《未来产业》书摘──人类机器的未来

来源  :   Z派生活     2020-06-10 20:14:00

2020-06-10

《未来产业》书摘──人类机器的未来

上一波由数位领头的全球化与创新浪潮,帮助低劳动成本地区超过十亿人口脱离贫穷;下一波,将使最先驱产业晋升主流,却也严重挑战全球中产阶级的经济地位!机器人、尖端生命科技、金融程式编码化、网路安全,以及大数据,是推动未来二十年全球经济社会变迁的关键产业。以下是由天下文化授权,摘自《未来产业》的部分内容。

一个案例:基因体科学的序幕

自从捷克僧侣孟德尔(Gregor Mendel)在十九世纪中叶发现遗传的基本定律以来,基因体研究一直进展快速。1995 年,科学家首度为活生物的基因体定序─嗜血桿菌(通常在小孩身上出现,能造成严重感染)─这个重要突破使得基因体研究与医学开始碰撞出火花。

基因体研究的圣杯─为人类基因体定序─几乎立刻成为焦点。几世纪以来,人类受癌症威胁甚鉅,而所有的癌症都是源于 DNA 受损。DNA 和 RNA在正常情况下,会合作製造蛋白质,但罹患癌症时,突变的 DNA 和 RNA 功能失灵,没办法控制不健康细胞的增长(产生肿瘤),或无法扮演人体修复引擎的角色,结果就让正常细胞变成癌细胞。假使我们能解开组成 DNA 的 30 亿硷基对,在分子层次破解「我们是谁」的奥祕,那幺有朝一日,医生就能找出所有癌细胞增长的原因和方式。

以急性淋巴性白血病为例,若成人时期才得病,往往相当致命。这种病首度复发的存活率已经微乎其微,二度复发的存活率数据则根本不存在。所以当 2011 年,致力于尖端基因体科技的 33 岁肿瘤学家华特曼(Lukas Wartman)三度复发白血病时,没有任何已知疗法可以挽救他的性命。

为了治疗华特曼,他的同事们决定做一件前所未有的事情:设法为他的癌细胞 DNA 和 RNA 定序,同时也从华特曼的皮肤取样及为 DNA 定序。如此一来,就能比较华特曼的健康细胞和白血病细胞的 DNA 序列,找出癥结。

研究小组利用华盛顿大学拥有的 26 部定序机器和一部超级电脑,来测试华特曼的检体。几个星期后终于找出罪魁祸首:华特曼的正常基因会製造出大量的 FLT3,而这种蛋白质会刺激他的癌细胞增长。

不过,即使定序后能找出有害的遗传突变,往往还是无药可医,因为医学界尚未针对问题研究出适当疗法,碰到罕见突变时更是如此。但他命不该绝,正巧製药业巨人辉瑞大药厂不久前刚推出能抑制 FLT3 的新药纾癌特(Sutent),原本用来治疗肾脏癌,但由于华特曼的基因序列,使他成为採用纾癌特来治疗急性淋巴性白血病的首名患者。

说来也是残酷的巧合,华特曼本身是白血病的专家,设法建构完整的白血病基以治疗病患;但他自己却深受其害。「我想即使没有亲身经历白血病,我也会成为治疗白血病的医生。」华特曼说道。

他的治疗方式十分罕见,但只是为基因体科学的无穷潜能揭开序幕而已。有朝一日,像他这样的故事会变得司空见惯,而且那一天不久就会来临。

基因体定序与癌症治疗

2000 年 6 月,美国总统柯林顿宣布,科学家已描绘出人类基因体的「第一幅草图」;三年后,国际人类基因体定序联盟宣布完成第一个基因体图谱,耗费成本 27 亿美元。接下来十年,根据人类基因体研究先驱兰德(Eric Lander)的说法,绘製人类基因体图谱的成本会以惊人速度直线下滑达百万倍,商业化的可能性大增,也促使私人资本投入以遗传学为基础的新诊断学、新疗法和新药物。

据估计,2013 年基因体市场的规模为 110 亿美元左右,未来成长速度可能超出所有人想像。除了基因体定序的价格日益下滑外,我们愈来愈有能力解读高达兆位元组的庞大数据,都会激发未来荣景。

约翰霍普金斯大学的肿瘤学和病理学教授沃格斯坦(Bert Vogelstein),也是癌症和基因体专家。过去四十年来,他发表的科学论文超过 450 篇,被引用超过 20 万次。一九八○年代,沃格斯坦与同事证明了 DNA 突变如何转变为癌。拜他的研究成果之赐,自此科学家辨识出一百五十多个促使癌细胞发展和扩散的基因。

沃格斯坦将自己的最新研究命名为「液态切片」(liquid biopsy),藉由验血侦测血液中是否存有肿瘤 DNA。从液态切片中能侦测出极小的肿瘤,让癌症甚至还没出现任何症状就被发现。只要检查的价格下降到一定程度,未来一般人的年度健检项目都将包含这种侦测癌症的血液检查。

沃格斯坦还和最重要的伙伴狄亚兹(Luis Diaz)合作,开发出分子子宫颈抹片技术(molecular pap smear),能早期检测出卵巢癌和子宫内膜癌。第一期卵巢癌在检测出来尚未扩散时,治癒率高达 95%;但到了第四期,癌细胞扩散到卵巢之外后,治癒率就直线下滑,只剩 5%。狄亚兹指出,如果找到更好的基因检测方式,医生就能及早诊断出初期癌症,提高治癒率。

沃格斯坦和狄亚兹虽然在研究上获得可观进展,但他们希望跨入新阶段,于是狄亚兹和几位同事在 2009 年一起创立个人基因体诊断公司(Personal Genome Diagnostics,简称 PGDx)。如今,PGDx 提供的服务和华特曼所经历的癌症定序方式类似。PGDx 会把癌症病患的检体放进基因体定序机,直到 DNA 的每个片段都变成数据为止。定序完成后,病患的 DNA 会产出数千亿位元组的资讯供分析,说明蛋白质在何处发生突变、癌细胞为何不断增长。但主要问题仍在于,当今的药物开发流程完全跟不上基因体科技带来的速度和準确度。

有鉴于此,欧巴马总统在 2015 年 1 月宣布美国政府将投入 2 亿 1,500 万美元,发展根据个人遗传体质和肿瘤特性量身打造的「精準医疗」,最终可能有百万志愿者参与这项为期十年、耗资 10 亿美元的计画,大大提升推动医学突破的可能性。相对于以化疗方式治疗每一位癌症病患,针对个人遗传特质来开发药物,正如十九世纪採用麻醉药一样,是医疗方式的一大变革。今天最尖端的疗法相形之下都显得原始粗糙。

《未来产业》书摘──人类机器的未来《未来产业》简介

作者亚历克·罗斯曾在美国 2008 年总统大选中担任欧巴马阵营的科技、媒体及电讯政策委员会召集人,之后被希拉蕊延揽,特地为他增设资深创新顾问一职。书中写出未来 20 年会改变世界的产业:机器人、网路安全、基因组科学的商业化。

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