武漢病毒研究醜聞 – 小評論

這幾天武漢病毒研究有大醜聞,有一篇《刺針》和一篇《紐英倫醫學雜誌》的文章被撤回,其中一篇聲稱抗瘧疾藥氫氧奎寧(hydroxychloroquine)增加死亡率,令很多氫氧奎寧研究被剎停,更成為傳媒拿來討伐美國總統特朗普的工具(因為特朗普一度鼓勵氫氧奎寧的研究)。其中一位當事人更是亂做幹細胞療法,我從事幹細胞研究,不得不插嘴講一下。

兩篇文章的研究數據都的來自Sapan Desai(作者譯:廸世賓)的公司Surgisphere(作者譯:外科混球公司),聲稱有來自七百家醫院過十萬個病人資料,廸甚至揚言,有這些數據,連臨床測試也不需要啦。後來有人覺得可疑,為何一間小公司,可以有如此大量的數據?沒有醫院表示與混球公司合作過。提及到的蘇格蘭國民保健署(NHS Scotland)更否認和混球公司合作過。追問下,廸本人表示連他自己也拿不出公司的數據。最後,兩篇文章和一篇預印文章都被撤回。

仔細一看,幾位當事人的往績相當可疑,《科學》雜誌的文章提到廸開了兩家公司,其中包括營運一份沒有人看的期刊《Surgical Radiology》(外科放射學),七年來只有29次引用,卻聲稱每月有一百萬閱覽。而另一位作者Amid Patel (作者譯:柏亞密),則有多家幹細胞療法公司,2016年更在《刺針》發佈過用骨髓幹細胞醫治心臟衰竭的研究,聲稱是最大型的心臟衰竭幹細胞療法測試,這麼「成功」,卻完全沒有後續。現在,又參與聲稱能用臍帶幹細胞醫武漢病毒綜合症的研究。

為什麼?因為骨髓幹細胞中根本沒有心臟幹細胞!他所謂的「幹細胞療法」都是草率地隨隨便便打一些幹細胞就當做了療法。沒有幹細胞,沒有誘導再生的分子,所謂的療效就算是真的,也只不過可能是細胞釋出的物質減緩了發炎之類的,對於心臟衰竭是不值一提。這樣草率無根據的研究,當然無可能做下去。如此草率,令我非常懷疑他其他公司所謂的幹細胞療法都是同一取態,難聽一點就是鳩做(粵語俚語:白做)。隨隨便便亂打幹細胞,不長出腫瘤也偷笑,你不如說用「屎眼幹細胞」來醫武漢病毒綜合症?再加上這次的醜聞,我極度懷疑這夥人的誠信。

又要說那句:「整個行業都被你搞壞啦!」

參考:https://www.sciencemag.org/news/2020/06/whos-blame-these-three-scientists-are-heart-surgisphere-covid-19-scandal

公道的科學判斷

十八世紀,天花病毒仍然肆虐,傳染性高,死亡率達三成,在歐洲每年有四十萬人因天花死亡。天花無藥可治,醫生束手無策。然而,當年坊間有個觀察,感染過牛痘的牛奶女工,似乎對天花是免疫的,甚至可以照顧天花病人而相安無事,這後來也成為了醫生的共識。爵士提(Benjamin Jesty) 是個農夫,感染過牛痘,1774年天花來襲,他為了保護妻兒,忽發其想,帶他們到牛場,並用針將牛痘的膿液刺進妻兒的手臂中。有足夠證據證明會有用嗎?沒有,只能算是勉強相關。相關性不代表是因果,而且他們沒有感染牛痘病,只是有點反應而已,你甚至可以說Irreverent。當時,所有鄰居覺得他痴線的,直至廿年後,詹納(Edward Jenner)醫生對二百個人做了經典的疫苗實驗,才奠定了疫苗的基礎,更令天花自上世紀完全消失,成為十八世紀最大的醫學發現。農夫爵士提,就成了首位做用疫苗的人。

爵士提的試驗,對像只有三個,而且沒有對照組,也沒有發表同儕審核的論文,甚至根本無科學理論基礎!因為直到一百年後,1864年巴士德(Louis Pasteur)的疾病細菌學說前,都沒有人知道傳染病由微生物導致,更遑論病毒學和免疫學知識。按今日的標準,是不及格,甚至會被視為無知愚民所為。不及格,的確不能視為正規科學研究,然而,如果你隨意就否定了這些坊間觀察,天花疫苗也許就不知道要遲多久才出現了。

