是一筆驚人的龐大商機。華生的辭職，即肇因於圖譜商業利益的倫理之爭。這一次，華生的行止倒是有他的立場。
DNA的分子結構像個漂亮的螺旋梯，稱為「雙螺旋」，長度約一百八十公分。人類體細胞有廿三對（四十六條）染色體，每一條染色體內都蜷曲著一個DNA分子。所謂標繪基因地圖，就是將（24條染色體內）DNA分子身上的遺傳密碼加以定位並定序。科學家估計人體基因總數大概在3萬之間。
DNA的「螺旋梯」結構體是由兩股「醣─磷酸」高分子長鏈所構成﹔樓梯的橫木部份，是由四種鹼基分子，A﹑G ﹑C﹑T，以「A─T」﹑「G─C」的配對方式連結而成。
至於DNA身上所記載的遺傳密碼，則是由A﹑G﹑C﹑T四個「符號」，重複地排列組合而成。人類基因圖譜總共有卅億個A﹑G﹑C﹑T。
當細胞進行分裂時， A─T﹑G─C的「配對性」使得DNA分子能夠複製自己，而且將它身上的基因分毫不差的傳給子細胞。
人類體細胞的四十六條染色體，一半來自父親（精子），一半來自母親（卵細胞）。在精子與卵細胞融合而成受精卵後，新生命就有了完整的廿三對染色體。新生命的每一個體細胞都和受精卵有著相同的染色體，因此，也就遺傳了來自父母親雙方的個體特徵。
基因與遺傳性疾病
西元二○○○年，廿世紀的最後一年，人類基因草圖完成了。（依HGP估算，標繪完整且精確度較高的人類基因圖譜，可望在二○○三年前完成。）
先是四月份，一家私人公司Celera Genomics 宣稱他們已捷足先登。緊接著於五月初，HGP發佈基因草圖及人類第廿一號染色體（與唐氏症有關）定序完成的消息。
Celera總裁溫特（J. Craig Venter）原是美國國家衛生院（NIH）基因圖譜定位團隊的負責人，於一九九一年透過NIH向專利局提出超過二○○○件的人腦基因專利案。華生對NIH此舉相當不以為然，曾公開稱之為「神經錯亂，癲狂」。一九九二年，溫特離開NIH，成立TIGR （The Institute for Genomics Research）。1998年，溫特與Perkin-Elmer公司合作，另立Celera Genomics Corp.。
要登上生命奧妙的巔峰，人類基因草圖僅代表了漫長攀援的開始。事實上，科學家仍需進一步探討基因在人體不同組織中的生化功能。從事這項工作的利器之一，就是「生物資訊學」（bioinformatics）─一個結合生命科學﹑電腦與數學，自大量資料中搜尋基因同時預測蛋白質的新領域。根據紐約市Oscar Gruss & Son創投公司的估算，由於生物資訊學在新藥研發與生物晶片分析上的重要性，未來五年的市場將高達廿億美元。
西元二○○○年六月十八日，台灣「亨丁頓舞蹈症及小腦萎縮病友會」在台北成立。患者與家屬，噙著淚，第一次站出來面對社會，呼籲政府正視病患安養﹑同時落實產前分子遺傳篩檢。初估台灣目前大概有三千到五千位亨丁頓舞蹈症以及數百位小腦萎縮患者。
亨丁頓（George Huntington）是十九世紀一位在紐約長島的開業醫師。西元一八七二年，亨丁頓發表「論舞蹈症」（On Chorea），正確地描述了舞蹈症於病患家族中逐代遺傳的模式─雖然當時亨丁頓並不知曉孟德爾在一八六六年發現的遺傳定理。
亨丁頓與小腦萎縮症屬於遺傳性疾病，患者身上的帶病基因就像一顆不定時炸彈，隨時可能發作。要產前篩檢或治療遺傳性疾病，首先須找出帶病基因，予以「定序」，並瞭解它的「功能」（致病機制）。這就是全世界生技研發機構與跨國大藥廠競相投入「人類基因圖譜」標繪與生物資訊學的一個主要原因。
