线粒体夏娃(华大基因CEO尹烨)
线粒体夏娃(华大基因CEO殷野)
日前,亚布力论坛2021年年会圆满闭幕。深圳华大基因有限公司CEO殷野以“基因,即因;未来,已经来了”作为闭幕演讲的题目(在线),他的关键词是:病毒、疫苗、基因、菌群。
以下是演讲全文:
俗话说“猿猴不同,只磨过几块石头。”这块石头磨了多长时间?
大约在700万年前,人类和黑猩猩从共同的祖先中分化出来。
今天,从全球范围来看,我们是“同一个世界,同一个父母”。因为人类线粒体只能来自母亲,所以我们可以找到18万年前的“同一个母亲”——“线粒体夏娃”;因为Y染色体只能由父亲遗传给你,所以我们可以追溯到20万年前的“同一个父亲”——“Y染色体亚当”。
关于人类的起源,目前的主流理论是“非洲起源论”——所有智人都来自非洲。从这个意义上说,500年前我们可能不是一家人,但是5万年前,从南方汉族和北方汉族的角度看,我们大概是一家人。今天,不仅是亚布力论坛第21届年会,也是一场久违的“寻亲大会”。
此时此刻我特别想向伟大的女性致敬。请看下图。从对人类遗传的贡献来说,父亲的精子基本上只给出遗传物质,而母亲主要负责受精卵的培育和婴儿出生后的养育。
你知道新冠肺炎和鸡蛋的体积差是多少倍吗?
十亿次。新冠肺炎的直径约为100纳米,未成熟卵细胞的直径为100微米。这就是为什么去年新冠肺炎很多重症患者的病毒载量非常高,达到几亿、几十亿甚至更高。
今天我们不仅要讨论光刻机研究的5nm和7nm螺纹,还要请大家用同样的微维思维思考我们的生活世界。你会发现生活世界也是很严谨很有趣的。
人类繁衍一直是国家的战略问题。“三孩政策”发布以来,相关概念股大涨,也可以看到生命科学时代的来临。
对于一个种群来说,繁殖通常有两种选择——R-K选择。(R代表rate,意为速率;k表示容量限制。)
R的选择种群密度很不稳定,通常出生率高,寿命短,个体小。比如鱼,一次产卵的数量是几百到几千个(鲫鱼一次产卵10 ~ 30万个),最后能存活下来的可能只有几十个。虽然死亡率高,但种群整体稳定,能适应多变的栖息地。
另一种是K选择,种群密度稳定,通常出生率低,寿命长,个体大,有比较完整的保护后代的机制。比如鸟类和哺乳动物,它们大多只有几个后代,出生后会被很好的抚养。一般来说,它们适应稳定的栖息地。
在人类繁衍过程中,经历了R选择和K选择,现在正处于r-K选择的摇摆阶段。
在人类为生育苦恼的过程中,“人造子宫”的研究也层出不穷。今年4月,以色列魏茨曼科学研究所称,已利用“人造子宫”成功培育出数百只小鼠,小鼠各项器官发育指标正常。
从这些研究来看,未来我们需要用自己的子宫来繁衍后代吗?让我们把这个问题留到以后讨论。
接下来我的演讲主要分为四个关键词——病毒、疫苗、基因、菌群。
第一个关键词:病毒
什么是智能病毒?我们先来讨论一下“最笨的病毒”。
我称之为“智障病毒”的最愚蠢的病毒,其特点是低感染率,高死亡率。代表是狂犬病毒,死亡率接近100%,但感染率很低。这样的病毒最后很可能会被淘汰,不会获得与人类共生的好机会。
比它强一点的,我叫它“愚蠢病毒”,传染性强,致命。这种病毒虽然传播速度很快,但是它的“叛逆之心”很早就会被人类遏制。典型的例子是2003年的SARS病毒。根据记录,当时约有8000人感染,死亡率约为10%。
更聪明的病毒往往“高感染,低致命”,甚至可以与人类共存。典型代表就是常见的流感病毒。几乎每个人都会感染流感病毒。似乎流感病毒和人类达成了一致:有你有我,我们一起前进。
新冠肺炎发展到了什么阶段?