有人提到想聽我對醫科生大戰的意見,但我最近要趕兩篇研究原稿,忙得要死,所以醫科理科朋友,Pubmed就好了,科學意見沒有專利的,不是說有學位才能指點的。(當然,有些沒有做過科研,不懂科學,但又自以為科學戰士的,大有人在,有空才評論一下。)

科學切忌先入為主,要以事論事,要公道。不公道的人,不要說在坊間,就算在學術界也大有人在,不然就不會有萬惡的Reviewer Number 2,千方百計也要弄死你的論文。爭辯,是可以的,但要看你針對人,還是針對事。若然科學是錯的,你也以科學的名義分享,就是不公道,就是不科學。非科學家,有科學不準確的講法,我可能容許,但我不會因為私人立場而以科學名義分享,這是我對我科學家專業的尊重。而香港的寫手,有否這個尊重,還是借專業之名打擊異己,為虎作倀,自有公道。(我也認識有好的寫手,但很少。)

科學思考,不是背書,科學理論日新月異,必須與時並進,而且要放下偏見。當然,只要你認為理據足夠,偏執也是容許的,例如Barry Marshall 為了向打死也不信胃有細菌的同事證明胃病由幽門螺旋桿菌導致,整瓶細菌飲下去,結果真的得了胃病,也因此拿了諾貝爾獎。而各持己見做死對頭一輩子的人,在科學界多的是,科學要靠這些激辯與競爭進步,不應是一言堂。

對罵,也是以事論事。大膽假設,小心求證,不要為了當下的科學範式,隨意否定一些粗疏的觀察,才能使科學進步。除非是錯到離譜,違反現有證據,明顯是亂用科學詞語的騙案,否則你都不應隨意以科學名義否定別人的觀察。另外,科學除了講實證,也講合理性(Plausibility)。

酒精能否殺菌消毒?可以。酒精搓手液能否減低病原體傳播?視乎使用時間和份量。只用酒精搓手液能否代替洗手?不能。群眾用酒精搓手液能否減低武漢肺炎傳播率?不知道,因為沒有證據。然而,我用不用酒精搓手液?用,因為我有合理理由,由現由科學知識,推測使用酒精搓手液能減低感染機會。

證據不足,卻是合理的判斷,而且也強調酒精搓手液不能取代洗手,就是可接受的論述。然而,由於證據不足,這只是我個人判斷。我不可能因此要求全部人都用酒精搓手液,也不應用公帑建廠大造酒精搓手液,或者批鬥不用酒精搓手液的人,因為涉及利益瓜葛和公民自由。這就是公共判斷。

講到尾,說是公道二字。對人要公道,科學與個人判斷和公共判斷的關係,也要公道。其實有私人恩怨,人之常情,但故作公道,曲解對手,甚至為了打擊對手,完全用另一套標準,就是人格有虧。我在沒有明確政治立場前,就已經決定不加入某些群體,是有原因的。公道自在人心。

《Biorxiv是搶功勞網站?》

#老屎忽 #學術界廢老

話說有位退休教授,講了這麼信口雌黃的話。

https://www.thenewslens.com/article/130692

一般的科學研究論文,都是投稿到學術期刊,再由幾位匿名的同業科學家審核並提供修改意見,生物學的話,歷時半年至兩年不等(亦可以是無限輪迴)。「待印論文」(preprint) ,是未經審核的論文,放在網上,先睹為快。Biorxiv,是集中發佈生物學及醫學研究的待印網站。Biorxiv的文章,的確是未經審核,的確有很多垃圾,正如之前那篇印度論文我也說是垃圾。但是,說發在Biorxiv的人都是「要搶功勞」,簡直是信口雌黃,與時代脫節。幹細胞生物學巨頭Hans Clevers教授也在Biorxiv發preprint,他本來都不憂發論文了,又是要搶功勞嗎?也不用說很多知名期刊拒絕發佈過preprint的論文,知名教授願意發佈在biorxiv是很大風險的。