基因療法
按照目前的進度推估，柯林斯表示，不出十年，科學家就能破解兩千到五千種遺傳性疾病的基因密碼，像是血友病﹑亨丁頓舞蹈症﹑纖維性囊腫等等。在廿年之內，醫界就可掌握數百種致癌基因及腫瘤抑制基因，並據以發展高精密度的檢測方法，在腫瘤尚未形成前偵測出癌細胞的存在。同時，遺傳性疾病與癌症也可望在「基因療法」（gene therapy）的發展成熟後，得到有效的治療。
基因療法，是美國南加州大學安德森（W. French Anderson）在西元一九九○年所拓展的臨床療治法。世界上首位接受基因療法的，是位年僅四歲﹑患有SCID （Severe Combined Immuno-Deficiency）的小女孩蒂西娃（Ashanthi DeSilva）。
安德森使用基因改造的無害病毒，來感染抽取自病患身上的血液。在正常基因進入了血細胞之後，安德森復將血液注射回病患體內。這種作法可以針對病患的缺陷基因予以「修補」﹔而它的一個主要困難則在於，有時候人體的免疫系統會攻擊病毒，因而阻止正常基因在人體各部位的擴散。
到二○五○年，我們可望了解「多基因性疾病」（polygenic diseases） ，像是阿茲海默症﹑心臟疾病﹑以及「老化」等，的啟動機制﹔我們可能如加州聖地亞哥大學生物學教授Christopher Wills所說的，掌握到人類的「年齡基因」﹑延長人類壽命到一百五十歲。
西元二○五○年後，或許我們可以控制生命。
華生曾經表示﹕「我們都知道我們是如此的不完美。所以，為什麼不讓我們變得更適於生存呢﹖我們將來要做的工作，就是讓自己更好一點。」
哈佛大學的吉爾柏教授（Walter Gilbert，一九八○年諾貝爾化學獎得主）也興奮地預測，到西元二○二○年，我們就可以從口袋裡掏出一片DNA光碟，並且說﹕「這裡頭有個人，就是我﹗」
「人」的省思
人類的基因等同於人類的行為﹖一個DNA組成帶有暴力傾向﹑易罹患心臟疾病或者低智力基因的人，是屬於「不完美」﹑「不適於生存的」﹖
早在一九八○年代，科學家就已開始植物的基因改良工程。科學家使用「DNA槍」（DNA pellet gun），將細菌的DNA注入植物細胞，創造出生長快速﹑而且能夠抵抗蟲害與植病的農作物。
現在科學家所研究的，是繁殖優良品種﹑有商業價值的基因轉殖（transgenic）動物。
…接下來，是基因改良的優生（eugenic）人種﹖科學家可以在受精卵著床前，改良基因，讓新生命更為合群﹑更為健康，而且更為聰明﹖
人類的科技能力已可取代大自然的「天擇」。我們似乎正扮演著上帝的角色。
不過，令人憂心的是，基因轉殖的動植物，對自然界生態的影響仍然未知。而在新生物科技世代裏，公司徵才時，是否可以要求應徵者附上DNA資料﹖「總統候選人，」很有趣地，華生曾經這麼問道，「是否應該公佈個人的DNA組成﹖」
西元一九九七年二月，蘇格蘭胚胎學家伊安‧魏爾邁（Ian Wilmut）成功地複製了一頭小羊。在複製技術成熟之後，醫師為了治療，是否可以複製人類器官﹖遭受喪子之痛的父母，是否可以要求醫師複製他們的親人﹖而複製人的法定地位又是什麼﹖
西元一九九九年三月，英國醫學會聳人聽聞地指出，不同族群間DNA序列的差異，可能被利用來發展攻擊特定族群的「基因武器」，而研發這種武器所需的時間不過五至十年。
