干细胞和转基因:将登太行雪满山
干细胞疗法面临的困难有些特别,除了难以理解的生命过程,还有人类难以理解的头脑。干细胞是尚未分化的细胞,能发育成不同类型的细胞,就像是未出校门的学生,经过专业训练后可以担任不同的工作。理论上,用一个人自身的细胞培养干细胞,修补受损的组织和器官,不会引起自身免疫系统的排斥,是最理想的疗法,但这个美好前景也还没能成为现实。从早期胚胎中提取的干细胞是分化潜力最强的干细胞,20世纪末至本世纪初,正是胚胎干细胞培育技术迅速发展的时候。但保守思潮的影响使美国政府从2001年起通过限制经费的方法对相关研究严厉管制,导致美国的胚胎干细胞研究受到打击,拖累了这一领域在全球范围的发展,一些研究不得不转向技术上更困难的方向——用体细胞培育干细胞。
干扰胚胎干细胞研究最醒目的口号,是“不要扮演上帝”,这个口号也干扰着另一项已经相当成熟的技术——转基因。转基因农作物的安全性得到诸多国际机构的肯定,一些已上市或准备上市的转基因作物,还能通过减少农药使用、减少污染来对环境产生有利影响。过去十年来,全球转基因作物种植面积持续扩大,2009年达到1.34亿公顷,美国、加拿大、巴西、阿根廷、印度、中国等都是种植大国。尽管其间也一直存在反对和质疑之声,但转基因技术作为“人类历史上应用最为迅速的重大技术之一”,正日益成为世界各国增强农业核心竞争力的焦点。
基因组与医学:此时相望不相闻
同样停留在实验室里的,还有生物学和医学曾经许下的一些美好愿景。2000年6月,集世界多国之力、耗资数十亿美元、运行已十年的“人类基因组计划”公布了第一份人类基因组草图。媒体和公众欢欣鼓舞,科学界也夸耀这一项目的重要性堪比阿波罗登月。当时的美国国家人类基因组研究所主任弗朗西斯·柯林斯曾说,理论上讲,图谱绘制完成之后,所有关于人类生长、发育、衰老、遗传病变等的秘密将随之揭开。
但是,参与计划的英国科学家在他们的新闻发布会上引用的诗句,可能是更加准确的预言:“我们叫做开始的往往就是结束,而宣告结束也就是着手开始。”此后十年间,人类基因组图谱逐渐完善,但展现给科学家的,却是更加庞大的“未知”。
随着技术进步,基因组测序效率飞速增长。2008年,DNA结构发现者詹姆斯·沃森的基因组图谱测序完成,耗资150万美元,费时4个月,比起人类基因组计划已经大大节省。“国际千人基因组计划”于2008年启动,预计到2011年底完成时,绘制了个人基因组图谱的人将达到2500人。科学家的最终目标是使基因组测序成为普通人负担得起的体检项目。
然而拥有遗传信息并不表示懂得如何解释它,基因与疾病间的关系错综复杂,远远超出人类原先的猜想。基因疗法于1990年首次成功治疗疾病,此后,伴随着基因组研究的进步,人们对癌症、免疫力缺损等疾病的基因根源取得许多新发现,并不时有治疗成功的案例。然而这些治疗仍停留在实验阶段,其有效性和安全性还存在许多问题,直到现在还没有成熟可靠的基因疗法可供选择。对公众而言,基因疗法始终是新闻里的事物,离现实似乎只有一步之遥,却就是迈不过去。弗朗西斯·柯林斯于2010年3月在《自然》杂志上承认,基因组研究给临床医学带来的影响一直不甚明显,人类基因组计划还没有对个人保健计划产生直接作用。
新能源:东风吹水绿参差
十年来,各经济大国扶持可再生能源的政策和资金都有不少,那些形象亮闪闪的新产业——太阳能、风能、生物燃料等,少则10%、多则60%的年增长率,确实值得夸耀,但这毕竟是“幼年”阶段的高增长。尽管可再生能源占全球消耗能源的比例在2008年已达约19%,可剔除像烧劈柴取暖这样“对生物质能的传统应用方式”和水电,只有2.7%来自真正意义上的新型可再生能源。
以石油和煤为代表的化石燃料仍然是能源结构无可置疑的主体,油价涨落牵动着世界经济的神经,新能源产业也在这涨落中摇晃。新能源相对较为昂贵,油价疯涨时,这个缺点会缩小甚至消失;油价一旦回落,要资本自发流向新能源,就必须另有外力来使它显得有利可图,譬如政策贴补。但是,这样的外力只能做到“扶上马送一程”。使新能源成本下降到与化石燃料相当,才是实现全球能源结构转型的关键。这只能寄希望于基础建设完成后规模化生产导致成本下降,以及技术的进步。
在新能源技术方面,过去十年来并没有出现突破性进展。太阳能光伏发电的硅材料成本仍然高昂。从粮食中提取生物乙醇的做法,被质疑可能推高粮食价格,而且将种植粮食所需的耕地、水源、农药等成本全部计入的“环保总账”是否一定比石油更划算,也存在争议。有人在研究直接降解农业废料中的纤维素,或用藻类在阳光作用下直接合成生物燃料,但这些技术还停留在实验室里。聚变能研究也是如此,国际热核聚变实验堆的建设进程拖拖拉拉,计划提出20年后才确定建设地点,之后项目日程表和预算批准又耗时5年。能否按计划建成,像有些科学家预言的那样在30年内进入商业化服务,令人存疑。新能源产业能否独立于政策扶持、以有竞争力的姿态向化石燃料发起全面挑战,有待下一个十年来验证。
(摘自:王艳红.回首青山入梦频.科学时报,