人家物理學Preprint的習慣有十幾廿年歷史,用以盡快將研究與同儕分享,有新的突破,其他科學家可以驗證和利用,加速科學進步。你計錯數,發表了廢的研究,全世界都可以驗證,公審,正如這次的印度廢文。

生物醫學研究惡性競爭的環境,導致科學家完全不會想分享自己研究成果,每次到國際會議時都小心翼翼,甚至要做間諜般套取別人研究項目,好保障自己的項目不被威脅。這都是因為生物醫學界好大喜功,貪新厭舊。反面的結果不要,非嶄新的研究不要,不夠爆點的題材不要。一個研究要做三至五年,同儕審核又要半年至一年,導致分享科學進度緩慢。有些題材你做我也做,做了幾年才發現走冤枉路,但由於訊息不公開,就各自走了一樣的冤枉路。

生物醫學研究的確不像物理學,人家很多觀察到的新數據都會公開發佈,而我們的實驗結果要親手徹夜不眠地做,不會公開,所以的確並不如物理學待印論文可以輕易驗證。但起碼是參考了其他科學領域的經驗,嘗試一改行業的惡俗風氣,不能輕輕一句「都是搶功勞」就否定整個Biorxiv的。

避免公眾誤用待印論文,必須要向公眾解釋,待印論文是未經過同儕審核,要很小心引用,不能當一般論文處理。例如提醒傳媒或非專業人士不應隨便就待印論文發新聞稿。另邊廂,其實很多經同儕審核的也是廢文,之前說蛇是WARS宿主那編就是審核過的垃圾,都有不少科學家批評。甚至在知名期刊也有很多垃圾,我也評論過當中一些。就算是待印文章,科學家自己審核過覺得可信,就可評論或不正式地引用,而正式文章,就算審核過,都一定要小心看待。看待論文,從來也該用專業的科學角度看,而不是單純期刊的影響因子。最後,與時代脫節的話,還是不要隨便張口說大話了。

回應《以基因組研究發掘武漢肺炎起源》- 不要隨便將假說講成「陰謀論」

【不要隨便將假說講成「陰謀論」】

稍為講講科學期刊的新聞稿,之前建議過大家讀的,比較直白地講出暫時已知的分子證據,如何用以推測病毒起源,值得一看。不過有兩點想補充。

第一點,純粹是因為我是科學宅,順便更正一下文章的一句”So it likely took decades for RaTG13-like viruses to mutate into 2019-nCoV.” (武漢肺炎病毒用了幾十年時間由蝙蝠RaTG13病毒突變而成。)這句不準確。準確的說法是,假設病毒突變率穩定,RaTG13和武漢肺炎病毒在幾十年前分支。黑猩猩和人類千萬年前分支,不代表黑猩猩用了千萬年演化成人,好嗎?😑

第二點,文中提到美國羅格斯大學微生物學研究所,從事分子生物學研究的Richard Ebright教授,多年指出中國病毒研究和武漢P4實驗所的安全成疑,他認為,按照如今數據,病毒自然發生或者實驗室洩漏都有可能。這點和我看法一致,未有證據證明是人為,但數據也沒有否定洩漏可能。

武漢病毒研究所的多年合作者,EcoHealth Alliance的Peter Daszak表示不認同Ebright的講法,指每次有新病毒,人們都講是洩漏,總要接受這些爭議和傳說(myths)。(“Every time there’s an emerging disease, a new virus, the same story comes out: This is a spillover or the release of an agent or a bioengineered virus,” Daszak says. “It’s just a shame. It seems humans can’t resist controversy and these myths, yet it’s staring us right in the face.)其實這樣的說法是不公道的,沒有科學證據證明不是洩漏,而Ebright也只是合理推測,沒有曲解數據,的而且確有可能是洩漏。你不能因為推測涉及指控人為的疏忽或陰謀,就能以一句Myth或陰謀論否定人的。(2004年北京實驗室就真的洩漏過一次沙士,怎了,很陰謀嗎?)

最後,Daszak表示,要追查起源,才能避免這樣的疫症再現。不找出起源,就算這症情被遏止,病毒都可能在某農場醞釀,持續洩漏出來,沒完沒了。(If we don’t find the origin, it could still be a raging infection at a farm somewhere, and once this outbreak dies, there could be a continued spillover that’s really hard to stop.)