生物科技的發展，確實為人類描繪了一幅脫離古老天譴的美好遠景，允諾我們以健康與福祉。然而，生物科技的發展，又似乎遠遠超越了我們的預知能力，在人類社會﹑倫理與道德的走向上，投下令人惶惑的眾多變數。
面對如是一個威力足以宰控人類命運的科技，我們該深思的，可能不是如何延緩它的發展﹔而是如何讓它的風險和潛力，在社會上有充份的資訊，同時在社會充份的知性溝通下，立法予以妥適的規範。
（作者為前國科會主委）
孟德爾的研究開啟了遺傳學的大門。
到了廿世紀，西元一九四四年，薛丁格（Erwin Schrodinger，一九二六年發展量子波動力學，一九三三年獲頒諾貝爾物理獎）在《生命是什麼﹖》一書中，直陳生命係由分子中的遺傳密碼所宰控，換言之，生命可由量子力學加以理解﹔而如同摩斯電碼般，這些遺傳密碼是由重複的符號（單元）所構成。
遺傳密碼的奧秘
這本書相當程度地影響了鮑林（Linus Pauling，一九五四年諾貝爾化學獎得主），克里克（Francis Crick，一九六二年諾貝爾醫學獎得主）以及華生（James Watson，1962年諾貝爾醫學獎得主）等人。
西元一九五二年，「去氧核醣核酸」分子（DNA）經證實，身上就記載著薛丁格所稱的遺傳密碼─「基因」（gene）。（一九四四年，紐約洛克斐勒研究所的Ostwald T. Avery團隊，曾提出肺炎雙球菌的DNA分子為基因載具的報告，但未能為學界所接受。）
次年，廿五歲的華生與歲數大他一輪﹑當時正在攻讀博士學位的克里克，搶先定出DNA的分子結構，並於一九六二年摘下諾貝爾桂冠。
華生是位行事特異﹑盛氣凌人的天才型科學家。在他那本自傳體的《雙螺旋》（Double Helix））書中，他批評克里克「從不謙虛﹑廢話太多」﹔對羅莎琳‧佛蘭克林（Rosalind Franklin，卅七歲時因癌症去世），一位在X光結晶學上提供華生與克里克關鍵性協助的女性科學家，華生的描述是﹕「都卅一歲了，還穿得像個乳臭未乾的黃毛丫頭。」華生更表示，「許多科學家…不知風趣，甚至就是笨蛋。」
一九九○年，人緣不佳的華生受命主持醫史上最具野心﹑也最引人爭議的研究計畫，「人類基因組計畫」（Human Genome Project）。華生誇下海口，祇要十五年的時間就可以完成人體內所有DNA基因的標繪，也就是，「人類基因圖譜」。HGP主要以美﹑英﹑法﹑德﹑日和大陸為首，參與的科學家高達一千一百多位。經費卅億美元。我國的榮陽團隊在一九九八年加入HGP，參與第四號DNA分子的部份定序工作。
命運與基因
在一次《時代》雜誌（TIME）的訪問中，華生暢言﹕
「過去，我們認為命運是由星座所掌控的，現在我們知道，命運絕大部份是掌握在我們的基因手裏。」
一九九二年，華生拂袖離開HGP，回到冷泉港實驗室（Cold Spring Harbor Lab）﹔遺缺由量子物理化學家柯林斯接手。
基因圖譜所提供給科學家的，是一把可能打開人類生﹑老﹑病﹑死奧祕的鑰匙，也因此，對製藥廠商而言，圖譜所代表的是一筆驚人的龐大商機。華生的辭職，即肇因於圖譜商業利益的倫理之爭。這一次，華生的行止倒是有他的立場。
DNA的分子結構像個漂亮的螺旋梯，稱為「雙螺旋」，長度約一百八十公分。人類體細胞有廿三對（四十六條）染色體，每一條染色體內都蜷曲著一個DNA分子。所謂標繪基因地圖，就是將（24條染色體內）DNA分子身上的遺傳密碼加以定位並定序。科學家估計人體基因總數大概在3萬之間。
