AI+基因編輯，為何成為比爾·蓋茨口中的救命良方？

原標(biāo)題：AI+基因編輯，為何成為比爾·蓋茨口中的救命良方？

新型冠狀病毒，讓人工智能和生物科技，密集地出現(xiàn)在普羅大眾的視野當(dāng)中。

對該技術(shù)抱有期待的不僅僅有在疫情中煎熬的普通人，還有不少掌握著社會權(quán)柄的大人物。

比如在2月14日的美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會（AAAS）年會上，微軟創(chuàng)始人兼慈善家比爾蓋茨就提出，人工智能可以“理解復(fù)雜的生物系統(tǒng)”，基因編輯技術(shù)則具有治愈艾滋病的潛力，用來構(gòu)建新一代的健康解決方案，或許可以拯救世界。

而早在2015年2月，比爾蓋茨被問到如何看待人工智能時，卻表示“十分擔(dān)心”，認(rèn)為若干年后機(jī)器發(fā)展得足夠智能，就將成為人類的心頭大患。

兩則新聞結(jié)合來看，真是讓人由衷地發(fā)出“世界首富原來也是真香怪”的感慨……

而和人工智能一樣，基因編輯也曾在過去幾年，受到科技倫理、有效性等的重重質(zhì)疑。

甚至有研究者認(rèn)為，人工智能和生物科技的融合，將在未來重塑人類的生命形態(tài)，讓“人類威脅論”更上一層樓。

那么，比爾蓋茨眼中的“AI+基因技術(shù)”，到底如何改變了醫(yī)療健康領(lǐng)域，又是否會讓人類演變成“新物種”呢？

轉(zhuǎn)角遇到AI：兩大 “人類威脅論”收割機(jī)命中注定的相遇

人工智能不必多提，大家應(yīng)該已經(jīng)聽到耳朵長繭了。

但比爾蓋茨口中的“基因編輯”，恐怕普通人一聽就怒火中燒。畢竟沸沸揚(yáng)揚(yáng)的賀建奎“改造雙胞胎女嬰”事件，余溫猶在。至于打造“完美嬰兒”、減除DNA片段等，一聽就像是科幻電影里不擇手段的變態(tài)科學(xué)家和財大氣粗的超級反派。

但實際上，基因編輯的出現(xiàn)，是整個社會進(jìn)入人工智能時代的必然結(jié)果。

先簡要介紹一下，被比爾蓋茨看做是人工智能“官配CP”的基因編輯中相對成熟的CRISPR技術(shù)。

CRISPR有“基因剪刀手”之稱，全名是Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，即一系列重復(fù)的DNA序列，細(xì)胞能夠利用這些基因序列“記住”攻擊它們的每種病毒，當(dāng)同種病毒再次發(fā)起攻擊時，就能夠給予生物體一定的保護(hù)或免疫力。

所以，使用CRISPR對相關(guān)DNA進(jìn)行切割和編輯 ，理論上來說能夠?qū)ζ鸬降钟《炯百|(zhì)粒入侵的作用。

該技術(shù)在實用層面已經(jīng)相對成熟，在許多基因疾病中都顯示出了一定的療效。

比如NHS信托倫敦大奧蒙德街兒童醫(yī)院就利用基因編輯技術(shù)TALEN，成功治愈了一歲小女孩Layla的白血病。比爾蓋茨基金會也投入了千萬美元，研究如何讓CRISPR-Cas9改變昆蟲的基因組，達(dá)到抗擊瘧疾和其他蚊媒疾病的目標(biāo)。

也正是因此，人們相信有了 CRISPR 基因編輯方法，多達(dá)89% 的人類疾病相關(guān)的基因變異，都可以被糾正。

那么，基因編輯又是如何與人工智能產(chǎn)生淵源的呢？這還要從基因技術(shù)所遭遇的現(xiàn)實難題說起。

要知道，人類基因組由20，000個基因和30多億個這些基因字母的堿基對組成的。而針對這些DNA進(jìn)行測序、分析甚至精準(zhǔn)切割、編輯，都需要進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)處理，才能保障結(jié)果的完整和可靠性。

因此，基因編輯此前的進(jìn)展，一直因為需要評估的數(shù)據(jù)過于復(fù)雜和龐大，而停滯不前。

但人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在處理大規(guī)模計算上的能力，開始讓基因技術(shù)的突破出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)機(jī)。

以目前商業(yè)化進(jìn)展較為快速的基因檢測為例，此前完成DNA測序往往需要十年時間，而采用AI高通量測序，一天內(nèi)就能完成。在此次新冠疫情中，AI也為快速識別病毒RNA立下了奇功。