咦,你說洩漏?Spillover?在人工的農場洩漏病毒出來?一定是陰謀論啦,對不對?

https://www.sciencemag.org/news/2020/01/mining-coronavirus-genomes-clues-outbreak-s-origins

《WARS序列的人工設計證據?》

《WARS序列的人工設計證據?》

讀者來信,講起有待印論文提出WARS有愛滋病病毒的成份,所以懷疑是人工設計的。然而老實說我不能認同。

這篇待印(preprint)論文,拿了沙士和WARS序列比對,發現有四個WARS獨有的插入序列,然後發現這四個序列和愛滋病病毒的結構蛋白序列很相近,還不是人工設計的?!

乍看是有論據,然而,處理生物訊息學大數據,必須要考慮統計,因為當你看了幾千萬個生物樣本,難免因為巧合,會見到某動物的基因組裡寫著「天滅中共」的基因密碼。就正如彩票中獎率再低,買的人夠多,也總有人中的。

所以,第一,最基本,他要提供隨機地出現這些序列的可能,特別這些序列是極短的。然而他連這樣基本的也沒做。第二,除了隨機以外,也可能是因為這些序列本來就常出現在各種蛋白入面,只是碰巧沙士無而WARS有 。也許是序列對蛋白的一般功能或穩定性有用。有人已發現其實這些序列在其他生物經常出現。三,其他在蝙蝠裡的SARS近親有這些序列,所以不能說明這些序列是人工後加的。(除非這些蝙蝠病毒也是人工修改的?!)

順帶一提,見到是待印論文,都要特別小心,因為是未經過同儕審核的,誰都可以發表。當然,就算經過同儕審核的正式論文,也有很多垃圾。(所以需要科學家這專業啊…)

我沒有很仔細看這論文,第一印象覺得很廢就沒花太多時間,時間寶貴。不過有興趣可以幫忙發掘下,也許解答了上面幾個核心問題後你會有新發現。

待印論文:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.01.30.927871v1

《武漢肺炎起源單一,極短時間內已經人傳人》

已確認:
1.) 首名確診病人沒有到訪過野味市場
2.) 病毒樣本的基因組多樣性極低,有八組是完全一樣的(其中部份病人沒有到訪過野味市場),在廣東和深圳的樣本則有一個突變,然而非常可能只是技術差異。這說明病毒極短時間內已經發展成人傳人。
3.) 從第二點可見,病毒來自單一源頭,也許是單一或單一群體的動物引入到武漢,接觸多人,然後大爆發。
4.) 但是,首名確診病人沒有到訪野味市場,他又是如何染病呢?
5.) 又是誰將這單一病毒源帶到武漢呢?真正的原爆點又是哪裡?

簡單講,一開始所謂「沒有人傳人」,或者「有限度人傳人」,要不是騙人,要不是無知,病毒很早期已經人傳人。中國和世衛到處宣揚不用擔心是靠害。

圖像裡可能有文字

刺針相關論文:https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)30183-5/fulltext#fig1

早期樣本演化樹:
http://virological.org/t/preliminary-phylogenetic-analysis-of-11-ncov2019-genomes-2020-01-19/329
http://virological.org/t/phylogenetic-analysis-of-23-ncov-2019-genomes-2020-01-23/335

類沙士病毒演化樹

看了其他更詳細的演化樹,最接近WARS的是浙江舟山的蝙幅病毒樣本,而最接近沙士的是雲南的蝙幅病毒樣本。類WARS病毒是比較獨立的分支,只有浙江舟山樣本較接近。
有幾個可能:
1. 類WARS病毒一直存於廣泛地區的蝙幅或中介群體,但在大爆發之前未被發現。需要搜集各地蝙蝠和其他動物樣本測試這假說。
2. 人類在逝江感染了類WARS病毒後,帶到了武漢,並突變成人傳人WARS導致大爆發。
3. 感染了類WARS病毒的蝙蝠或中介被帶到了武漢,並感染當地中介或人類,突變成人傳人WARS導致大爆發。

演化樹來源及排序方法:https://nextstrain.org/groups/blab/sars-like-cov?c=clade_membership&p=full

參考:https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1006698

《新型人類冠狀病毒演化小知識》

(為方便,下文一律用WARS代表2019新型人類冠狀病毒。)