DNA的「螺旋梯」結構體是由兩股「醣─磷酸」高分子長鏈所構成﹔樓梯的橫木部份，是由四種鹼基分子，A﹑G ﹑C﹑T，以「A─T」﹑「G─C」的配對方式連結而成。
至於DNA身上所記載的遺傳密碼，則是由A﹑G﹑C﹑T四個「符號」，重複地排列組合而成。人類基因圖譜總共有卅億個A﹑G﹑C﹑T。
當細胞進行分裂時， A─T﹑G─C的「配對性」使得DNA分子能夠複製自己，而且將它身上的基因分毫不差的傳給子細胞。
人類體細胞的四十六條染色體，一半來自父親（精子），一半來自母親（卵細胞）。在精子與卵細胞融合而成受精卵後，新生命就有了完整的廿三對染色體。新生命的每一個體細胞都和受精卵有著相同的染色體，因此，也就遺傳了來自父母親雙方的個體特徵。
基因與遺傳性疾病
西元二○○○年，廿世紀的最後一年，人類基因草圖完成了。（依HGP估算，標繪完整且精確度較高的人類基因圖譜，可望在二○○三年前完成。）
先是四月份，一家私人公司Celera Genomics 宣稱他們已捷足先登。緊接著於五月初，HGP發佈基因草圖及人類第廿一號染色體（與唐氏症有關）定序完成的消息。
Celera總裁溫特（J. Craig Venter）原是美國國家衛生院（NIH）基因圖譜定位團隊的負責人，於一九九一年透過NIH向專利局提出超過二○○○件的人腦基因專利案。華生對NIH此舉相當不以為然，曾公開稱之為「神經錯亂，癲狂」。一九九二年，溫特離開NIH，成立TIGR （The Institute for Genomics Research）。1998年，溫特與Perkin-Elmer公司合作，另立Celera Genomics Corp.。
要登上生命奧妙的巔峰，人類基因草圖僅代表了漫長攀援的開始。事實上，科學家仍需進一步探討基因在人體不同組織中的生化功能。從事這項工作的利器之一，就是「生物資訊學」（bioinformatics）─一個結合生命科學﹑電腦與數學，自大量資料中搜尋基因同時預測蛋白質的新領域。根據紐約市Oscar Gruss & Son創投公司的估算，由於生物資訊學在新藥研發與生物晶片分析上的重要性，未來五年的市場將高達廿億美元。
西元二○○○年六月十八日，台灣「亨丁頓舞蹈症及小腦萎縮病友會」在台北成立。患者與家屬，噙著淚，第一次站出來面對社會，呼籲政府正視病患安養﹑同時落實產前分子遺傳篩檢。初估台灣目前大概有三千到五千位亨丁頓舞蹈症以及數百位小腦萎縮患者。
亨丁頓（George Huntington）是十九世紀一位在紐約長島的開業醫師。西元一八七二年，亨丁頓發表「論舞蹈症」（On Chorea），正確地描述了舞蹈症於病患家族中逐代遺傳的模式─雖然當時亨丁頓並不知曉孟德爾在一八六六年發現的遺傳定理。
亨丁頓與小腦萎縮症屬於遺傳性疾病，患者身上的帶病基因就像一顆不定時炸彈，隨時可能發作。要產前篩檢或治療遺傳性疾病，首先須找出帶病基因，予以「定序」，並瞭解它的「功能」（致病機制）。這就是全世界生技研發機構與跨國大藥廠競相投入「人類基因圖譜」標繪與生物資訊學的一個主要原因。
基因療法
按照目前的進度推估，柯林斯表示，不出十年，科學家就能破解兩千到五千種遺傳性疾病的基因密碼，像是血友病﹑亨丁頓舞蹈症﹑纖維性囊腫等等。在廿年之內，醫界就可掌握數百種致癌基因及腫瘤抑制基因，並據以發展高精密度的檢測方法，在腫瘤尚未形成前偵測出癌細胞的存在。同時，遺傳性疾病與癌症也可望在「基因療法」（gene therapy）的發展成熟後，得到有效的治療。
