10年內可訂製完美嬰兒
2020年10月7日

Image description
40年前,首個試管嬰兒誕生,起初都不為世人接受,但到本世紀末,估算從實驗室孕育出來的人口,將佔全球總人口達1%。 (路透圖片)

撰文:李潤茵 本刊記者

愛因斯坦的智力、莫扎特的音樂天賦、米高佐敦的運動細胞,還有環球小姐的美貌⋯⋯。以色列歷史學家哈拉瑞(Yuval Noah Harari)曾預言,未來將會出現「超人類」,他們的身體、情感和智力都遠超普通人。從目前科學來看,訂製嬰兒雖然尚未出現,相關技術卻近在咫尺。

挑選「最強」胚胎

「三年前,我們仍無法預測身高;今天,準確度已達到僅幾厘米的誤差。」美國密西根州立大學教授徐道輝(Stephen Hsu)透過視像通話告訴記者,該研究發表於《遺傳學》期刊。

對很多人來說,長得美或醜、高或矮、肥或瘦,如同廣東話「好醜命生成」,這些遺傳特徵(genetic traits),從出生那天已經注定,健康都不例外──不過,徐道輝與其團隊正嘗試打破宿命。

位於新澤西州的基因組預測公司Genomic Prediction,由徐道輝及兩位科學家創辦,他們專門為試管嬰兒提供胚胎基因檢測,12間合作診所分布在美國、尼日利亞、秘魯、泰國及台灣,宣稱客戶遍全球,並於去年再獲450萬美元投資。

有別於傳統篩查,集中在單基因罕見病,如地中海貧血及唐氏綜合症,該公司的「疾病清單」特別長,還包括一二型糖尿病、心臟病、乳癌,甚至思覺失調等超過十種的常見疾病。

徐道輝解釋,公司針對不同疾病給出風險評分(risk scores),「舉例乳癌,美國有10%女士,一生人中會罹患一次,一經我們DNA檢測,就能判別是否屬高危,如是者患病機率可達50%至60%」。

部分乳癌患者屬於遺傳,攜帶來自父母的突變基因BRCA1/BRCA2,早年荷里活影星安祖蓮娜(Angelina Jolie)正是如此,於是毅然切除乳房保命;徐道輝進一步指出,對於許多疾病而言,從DNA樣本可見,若不幸墮入最高風險的1%至3%,其患病機率可以是普通人的十倍。

Image description
徐道輝曾經與華大基因合作,稱亞洲地區對待基因技術,態度比較開放,「沒有那麼恐懼!」 (受訪者提供)

「我們剛剛在《自然》(Nature)發表論文,就是研究了4萬對兄弟姊妹,我們能預測到,他們在不同年齡的身體狀況,舉例兩兄弟當中,有人會死於80歲,有人會患心臟病。」他解釋:「即使在同樣家庭長大,並經歷相同環境,遺傳在孩子階段已經反映出有些不同。」

面對遺傳風險,他認為過去只能「靠運」,父母寄望孩子沒「中招」,但實情每對接受體外受精(IVF)的夫婦,通常都是十選一,只會植入一至兩個胚胎,既然都要取捨,為何不排除高風險呢?「通過基因檢測,就可以防止將病傳給下一代。」

一份報告變相主宰生殺──被選中的胚胎,順理成章植入子宮,繼而發育成嬰兒,否則被打入冷宮(實驗室的冷藏櫃)。對父母來說,則是透過剔除,挑選出「最健康」基因;埋單計數,這樣一來,只是約1000美元(約8000港元)。

想當初,第一次進行人類基因組測序(DNA sequencing),跨國政府花費了15年時間、耗資足足30億美元;現在只需花上數星期、付出低至幾百美元,已經能買到個人化基因報告。難怪徐道輝形容,DNA測序如同晶片一樣愈來愈平〔圖一〕,畢竟「原材料成本僅50美元」。

DNA大數據時代

鏡頭一轉,來到香港中大生物醫學學院的實驗室,該院副教授李天立正準備向記者展示,如何進行全基因組測序。「人有60多億個DNA分子,每次測序就放1至2億到晶片上,再透過機器進行掃描,讀取每一個字母。」同樣工序不斷重複,直至讀取所有字母。

