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普利策奖得主悉达多·穆克吉的“新人类”探索

作者:复旦《管理视野》发布时间:2024-11-01

“化零为整,化整为零。”

预防就是治疗。这是肿瘤学专家悉达多·穆克吉(Siddhartha Mukherjee)获普利策奖的作品《癌症传》第四部分的标题,也是他对癌症风险控制的一个基本认识。如果能够利用干预细胞的方式来降低患病风险、识别“未病”,那么癌症风险人群的患病率将可能得到更好的控制。

无论是应对还是预防,穆克吉对癌症的认识都不止停留在病灶器官,而是深入到细胞层面。和细胞打了一辈子交道,穆克吉在临床实践中的思考让他想要梳理出一幅关于细胞世界的全景图。通过了解细胞的解剖、生理、行为,以及它们与周围细胞的相互作用来认识生命——这便是《细胞传》的源起。

2018年,南方科技大学副教授贺建奎称,一对名为“露露”和“娜娜”的基因编辑婴儿成功诞生,满足了她们父母(其中一方为HIV病毒携带者)的生育心愿——这对婴儿的CCR5基因经过了修改,以更好地抵抗HIV病毒。

消息一经传出,立即引起学界和媒体关注。中国科协生命科学学会联合体发表声明,认为贺建奎的做法有违科学精神和伦理道德。随后,“基因编辑婴儿事件”相关调查获悉,此事为贺建奎私自组织,并未使利益相关者确悉可能的负面影响,并违反了国家禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动的明令。

贺建奎事件距今不过6年,“人类胚胎基因编辑”的诱惑并未因此而消褪。面对通过操控人类胚胎的遗传特性以阻止疾病(或增强人类能力)的理想,一部分科学家仍然采取克制谨慎的态度,另一部分则难以抵挡成为“第一人”的诱惑。

虽然各方面条件尚不完备,贺建奎的尝试确实反映了细胞生物学家的思考:

通过基因添加、改变或编辑,人类胚胎是否可以成为积极过程的目标,而不仅仅是胚胎选择这种消极过程的对象?

这也是穆克吉在《细胞传》一书中提出的核心问题。对穆克吉来说,利用细胞创造更先进“新人类”的愿景确实有着不可否认的吸引力。既然人类对细胞的认知不断扩展,干预细胞以预防或应对疾病也就成了未来可见的趋势。

然而其中的伦理难点也显而易见——如果未来人类基因改进成为唾手可得的操作,我们该如何划定“摆脱疾病纠缠”与“增强人类特征”之间的界线?换句话说,当人们不只为了摆脱遗传性糖尿病和关节炎选择干预细胞,而开始想要选择婴儿性别、增加身高或增强肌肉时,科学伦理又将面临多么复杂的挑战?

在穆克吉看来,随着遗传学与细胞工程的联合发展,上述“道德景观”已经发生了根本变化:摆脱疾病与人类增强的边界正变得越来越模糊。毕竟,在哲学家迈克尔·桑德尔看来是“原始”天赋的某些特征,一旦进入患病状态,就不再是“恩赐”。作为治疗过无数癌症患者的肿瘤学专家,穆克吉似乎还是站在了更靠近“新人类”的这一边。

🔺悉达多·穆克吉(Siddhartha Mukherjee)

01 我们应如何认知“细胞”

相比铺陈细胞认知的编年史,穆克吉选择了一种更立体的叙事方式:以细胞的基本特征为纲,展现人类对细胞概念、细胞生理学的认知如何改变了医学和生物学,进而对人类社会产生深远的影响。

在本书的第一部分,穆克吉回顾了细胞进入人类视野的大致历程和关键事件。在发现细胞后的17-18世纪,科学界存在两场关于细胞理论的辩论。科学家们的探索专注于两大问题:细胞从哪来?细胞有什么作用?到了18-19世纪,“细胞思维”意味着更落地的医学实践:医生们都在寻找一种解释人类疾病的系统方法——源于解剖学的认知只是把单个器官的功能障碍看作疾病的主要原因,但是否存在更深层次的组织原则?人类病理学能否以系统的方式进行思考?