目前学术界对新冠肺炎已经达成共识:它将是“类流感”,传播性可能更强,但相对毒性或临界死亡率会降低,因此接种新冠肺炎疫苗不会是永久性的。
除了朊病毒如疯牛病病毒是一种没有核酸的传染性致病因子外,其他病毒基本都是以核酸为遗传物质,可分为两种——DNA病毒,具有双链结构,两条链像麻花一样缠绕在一起。乙肝病毒是一种DNA病毒。因为DNA病毒是两条链接的链,它们的可变性有一个修正机制,我称之为“有了家庭就不能随便浪”。
流感病毒和新冠肺炎病毒都是RNA病毒,它们的遗传物质只有刚才“扭曲”的一半。它们是单一病毒,因此非常容易发生变异,这也是流感病毒有多种类型的原因。
新冠肺炎有30000个碱基,流感病毒只有14000个碱基,而人类有30亿个碱基对。不是说人类有30亿个碱基对,而是我们都可以被只有几万个碱基对的病毒感染,造成“天下大乱”。
新冠肺炎拥有3万个碱基,可以说是众所周知的“RNA病毒之王”。如果链更长,就无法维持病毒结构的稳定性,3万个碱基就够了。
碱基越多,病毒产生的特征就越多。
还是那句话,微生物是地球之王。它们已经在地球上存在了34亿年。甚至包括人类在内的多细胞生物的诞生也是他们同意的结果…
多细胞生物是如何诞生的?这是由于内源性逆转录病毒编码的合胞体蛋白。没有病毒,包括人类在内的多细胞生物就不会存在,所以我们千万不要认为人类是万物之灵。
实际上,微生物是这个地球上以“行星”方式运作的“地球之王”。谦逊和敬畏是人类在这个蓝色星球上长久生存的唯一正确的哲学方式。
第二个关键词:疫苗
疫苗是最近大家关心的问题。
先说什么是疫苗。疫苗是让人体免疫系统进行“军事演习”的“假病毒”。通过“军事演习”,可以训练人体的免疫系统产生保护力,而不会使人生病。
无论打哪种疫苗,都希望能获得体液免疫和细胞免疫,细胞免疫的保护效果会更好。相反,如果你希望疫苗有更好的免疫效果,你可能会有更强的免疫反应。
产生体液免疫的b细胞就像“弓箭手”,专注于“远程攻击”。它们通过分泌抗体与病毒结合,然后被免疫细胞吞噬。产生细胞免疫的t细胞是“近距离攻击”的主要战斗机。它们比病毒大得多,它们会追着它们跑,直到它们把病毒吞没。
截至今天(6月10日),市场上有以下疫苗:
第一种是大家熟知的灭活疫苗。在P3实验室里,保存着一堆病毒,先杀死再提纯,然后放进每一次注射。目前,我国已批准上市的新冠肺炎灭活疫苗有:国药中生、科兴中威、康泰生物、医学科学院生物研究所。
与灭活疫苗相对应的,还有一种减毒活疫苗,它把一堆病毒放在P3实验室里,把它们杀死,也就是保留一定的不能传染人的活性。目前,还没有这种新冠肺炎疫苗。在呼吸道病毒中,最成功的减毒活疫苗之一是麻疹减毒活疫苗。
三是重组蛋白疫苗,通过基因工程将最有效的抗原成分制成疫苗,通过一段病毒蛋白诱导免疫。现在,这种新冠肺炎疫苗在中国走得最快,即志飞生物。
第四种是病毒载体疫苗,是通过对其他病毒如腺病毒进行改造,用腺病毒携带新冠肺炎核酸片段,高效递送到细胞内表达抗原而制成的。这项技术是由康奇诺公司应用的。
第五是核酸疫苗,包括mRNA疫苗和DNA疫苗。新冠肺炎疫苗为mRNA疫苗,目前广泛使用的有Moderna和BioNtech/ Pfizer,主要在西方国家上市。
1885年法国科学家巴斯德发明狂犬病疫苗后的100多年间,人类逐渐制备了各种疫苗。
那么,哪种疫苗比较好呢?