顯而易見的，人工智能的加入，也能讓基因編輯技術(shù)更好地采取行動，進(jìn)而促進(jìn)醫(yī)學(xué)模式發(fā)生革命性的變化。

AI加持的基因編輯，打開了怎樣的技術(shù)魔盒？

目前，將人工智能引入醫(yī)療已經(jīng)勢不可擋，也帶來了規(guī)模龐大的商業(yè)價值。根據(jù)咨詢公司弗羅斯特和沙利文預(yù)計，到2021年，人工智能系統(tǒng)將從全球醫(yī)療保健中產(chǎn)生67億美元的收入。

但這既會帶來抗擊疾病的積極結(jié)果，同樣也牽扯到了一系列復(fù)雜的倫理、道德、法律等影響。

我們先來探討積極的一面，那就是比爾蓋茨所推崇的部分。

首先，更快、更好地理解人類自身。

人工智能目前正在顯著發(fā)展的一個領(lǐng)域就是基因組學(xué)，其中就包括研究有機(jī)體中的一整套基因，這讓前期基因科學(xué)積累的龐大數(shù)據(jù)有了更好的用武之地。

而有了這種洞察力，人類就可以更清晰地了解生物體在基因?qū)用妫艿皆鯓拥挠绊?、突變會?dǎo)致不同的疾病，從而有的放矢地尋求突破。

比如大家都聽過的老年癡呆，目前依然沒有十分有效的治療手段，但有研究顯示可能與遺傳因素（也就是基因）有關(guān)，但AI與基因編輯的出現(xiàn)就有很大概率帶來新的曙光。

其次，推動精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。

有研究論文顯示，利用深度學(xué)習(xí)算法作為基因編輯剪切體的計算機(jī)模型，能夠在體內(nèi)重建特異性決定因子并保證剪切體的精確度。簡單來說，就是通過AI模型來預(yù)測一個人被基因技術(shù)干預(yù)后的反應(yīng)幾率，這就有助于為每位患者都實現(xiàn)個性化、高精準(zhǔn)的治療方案。

比如谷歌的工具深度變量使用最新的人工智能技術(shù)，將高通量測序轉(zhuǎn)化為完整基因組的更準(zhǔn)確的圖像，能夠區(qū)分小突變和隨機(jī)錯誤。

第三，技術(shù)升級可能催生出新的治療方案。

基因編輯技術(shù)的能力加碼，也給醫(yī)生提供了更多的選擇。

像長期以來，需要器官移植的病人都需要經(jīng)過漫長的等待和配型。但哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院基因組研究中心主任 George Church團(tuán)隊，就在2017年培育出了37 只經(jīng)過基因編輯的豬。經(jīng)過編輯之后，這些豬身上的器官能被人體免疫系統(tǒng)接受，移植給人體后不會出現(xiàn)排異反應(yīng)。

當(dāng)然，玄之又玄的可能性還有很多。日本九州大學(xué)的干細(xì)胞生物學(xué)家 Katsuhiko Hayashi 在小鼠中測試了一種稱為“體外配子”（IVG）的新技術(shù)，被認(rèn)為未來有可能重塑人類生育方式，實現(xiàn)無性繁殖。甚至可以從死去的人身上取出皮膚，制造出他的后代。

除上述附加值以外，人工智能還擔(dān)負(fù)著為基因編輯保駕護(hù)航、規(guī)避潛在問題的重任。

基因編輯往往是不可逆的，所以預(yù)先通過智能技術(shù)與超級計算機(jī)，對基因編輯進(jìn)行模擬，在實驗開始前就預(yù)測某些問題。

2019年5月，北德克薩斯大學(xué)(UNT)的研究團(tuán)隊就使用德克薩斯高級計算中心(TACC)的Maverick超級計算機(jī)，對利用CRISPR催化的DNA裂解，進(jìn)行了首次全原子分子動力學(xué)模擬，精準(zhǔn)地揭示了它剪斷DNA的位置與過程，確定了其工作原理，從而幫助基因編輯以更可控的方式切割DNA。

月之暗面：走向“后人類”時代的技術(shù)密碼

和人工智能一樣，有鼓吹者，自然也就有悲觀者。二者甚至?xí)诓煌臅r間維度上神奇地體現(xiàn)在同一個人身上。

那么基因技術(shù)，是否可能成為“招致人類滅絕”的魔鬼呢？

這種揣測背后的核心邏輯主要有三個方面：

1.技術(shù)倫理未建立。

技術(shù)作為工具，本身就具有雙重性質(zhì)，既可以為人類所用，帶來力量的擴(kuò)展和良好的效用，也有可能被用以作惡。

人工智能經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已經(jīng)建立了相對全面的社會倫理體系。比如技術(shù)民主化，通過算法開源、公開聽證等形式來實現(xiàn)共治；再比如從哲學(xué)層面上定義人類與機(jī)器的分化。