基因療法，是美國南加州大學安德森（W. French Anderson）在西元一九九○年所拓展的臨床療治法。世界上首位接受基因療法的，是位年僅四歲﹑患有SCID （Severe Combined Immuno-Deficiency）的小女孩蒂西娃（Ashanthi DeSilva）。
安德森使用基因改造的無害病毒，來感染抽取自病患身上的血液。在正常基因進入了血細胞之後，安德森復將血液注射回病患體內。這種作法可以針對病患的缺陷基因予以「修補」﹔而它的一個主要困難則在於，有時候人體的免疫系統會攻擊病毒，因而阻止正常基因在人體各部位的擴散。
到二○五○年，我們可望了解「多基因性疾病」（polygenic diseases） ，像是阿茲海默症﹑心臟疾病﹑以及「老化」等，的啟動機制﹔我們可能如加州聖地亞哥大學生物學教授Christopher Wills所說的，掌握到人類的「年齡基因」﹑延長人類壽命到一百五十歲。
西元二○五○年後，或許我們可以控制生命。
華生曾經表示﹕「我們都知道我們是如此的不完美。所以，為什麼不讓我們變得更適於生存呢﹖我們將來要做的工作，就是讓自己更好一點。」
哈佛大學的吉爾柏教授（Walter Gilbert，一九八○年諾貝爾化學獎得主）也興奮地預測，到西元二○二○年，我們就可以從口袋裡掏出一片DNA光碟，並且說﹕「這裡頭有個人，就是我﹗」
「人」的省思
人類的基因等同於人類的行為﹖一個DNA組成帶有暴力傾向﹑易罹患心臟疾病或者低智力基因的人，是屬於「不完美」﹑「不適於生存的」﹖
早在一九八○年代，科學家就已開始植物的基因改良工程。科學家使用「DNA槍」（DNA pellet gun），將細菌的DNA注入植物細胞，創造出生長快速﹑而且能夠抵抗蟲害與植病的農作物。
現在科學家所研究的，是繁殖優良品種﹑有商業價值的基因轉殖（transgenic）動物。
…接下來，是基因改良的優生（eugenic）人種﹖科學家可以在受精卵著床前，改良基因，讓新生命更為合群﹑更為健康，而且更為聰明﹖
人類的科技能力已可取代大自然的「天擇」。我們似乎正扮演著上帝的角色。
不過，令人憂心的是，基因轉殖的動植物，對自然界生態的影響仍然未知。而在新生物科技世代裏，公司徵才時，是否可以要求應徵者附上DNA資料﹖「總統候選人，」很有趣地，華生曾經這麼問道，「是否應該公佈個人的DNA組成﹖」
西元一九九七年二月，蘇格蘭胚胎學家伊安‧魏爾邁（Ian Wilmut）成功地複製了一頭小羊。在複製技術成熟之後，醫師為了治療，是否可以複製人類器官﹖遭受喪子之痛的父母，是否可以要求醫師複製他們的親人﹖而複製人的法定地位又是什麼﹖
西元一九九九年三月，英國醫學會聳人聽聞地指出，不同族群間DNA序列的差異，可能被利用來發展攻擊特定族群的「基因武器」，而研發這種武器所需的時間不過五至十年。
生物科技的發展，確實為人類描繪了一幅脫離古老天譴的美好遠景，允諾我們以健康與福祉。然而，生物科技的發展，又似乎遠遠超越了我們的預知能力，在人類社會﹑倫理與道德的走向上，投下令人惶惑的眾多變數。
面對如是一個威力足以宰控人類命運的科技，我們該深思的，可能不是如何延緩它的發展﹔而是如何讓它的風險和潛力，在社會上有充份的資訊，同時在社會充份的知性溝通下，立法予以妥適的規範。
（作者為前國科會主委）