你能打的疫苗就是最好的疫苗。鼓励大家积极接种疫苗,包括“混合”疫苗。
在应对新冠肺炎疫情的过程中,让中国的群众免疫达到60% ~ 70%的速度,筑起免疫长城,是维护社会秩序,保障国民经济的最佳选择。
第三个关键词:基因
这是我们现在更感兴趣的事情。
人类有30亿个碱基对,拆开就是A、T、C、G四个字母。一副牌,不算大小王,是52张,有黑色和红色的梅花方块。一对人类30亿张牌,分23叠。每一叠都是一条染色体,它的颜色不是黑色和红色的梅花方块,而是ATCG。
地球上的一切都有联系。
你觉得我和一棵草有多像?17%。我的基因和一只苍蝇有多相似?39%。我和一条鱼,一只老鼠,一只猴子,一只猩猩的基因相似度分别是63%,80%,93%,96%。而我和你的基因差异只有0.5%。
为什么藏族人能爬山?基因决定。
安吉丽娜·朱莉切除了乳房。决定是什么?基因BRCA1。如果不及早干预,60岁时会有近87%的概率患乳腺癌,所以最好的办法就是做早期乳腺筛查。
没有突然发生的肿瘤,只有突然发现的肿瘤。不管用什么技术治疗肿瘤,还是早预防早筛查好。
为什么喝酒会脸红?你凭什么决定?还是由基因决定的。
这个基因叫做ALDH。如果你有这种基因的强烈表达,你可以喝酒。如果这个基因没有这样的水平,你只能老老实实少喝。所以以后不要劝人乱喝。喝酒和吃药一样,都有一定的遗传因素。
那么为什么睡觉会流口水呢?
如果你脑子里的东西还是由基因决定的,那就错了,因为你的嘴没有闭上。睡觉时流口水,只是因为睡姿不当,口水流到枕巾上,才发现口水流了出来。所以基因不是万能的,不要听信某些人的鬼话。
很多人一直在问我“有创业基因吗?”没有,但是有猝死基因。企业家和学者,一定要保护好自己。中国人的平均寿命是77.3岁。我们不想听到身边人老了,风华正茂的人要离开我们的消息。不要做太多极限运动,尽量少熬夜。
很多人问过我,你有什么天赋基因吗?
遇到这样的问题,我一般会问“孩子是你亲生的吗?如果孩子是你亲生的,为什么不先总结一下为什么自己没有那个天赋?”这种想法不过是把儿子成功的梦和凤凰的梦包装成今天“基因算命”的先进手段。
基因真正能处理的,我用一句话总结:先天的先天缺陷,随时代变化的肿瘤,外来的侵袭性感染。还有很多疾病,比如“三高”,都是基因和环境相互作用导致的。
最后一个关键词:植物群
一个体重100斤的人,肚子里大约有4斤细菌,组成是人体细胞的3-10倍,基因总数是人体基因的100-150倍。
有时候你真的很想吃某种食物,可能是你肚子里的菌群想吃。其实我们吃的所有食物都是我们肚子里菌群的“培养基”,它的代谢产物会被你吸收。
科学家做过一个实验,两只老鼠只交换肠道菌群,没有任何其他干预。几个月后,瘦老鼠变胖,胖老鼠变瘦。然而一对同卵双胞胎,遗传背景相同,但菌群不同,体重会有很大差异。
所以,只谈如何进行营养调节,而不考虑肠道菌群,是不负责任的。
flora能决定多少事情?现在鼓励我们生三个孩子。菌群告诉我们,一定要顺产,因为分娩方式决定了孩子未来的肠道健康。顺产的孩子会比剖腹产的孩子健康,因为他的菌群会更好。
要不要母乳喂养?如果可以的话,母乳喂养。母乳中有很多低聚糖,可以诱导孩子肠道内益生菌的繁殖。
为什么很多新生儿通常在出生后6~12个月内免疫力低下,必须从母亲那里获得抗体?因为要给孩子肠道菌群的建立留下一定的时间和空。
最近的一项研究表明,低体重新生儿的死亡率非常高。如果出生后立即恢复母婴皮肤接触,即每天拥抱他,死亡风险可降低25%。我们称之为“拥抱充满力量”。我们还不知道《菌群条例》中是否会出现母子之间的心灵感应量子纠缠。生命科学研究一直在路上。
今天,我们的任何一个社会属性都是“三脉合一”的产物,即我们的血液(受精卵)、细菌(共生菌群)、脉络(人口文化)代代相传,生生不息。
我们所有人都可能在几十年后回归尘土和土壤,回归土壤和植物群在一起。希望回去的那一天,我们能感受到原子物理性质的神奇,基因的有机性,植物群的互利性,也能感受到人性的可爱。
虽然我们逃不出热力学第二定律,但我们的精神文化正如亚布力论坛的企业家精神,勇敢面对未知,不断追求卓越,这也是人类与生俱来的品质。
如果人生是一套密码,我坚信人类的密码里有爱。人性的本质在于爱的永恒传递。
[责任编辑:张为胜]