而基因編輯的加入，則從更深層次改變了大眾對“人”這一屬性的認(rèn)知，對生物安全和人類道德又提出了新的挑戰(zhàn)。

2.基因驅(qū)動風(fēng)險。

在相關(guān)規(guī)范尚未達(dá)成共識的情況下，對生物體進(jìn)行基因改造，都有可能產(chǎn)生一系列連鎖反應(yīng)。

比如此前谷歌母公司Alphabet旗下生命科學(xué)研究部門Verily所開展的Debug項目，就通過機(jī)器學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺技術(shù)讓蚊子絕育，在某個地區(qū)投放了2000只攜帶細(xì)菌的蚊子。

但一個編輯過基因的蚊子，會驅(qū)動它所有的后代都攜帶該基因。也就是說，隨著時間的推移，該基因會穿透整個種群。

那么，如果某種蚊子徹底消息，會不會對地球生態(tài)鏈產(chǎn)生影響？是否會與人類的生存變得息息相關(guān)？這些都是難以預(yù)測的。比如通過基因編輯技術(shù)所研發(fā)的除草、抗蟲劑，在使用的過程中就可能會對其他物種產(chǎn)生影響。

就像我們在這次疫情中學(xué)到的那樣，“沒有明確之前，要按可能發(fā)生的最壞情況來防范”，并不為過。

3.技術(shù)濫用帶來的社會問題。

前面我們提到，CRISPR/Cas9基因編輯已經(jīng)相對成熟。從2013年到2018年，有超過 10 億美元涌進(jìn)了該類創(chuàng)業(yè)公司。

其中不乏谷歌、微軟這樣的巨頭。比如 2019 年，谷歌母公司 Alphabet就用 6000 萬美元投資了一家基因編輯公司。

但資本的本質(zhì)就是追求利潤，在降低基因編輯整體門檻的同時，濫用問題也開始出現(xiàn)。

一方面，許多研究人員開始進(jìn)行基于胚胎的手術(shù)。有科學(xué)家宣稱對胚胎添加或者消除基因，父母可以直接定制自己心儀的專屬樣貌。還有生物學(xué)家為自己注入CRISPR改造肌肉生長的基因。

當(dāng)一部分人開始接受基因改造的時候，那些不具備相應(yīng)知識、技術(shù)、金錢的人類，會不會淪為“劣等族群”，由此產(chǎn)生的不平等和歧視如何消除？會不會直接招致戰(zhàn)爭和毀滅？

我們仿佛坐在一輛狂奔的《雪國列車》上，一切都是未知數(shù)。

當(dāng)然，現(xiàn)在擔(dān)憂這些還為時過早。

正如比爾蓋茨從悲觀到真香，基因技術(shù)和電子技術(shù)聯(lián)合打造新人類，本身也只是科學(xué)層面的邏輯推理和想象。一來并不一定能夠?qū)崿F(xiàn)，就像強(qiáng)人工智能距離人類社會依然非常遙遠(yuǎn)；二來即使出現(xiàn)上述問題，也是數(shù)十年后的事情，屆時我們應(yīng)該也早已想出辦法來科學(xué)地面對了。

其實基因編輯目前的境況也與數(shù)年前的人工智能十分相似。

一方面，技術(shù)本身還存在很多限制。

比如可能存在脫靶效應(yīng)，即導(dǎo)致額外的遺傳改變，進(jìn)而發(fā)生突變而對人體造成傷害。

BAT等巨頭在醫(yī)療AI方面也都投入了大量人力物力，但許多算法模型都處于訓(xùn)練優(yōu)化階段，還沒有大規(guī)模成熟應(yīng)用。這也進(jìn)一步延緩了基因編輯的推廣進(jìn)程。

但與此同時，該技術(shù)也成為國家之間的競爭標(biāo)的。

比如美國國防部的高級研究計劃局（DARPA）已經(jīng)在為新基因編輯制造的新一代生物武器做準(zhǔn)備，并正在開發(fā)解毒劑，歐洲也希望在CRISPR的疾病應(yīng)用上保持優(yōu)勢，已經(jīng)計劃開展其首個 CRISPR 臨床試驗。加大、加速研發(fā)，也成為中國科學(xué)家團(tuán)隊刻不容緩的使命。

技術(shù)相關(guān)的社會規(guī)范也開始被重視和建立。

就像比爾蓋茨在演講中提到的，通過基因療法來降低治療費(fèi)用，讓大眾都負(fù)擔(dān)得起。中國科技企業(yè)也開始號召，搭建科技創(chuàng)新與倫理之間高效對話的溝通平臺，加快制定針對基因編輯等生物技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的管理辦法，從多角度來確保新技術(shù)的正面效應(yīng)。

正如硅谷人工智能研究院院長皮埃羅·斯加魯菲(Piero Scaruffi) 曾在《人類2.0》一書中所說，“生老病死”這四大難題正在被納入技術(shù)的解決范疇。

這或許是我們與技術(shù)離得最近的一次，也是我們離“原教旨主義”下的人類概念最遠(yuǎn)的一刻。歡迎進(jìn)入“人類2.0”的美麗新世界。

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