被誉为“细胞病理学之父”的德国病理学家鲁道夫·菲尔绍(Rudolf Ludwig Karl Virchow,1821-1902) 曾说,“无论我们如何努力,我们终将回到细胞。”细胞是组成生命体的基本单元,生物体的功能和行为取决于细胞的功能和行为。我们今天看似习以为常的关于细胞的认识,在几个世纪前还并未得到广泛的认知。在医学家们认为疾病源于某些器官障碍或体液失调的时候,菲尔绍却提出了“一切细胞来源于细胞”和“所有疾病都是细胞的疾病”的理论‌。这一理论将人类对人体病理的认知从宏观的器官拉近到微观的细胞层面,推动了病理学的发展,也推进了人类对疾病诊断和治疗的认知。

🔺Rudolf Ludwig Karl Virchow(1821, Schivelbein-1902, Berlin) 

但细胞究竟是如何发挥作用的呢?进入本书第二部分,穆克吉分别阐述了细胞的几类重要特征:自主性、繁殖、发育和涌现。

要了解机制,首先要理解细胞的内部结构。进入20世纪中叶,1940-1960年成为探索细胞功能解剖最高产的二十年。科学家们致力于探索细胞的各部分组成,理解细胞发生作用的根本机制。研究成果昭示,各个细胞亚单元对细胞的存在是不可或缺的,它们使细胞拥有独立生命,它们的胞内定位、组织结构和协调作用构成了细胞的自主性——例如细胞膜帮助细胞树立“自我”边界,其多孔性使细胞既能保持内部独立,又能与外界沟通。随着对细胞认知的深化,细胞的一项重要特征也被揭示出来:细胞的自主性恰恰为生命系统赋予维持内环境稳定的能力。或者说,细胞的“稳态”反过来为生命系统的活跃提供了基本前提。

同时,另一个问题也在困扰着科学家:细胞如何从“一”到“多”?带着这个问题,科学家们逐步发现了细胞的分裂现象,划分出“有丝分裂”和“减数分裂”两类,并进一步观察到细胞周期和分裂的动态过程。至于单细胞缘何会选择向多细胞发展,存在多种解释。穆克吉特别提到的一种解释是:遗传学证据证明,集体生存比孤立生存更具选择性优势,自然选择的力量也不断向集体倾斜。因此,不同的单细胞选择了各自的路径向多细胞进化,以更加适应自然的选择。他强调,这种进化并非偶然,而是有目的性和方向性的。

这就为探讨多细胞生物体的运作奠定了基础。在本书后半部分,穆克吉阐释了细胞特化如何与各个器官的调控发生互动,包括血液细胞如何连接身体机能、细胞的修复与再生如何运行等。

以血液中功能各异的细胞世界为例。作为人体远距离通信与传输物质的核心系统,血液以网络状连接着身体各部分机能。其中红细胞、白细胞和血小板各司其职。值得注意的是血小板的“双面性”:一方面,血小板阻止血液流失、帮助伤口愈合;另一方面,它又可能堵塞成为斑块,阻断血液流入心肌。对这一特点的认知帮助科学家研发出应对现代心脏病的有效药物,其中德国拜耳制药研发的阿司匹林被认为“可能是20世纪最重要的药物之一”

通读全书会发现,穆克吉时常提到菲尔绍的几项重要观点。在临床实践遇到瓶颈时,穆克吉也常常回想菲尔绍的思路,“回到细胞”,以启发自己对病理的全面思考。随着人类对细胞理解的不断深入,菲尔绍的这些基本原则也被逐步拓展为更丰富的认知成果。

02 从“原子论”到“整体论”