  1. 蝙蝠是多種冠狀病毒的自然宿主,研究發現部份蝙蝠品種感染沙士、中東呼吸綜合症(MERS)病毒的近親。(1,3) 
  2. 其中基因組最為接近沙士的,是2005年在廣西蝙蝠發現的類沙士病毒RP3樣本。 (6)
  3. 果子貍冠狀病毒和沙士相近,故當年相信是由果子貍傳到人類。後來發現其實早期SARS樣本(廣州GZ02),與蝙蝠更相近,所以另一個假說是,由蝙蝠感染人,再傳到果子貍裡與人類交叉感柒,然後再傳回給人。(5) 至於為何一開始有人會感染蝙幅病毒,而又有足夠時間和機會演變成人傳果子貍或人傳人呢?無法追溯。
  4. 追溯1983年的駱駝樣本,相信MERS病毒是在超過三十年前由蝙幅傳駱駝,再因為三十年來人類和駱駝共生的關係,演變出人傳人MERS。(7)
Figure 2
  1. WARS是SARS的近親,也是其他蝙蝙冠狀病毒的近親,說明他們有共同祖先。和WARS最接近的近親,是在逝江舟山蝙幅樣本(CoVZXC21, CoVZXC45),暫時只能推測是蝙蝠傳人,或是蝙蝠傳中介,再傳給人,但為何能在短時間內演變成人傳人,很難考究。(5,13)(見第六點)
  2. 暫時所得的WARS樣本,基因都極度相似,十一個樣本裡有三個是完全一樣的,而有幾個只有0.01%差異,有可能只是技術誤差。而三個完全一樣的樣本,其中兩個是從武漢到了泰國的病人,兩人均沒有到訪野味市場。冠狀病毒是突變率極高的病毒,不同源頭的病毒有一樣的基因,沒有到訪野味市場也中了同樣的病毒,說明病毒是在極短期內人傳人爆發。學者推測有可能是在十二月底發生。(4)
上圖首三個樣本,兩個來自泰國患者,一個來自武漢,是完全一樣的。
  1. 野味市場的危險,是多個物種在衛生極差的環境下,互相感染,成為了病毒的培育場,為了適應各物種增加了多樣性,就更易培育出能感染人類的病毒。然而,野味是從何感染的?蝙蝠嗎?野味市場真的有蝙蝠嗎?如果沒有,不和蝙蝠互動的野味,如何有足夠感染機會,演化出能維持在野味的變種?如果是演變成野味病毒,再培育出傳染人類的突變,為什麼不是先發展有限度感染人類,提高多樣性演變適應人類,足以人傳人,而是突然短時間內就成了單一人傳人的源頭,機理是如何?
  2. 武漢的P4病毒研究所,相信會用猿猴做病毒研究,加上中國隱惡揚善的工作風氣,2017年有美國專家警告過其安全性。中國科普博覽報導了P4病毒研究所的開放日,表示研究所會在猴子注射致命病毒。(9)
  1. SARS病毒利用細胞的ACE2受體(你可以當作是細胞的其中一個鎖匙洞)進入細胞體內,而人類ACE2受體和猴子ACE2能被SARS病毒辨認的部份,是完全一樣的(和果子貍,則是58%相同)。簡單說,如果SARS是鎖匙,人類和猴子的SARS鎖匙洞有一樣的匙槽,可合理推斷SARS病毒感染人類和猴子的能力應該非常相似。(5) 而最新研究發現,WARS病毒同樣透過ACE2感染細胞。(10)
人類ACE2受體和猴子ACE2能被SARS病毒辨認的部份,是完全一樣的,和果子貍,則是58%相同。
  1. 2004年,北京實驗室洩漏過沙士病毒,導致一人死亡,九人感染,幸得及時制止。(11)
  2. 順便講個病毒外洩的故事。1918年導致上億人死亡的西班牙流感H1N1,在不斷與人類共同演化後,降低了致命性,然後在1954年消失,被H2N2取代。然而,H1N1在1977年憑空復活,而最令科學家驚訝的是,復活的病毒,居然更接近1950年封存的版本,說明很有可能是實驗室外洩。1977年的起始爆發點,是中國。(12)

