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中國學者關注鏡像生命安全風險

生物技術是當今最重要的前沿和未來技術之一。中國國家主席習近平2024年6月24日要求加快生物科技等領域的科技創新,培育發展新興產業和未來產業。中國總理李強2025年3月5日在政府工作報告中表示,要建立投入增長機制,培育生物制造等未來產業。

未來產業在推動科技進步的同時,也會帶來安全風險。科學界深信,靠當前的生命科技手段,鏡像生命不久即可成為生命界的現實存在。在探究鏡像生命的過程中,也引起風險憂慮。來自9個國家的38位科學家在2024年12月12日出版的頂級多學科刊物《科學》)(Science)發出預警,提醒政府、企業、科學界重視生物安全,直面鏡像生命的風險。這38位科學家中,有三個半人來自中國科研機構。

鏡像生命是由手性分子構造的細胞所形成的生命體。我們把一個物體放在鏡子前面,鏡子裡就會出現一個大小和形狀都跟鏡子前的物體一樣的虛像,這個虛像就是鏡像。在現實世界裡,有時候會見到兩個物體或者物體的部分互為鏡像。這樣的鏡像就不是虛像,而是實實在在的物體了。鏡像已經成為幾何、物理、化學、生物學的研究對象,計算機技術、美學、藝術、心理學、哲學、文化研究中也在研究鏡像。

兩個有鏡像關係的物體,不僅在空間上對稱而且可以完全重叠,就像兩個大小形狀完全一樣的球那樣。但是,也有鏡像物體不是這樣,相互對稱但卻不能重叠,就像左右手那樣,這樣的鏡像關係,就叫做手性。自然界中,許多分子都彼此鏡像對稱但不可重疊,這種結構互為鏡像關係的分子,被稱為“手性分子”。

鏡像生命不是說兩個生命體及其部位和器官之間有鏡像關係,也不是說組成生命體的細胞或分子之間有鏡像關係,而是指由鏡像分子中的一部分即手性分子構造的細胞所形成的生命體。

鏡像生命有巨大的安全風險。手性分子的設計和合成,無疑會給醫藥產業和材料制造業帶來突破,但由手性分子建構的細胞生命可能會給人類帶來巨大的風險,因為手性分子結構與天然生物的分子呈鏡像對稱,可能在生物體內和自然環境中表現出完全不同甚至相反的生物學行為。

鏡像生命帶來的風險主要有:一是人類健康風險。鏡像細菌由於其蛋白質和細胞壁分子的手性與天然細菌完全相反,但二者的組成和結構卻完全相同,人類免疫系統可能無法辨識。這就使鏡像細菌能夠逃避先天與適應性免疫機制的攻擊,進入人體,在血液和組織中快速復制,引發嚴重的系統性感染。二是生態系統風險。動植物的免疫機制也同樣無法識別鏡像生命,可能導致農業生態系統的嚴重疾病暴發。三是環境風險。鏡像細菌由於缺乏天敵控制,可能在生態系統中迅速擴散,擾亂土壤和水體微生物群落平衡,影響生態系統的穩定。

中國科學家參與生物安全預警事業。此次參與聯名呼籲警示鏡像生命風險、來自中國科研機構的有4位科學家。這些科學家分別是:劉陳立,中國科學院深圳先進技術研究院院長,他領導團隊在定量分析與合成生物學結合方面取得開創性成果,也積極推動科研成果在生物制造和生物安全領域的轉化應用。張衛文,天津大學生物安全戰略研究中心主任,在光合微生物合成生物學和細胞工廠構建方面取得成就,注重將尖端技術與國家安全戰略相結合,任聯合國《禁止生物武器公約》技術顧問。朱新廣,中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員,研究領域集中於光合作用系統生物學與植物光能轉化效率提升。詹姆斯‧迪傑(James M. Tiedje)是美國國家科學院院士、中國科學院外籍院士,任美國密歇根州立大學教授,同時任職中國西北農林科技大學土壤微生態聯合研究中心,在微生物生態學和環境基因組學領域深耕多年,持續推動全球科研機構在土壤健康、污染治理與氣候變化研究領域的合作。

除上述科學家外,中國在生命倫理、科研倫理和生命安全領域也湧現出一批負責任的人文學者。中國社會科學院邱仁宗研究員被譽為“中國生命倫理學泰鬥”,率先把生命倫理學框架引入國內的醫學政策制定過程中。中國科學院李真真研究員是中國科技倫理委員會委員,多年來專注科研誠信與科技倫理治理,提出“適應性治理”模式。電子科技大學雷瑞鵬教授曾任亞洲生命倫理學協會副會長,在合成生物學的倫理和政策法規框架研究中取得成績。中國科學院大學黃小茹教授是中國科學院在科技倫理與科研管理領域的核心專家,在生命科學領域前沿倫理問題及治理研究中提出系統見解。

中國對未來科技產業的關注並不僅僅停留在對經濟與產業增長點的追求上,也同樣關注未來科技應用背後的倫理責任與安全挑戰。從國家領導人的戰略部署,到科研機構和科學家的努力,中國正在推動生物制造業發展的同時,關注、預警、監管生物安全問題。

作者:任安波(山西大學副教授)

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