李天立經常形容「DNA等同是本書」,內容則是記載人類程式碼,全部由四個字母A、T、C、G(即含氮鹼基簡稱)排序而成;每三個字母會構成一個單字(科學家稱為「譯碼」),如是者不同譯碼背後,則代表不同功能及作用〔圖二〕

借用26個英文字母舉例,D、O、G三個字母,若然排序為DOG,意思就是狗;一旦改序為GOD,意思就是神。「自從2000年首個人類基因圖譜面世後,科學家想方設法,就是要配對到不同特徵。」

即使是極微細的差別,小至耳垢是乾定濕,其實都能從基因「解碼」出來。李天立分享,這項研究在日本進行,參與人數多達逾千名,結果統計得出驚人發現——「其中一個基因,有人會是T,也有人是C,前者對應就是乾,後者則是濕」。單單一個字母的差別,就決定了耳垢的形態。

餘此類推,眼珠顏色、頭髮曲直,甚至有無「美人尖」等外貌特徵,李天立指出從胚胎DNA中,理論上已經可以讀取出來,「女士追求鼻高、下巴尖,只要找出大量天生長這樣的人,相信也能找出基因關係」。話到此處,不難發現人類基因組,其實就是「大數據」。

Google跟微軟都設「基因專項」。「他們與醫學公司合作,後者掌握大量客戶資料,包括DNA、身高、血型,甚至樣貌,科企就通過機器學習,不斷進行配對。」

亞洲家長特別想知IQ

回到美國,Genomic Prediction的預測能力,關鍵就建立在模型。這間小型初創能檢測一型糖尿病,意味着智商不成問題,因為他們能夠進行「多基因評分」。背後牽涉演算法,徐道輝是這方面的專家,本身研究理論物理。

「複雜特徵通常需要用上數十萬,以至數百萬個樣本來進行機器學習」。身高已經是最容易,最終都用上2萬種變體;其次,他們還能準確預測到「成年後會否禿頭、印度父母很在乎的膚色」,但通通都是無可奉告,原因是基於「道德理由」。

「亞洲家庭最想知道智力水平。」智力預測爭議更大,科學家除爭辯「智商」定義、質疑存在後天因素外,而且影響「學術成就」的DNA區域實際牽連甚廣,要達到「精準」還有一段距離。

不過,目前該公司能夠標記出「高於平均水平或低於平均水平」。準繩度只是時間問題。事關徐道輝發現,基因檢測與智商的相關性,跟SAT等標準化測驗,存在一定參考價值。

一旦有100萬人,能夠提供高質量基因和學術成就數據,該公司便估計,智商預測可在5至10年內,達到10分以內的誤差。愈來愈多「多基因預測模型」建立,距離準確預測不同人類特徹,也會愈來愈近。基因技術不外乎「讀」同「寫」,當分析模型愈來愈精準時,距離父母決定嬰兒的身高、體重、膚色、聲音,甚至智力水平,也會愈來愈近。

這種技術永遠充滿爭議。但即使是已開發逾20年的「植入前基因診斷」(簡稱P.G.D.),其實都早有前人用來訂製嬰兒,例如提高理想眼睛顏色機率,或用來選擇性別。另一間曾獲Google資助的基因測序公司23 and Me,甚至於2013年獲專利,父母可通過挑選捐精/卵者,變相選擇後代基因,只是業務受監管影響。

相比P.G.D.和23 and Me的「土法」,徐道輝則預計,胚胎在未來5至10年內,或會通過基因編輯,進行大幅修改。「如果爸媽天生個子矮,仔女長得高,那是偶然的幸運;然而,只要改變一小束DNA,兩代就能截然不同。」徐道輝補充,同樣地,編輯成本是愈降愈低〔見表〕

只是完美嬰兒未來臨,非議已接踵而來,徐道輝因主張保留SAT考試,而被批「科學種族主義」,公司被質疑進行智力篩選,一度被要求辭任副校長職務。

後來,他再三跟本刊強調,公司當下「只報告健康問題」,更表明政府沒取態前,「團隊都不願走得太前」,但仍然相信科技趨勢銳不可擋。去年,就再有研究團隊,推出改良版的基因編輯工具〔圖三〕

——節錄自《信報財經月刊》10月號《FAAG泡沫危機》