我的看法:WARS是短時間內人傳人爆發,最初起源應該是蝙蝠,但蝙蝙病毒如何短時間內發展成人傳人,很難追溯。暫時科學的證據,無法證實是否來自野味市場,或是實驗室外洩。但我認為兩者皆有可能,而且有可能是實驗室外洩到野味市場,再大爆發。當然,不能以科學角度證實,只屬猜測,看倌自行判斷。

參考:
1. Severe acute respiratory syndrome coronavirus-like virus in Chinese horseshoe bats. Lau SK, et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005.
2. Wong S, Lau S, Woo P, Yuen K-Y. (2007)Bats as a continuing source of emerging infections in humans. Rev Med Virol 17: 67-91
3. Woo P. C. Y.; Lau S. K. P.; Chen Y.; Wong E. Y. M.; Chan K.-H.; Chen H.; Zhang L.; Xia N.; Yuen K.-Y.Rapid Detection of MERS Coronavirus-like Viruses in Bats : Potential for Tracking MERS Coronavirus Transmission and Animal Origin. Emerging Microbes Infect.2018, 7, 1.10.1038/s41426-017-0016-7.
4. http://virological.org/t/preliminary-phylogenetic-analysis-of-11-ncov2019-genomes-2020-01-19/329            
5. Recombination, Reservoirs, and the Modular Spike: Mechanisms of Coronavirus Cross-Species Transmission Rachel L. Graham, Ralph S. BaricJournal of Virology Mar 2010, 84 (7) 3134-3146; DOI: 10.1128/JVI.01394-09
6. https://www.ecohealthalliance.org/2020/01/phylogenetic-analysis-shows-novel-wuhan-coronavirus-clusters-with-sars
7. Müller MA, Corman VM, Jores J, et al. MERS coronavirus neutralizing antibodies in camels, Eastern Africa, 1983-1997. Emerging Infect Dis. 2014;20(12):2093-5.
8. https://www.nature.com/news/inside-the-chinese-lab-poised-to-study-world-s-most-dangerous-pathogens-1.21487
9. https://www.zhihu.com/question/55389631
10. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.01.22.914952v1.full.pdf
11. https://www.chinadaily.com.cn/english/doc/2004-07/02/content_344755.htm
12. Article Source: The Re-Emergence of H1N1 Influenza Virus in 1977: A Cautionary Tale for Estimating Div
ergence Times Using Biologically Unrealistic Sampling Dates Wertheim JO (2010) The Re-Emergence of H1N1 Influenza Virus in 1977: A Cautionary Tale for Estimating Divergence Times Using Biologically Unrealistic Sampling Dates. PLOS ONE 5(6): e11184. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0011184
13.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6135831/


《人類首對基因改造嬰兒:潘朵拉的盒子?》

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二零一八年十一月,中國研究員賀建奎聲稱已造出史上第一對基因改造人類嬰孩,隨即引起全球嘩然及科學家聲討 [1]。賀建奎聲稱,他們用CRISPR技術基因改造了胚胎,移植到母體並誕下了「愛滋免疫」的雙生嬰兒。他聲稱母嬰健康,亦通過了測序檢驗,證明實驗成功。賀建奎所屬的南方科技大學立刻發出聲明,指賀建奎早已被停職,一百二十二位中國科學家亦聯署譴責賀建奎。現階段未有科學期刊或研究機構證實他的宣稱,若然屬實,將是人類尊嚴的重大挑戰。

CRISPR-Cas9 技術,是取材自部份細菌防衛機制的基因改造技術。科學家發現部份細菌為了剪除入侵的病毒基因,發展出能精巧辨認病毒基因序列的防衛系統。經過逆向工程及改良,CRISPR-Cas9能夠辨認林林種種的序列,可以輕易做出基因改造的生物,包括小鼠、昆蟲、豬、猿猴及人類細胞等等,成為了分子生物學研究最常見及最強大的工具之一。在二零一四年,科學家成功造出CRISPR基因改造的獼猴[2],亦意味著,離造出基因改造人類的技術指日可待。

在二零一五年,中國科學家首度利用CRISPR技術改造人類胚胎,唯他們只用了無法成人的胚胎,避免了造出改造人類的爭議 [3]。儘管如此,亦激起了全球科學家重新審視改造人類胚胎的倫理共識。美國國家科學院在二零一五年,籌組了基改人類的倫理籌委 [4]。各國都開始允許有限度的基因改造人類胚胎研究,大前提是禁止將基改胚胎發展成胎兒。自此,幾乎每幾個月,科學家就重新審視基改人類的倫理共識。最大的爭議是,改造胚胎的基因,能夠帶到後代,亦意味著人類基因組裡會開始出現人工改造的基因型。最新的共識是 [5],在幾項條件下,可以接受基改人類胚胎的臨床測試。我列出其中幾項:1)沒有合理的替代方法; 2)局限於治療嚴重疾病;3)有充份證據證明該基因能直接並有效導致該疾病發生;4)只能改造成已知人類的基因版本,並且無相關副作用;5)充份臨床前試驗確保安全。

賀建奎聲稱的實驗,符合以上條件嗎?賀建奎聲稱由於嬰兒母親是愛滋病病毒帶菌者,所以要敲除嬰兒的CCR5基因,令其無法受愛滋病毒感染。而事實上,現在已有藥物及手術方法,可以避免母嬰傳染。就算真的要基因改造,也可以只針對免疫細胞改造,無須修改胚胎基因,不符合上述第一點。此外,移除CCR5不代表一定能防止愛滋病,加上現時CRISPR技術效率不是百份百,嬰孩有機會只有部份細胞移除CCR5,未移除的免疫細胞,仍會感染病毒,不符合第二第三點。另外,已知CCR5缺憾的人類會增加西尼羅病毒染風險,而CCR5敲除小鼠更有多種異於正常的症狀,加上CCR5缺憾在華人入面非常罕見,無法預計基因改造的後果[6],不符合第四第五點。可見,這是無視全球科學家共識的越軌實驗。

若然此實驗屬實,最大的倫理後果,是降低了基因改造人類的門檻,毋須恰當理據。既然他能修改CCR5,為什麼我不能修改其他基因,令我的兒女更強壯、更聰明、更俊美呢?這又稱作「設計嬰兒」爭議。儘管我們對人類特徵並未完全了解,暫時也未能修改一兩個基因而造出「優等人類」,但這就像是潘多拉盒子,人類已越軌試探,他日當我們更了解遺傳學,也許就有更大的誘惑,去重新定義、修改人類。當基因與特徵能被量化,能被改造,人類的尊嚴與價值會否改變?上世紀初,人類初窺遺傳學機理,發現原來我們可以利用遺傳學知識,配種出特定特徵的人類。這成為了優生學,當時社會普遍覺得是前衛思想,是人類的未來。後來,卻成為惡夢,儘管當時知識極為簡陋,也足夠導致各種不人道政策,甚至與引致世界大戰的思潮相關。這實值得我們深思。

註:圖片為上世紀初優生學影響下的「優等嬰兒比賽」

[1] https://www.nature.com/articles/cr20189

[2] https://www.cell.com/abstract/S0092-8674%2814%2900079-8

[3] https://www.nature.com/news/chinese-scientists-genetically-modify-human-embryos-1.17378

[4] http://nationalacademies.org/hmd/Global/News%20Announcements/NAS-NAM-Human-Gene-Editing.aspx

[5] http://nationalacademies.org/cs/groups/genesite/documents/webpage/gene_177260.pdf

[6] https://www.technologyreview.com/s/612458/exclusive-chinese-scientists-are-creating-crispr-babies/amp/?__twitter_impression=true

遊戲開發日誌:色彩與生物學

#秘撈遊戲開發日誌  #只是遊戲原型還未做美工很醜別介意  #考考你遺傳學

這週末設計了甲蟲的顏色的遺傳學,為此參考了很多生物界中有關顏色的科學,順道為大家簡介一下。首先,我們能看得出種種顏色,主要是因為我們眼睛內部的視網膜上,有三種視錐細胞,負責檢察不同波長的光,分別對紅、綠、藍三種波長的光最敏感。整個可見光譜中,不同波長的光,按相應比例刺激我們三種視錐細胞,我們的大腦再將這些比例解讀成各種顏色。正因如此,紅、綠、藍(RGB)就是「三原色」,只有這三種光,就能調出絕大部份我們能見的顏色。

咦?小時候美術課學的三原色,不是「紅黃藍(RYB)」嗎?其實,美術課的「三原色」,是描述顏料的,和光的三原色有所不同。光的三原色是疊加的,每多加一種光,就會刺激更多視錐細胞,越加越光,三種顏色相加就會變成白光,這又叫「加色法」(Addictive Colour)。顏料呢?相信大家也知道,只會越混越暗。這是因為顏料不能發光,只能吸收光,你見到黃色的顏料,只是因其吸收掉紅光藍光,因此,每加一種顏料,就會吸收更多光,顯得越暗,這又叫「減色法」(Subtractive Colour)。而減色法下,「紅黃藍」其實也不是原色,反而是「青、洋紅、黃」(CMY),分別完全吸收紅光、綠光、藍光,更加「純正」,這樣才能調出更多顏色。不過因為歷史原因,而且對於孩童,CMY沒有RYB簡單易明(你也大概不會常用Cyan和Magenta來形容顏色吧),所以至今也是更流行的,而在印刷業中,很早已改用CMYK(K是黑色)。這裡,需要印刷的朋友注意了(特別是科學家們!),屏幕上的RGB要轉成印刷的CMYK,可能會有很大的色差,所以如果做Poster匯報,最好一開始就用CMYK設計!

生物中的顏色,也是相同原理,利用不同色素,吸收不同波長的光,以減色法調出大自然的色彩繽紛!然而,不是每種顏色的色素,都是這麼容易生產的,生物界就用不同方法補足。例如鮮紅的紅鸛(Flemingo),就是靠食物中大量的類胡蘿蔔素(Carotenoids),而變成紅色。另外,動物界中的藍色色素極為罕有,大部份動物的藍色,例如蝴蝶和孔雀,都是利用超精細的分子結構,形成光波干涉(Interference),強化藍色並消除其他顏色,由於最後的顏色是基於光反射的角度,看起來就像閃爍晶盈的藍寶石。雄性孔雀屏上的羽毛,更能以繞射光柵(Diffraction grating),形成閃光燦爛的彩色。除了減色法,部份生物還會發光!例如部份水母會生產螢光蛋白(fluorescence protein),就像漆黑中的螢火蟲一樣咁鮮明咁出眾。

有不少動物,在同一物種裡都有不同顏色,背後的遺傳學又是如何的呢?這裡就以信鴿為例,告訴大家,細微的分子改變,都會有可見的效果!信鴿主要有三種顏色:藍、棕、紅,是靠細胞內三種黑色素(melanin)(黑、棕、紅)形成,一般情況下三種色素都會生產,但由於黑色色素蓋過其餘色素(減色法!),所以有黑色色素,信鴿就是深藍色。TYRP1蛋白,是黑色色素的工廠,但在棕色鴿子中,TYRP1是失去功能的變種型【棕】(aka廢物棕),無法製造黑色素,而信鴿則只會剩下棕色和紅色色素,所以看起來就是棕色。不過,雄性有兩套TYRP1,各來自父母,只有一套壞了,還有另一套可用(雌性只有來自爸爸那套TYRP1)。所以,純種的藍色(藍/藍)和雌性的棕色(棕/無)交配,生下來就一定會是藍色,因為後代起碼有一套健全的TYRP1 (藍/棕)(藍/無)。所以,我們說藍色相對於棕色,是顯性基因,相反,棕色較於藍色,是隱性基因。紅色的信鴿,則擁有TYRP1變種型【紅】(aka 綁匪紅),不單失去製做黑色色素的能力,而且還是壞份子,會綁架負責製造黑色及棕色色素的工廠,令細胞無法製造黑色或棕色色素。結果,信鴿就只剩下紅色色素,變成紅色了。與變種型【廢物棕】不同,變種型【綁匪紅】是個綁架犯,一個已經可以綁架別人,而且會形響正常的TYRP1功能,這又叫做顯性負面(Dominant negative)。

先講這麼多,那麼問題來了:
藍鴿A和紅鴿B交配,生下來的有一半是紅、四分一棕、四分一是藍。

問題一: A再和棕鴿C交配,生了一堆孩子,請問孩子會是什麼顏色?
問題二: C再和B交配,會生出什麼來呢?

答得最好的最詳細的同學,我遊戲裡其中一條基因會以你命名!(很有科學家的感覺對不對)
Tag你快考高考/DSE生物學的朋友吧!

參考: https://learn.genetics.utah.edu/content/pigeons/color/

 

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