一切细胞来源于细胞。

第一个人类细胞产生了所有人类组织。因此原则上,人体中的每个细胞都可以从胚胎细胞(或干细胞)产生。

尽管细胞在形态与功能上千差万别,但它们之间存在深刻的生理相似性。

这些生理相似性可被细胞重新用于执行特化功能。免疫细胞利用其分子装置进行吞噬以摄取微生物,胶质细胞则利用类似的途径来修剪大脑中的突触。

通过短程与长程信息相互沟通,具有特化功能的细胞系统可以实现单个细胞无法企及的强大生理功能,例如伤口愈合、代谢状态信号传递、感知、认知、稳态与免疫。人体的功能通过合作细胞的公民身份正常运转。这种公民社会的解体会使我们从健康走向疾病。

因此,细胞生理学是人体生理学的基础,而细胞病理学是人体病理学的基础。

个体器官的衰退、修复与再生过程是特异的。某些器官中的特化细胞负责持续修复与再生(尽管速率降低,但血液在人类成年后仍能再生),但其他器官则缺乏这样的细胞(神经细胞很少再生)。损伤/衰退与修复/再生之间的平衡决定器官的完整性或退化。

除了理解单个细胞外,破译细胞社会的内在规律,即耐受、通信、特化、多样性、边界形成、合作、生态位、生态关系,最终将催生出一种新型细胞。

利用我们的基本构件,即细胞,来创造新人类的能力,如今在医学领域已经可以实现;细胞重编程可以改善甚至逆转细胞病理学。

细胞工程已经允许我们利用重编程细胞重建部分人体。随着我们对这个领域的理解不断深入,新的医学与伦理难题将会出现,加强与挑战我们对自我的基本定义,以及我们希望实现自身改变的程度。

上面十条原则中,“公民”和“社会”等表述常常出现,被用来描述细胞的某种关系性特质。这些概念源于菲尔绍提出的“身体合作社会组织”理论——即细胞间的合作正如人与人之间的合作,体现了一种组织性和社会性。这种阐释方式将细胞世界隐喻为人类的“公民社会”,将单个细胞隐喻为人类个体,而细胞间产生、传递信息,协作发挥功能的活动便构成了一种“细胞文明”。

类似的隐喻还有很多。例如,在动画《工作细胞》里,红细胞、白细胞和血小板以拟人形态居住在血管构筑的“城市”中,为城市运转而工作。这显而易见借用了工业文明催生的现代工作制度框架,将血液细胞的功能特化和协作置于人类现代文明视野之下。而关于癌细胞和T细胞等关系的语言中,常常能听到“战争”思维的建构,例如:识别“敌我”、“杀死”异己、重建身体的免疫“军队”。

🔺动画《工作细胞》

话语反映思维范式。这些隐喻体系反映的是细胞生物学家、病理学家基于细胞和生物体关系的哲学观。不管哪种表述,其共性是揭示了部分与整体的关系。

20世纪,科学最伟大的哲学遗产之一——原子论认为,物质信息与生物对象是由单一物质构成的。穆克吉认为,在现下的科学进程中,这一理论的解释力已近乎极限:将各个“原子”独立理解的科学观已无法应对生物体的复杂性,尤其在病理层面。因而“整体论”进入了细胞生物学的视野,细胞生物学家和病理学家开始运用生态学、社会学等观点来考虑细胞与细胞、细胞与环境之间的相互作用。穆克吉所谓的“细胞之歌”,也正是指对细胞系统性的、整体性的、生态性的理解。他认为,或许未来的细胞生物学宣言会是整合“原子论”与“整体论”的。

不只“部分”和“整体”的辩证关系,细胞生物学与人类社会之间的隐喻关系在企业组织这一中观层面也同样适用。例如细胞的自主性体现在自组织团队(Self-Organizing Teams)的设计原则中。每个分子团队如同独立运作的细胞,具备维持自身完整稳态的能力,实现自我管理。相较大型部门团队更能适应快速变化的环境和工作需求,提升沟通效率和响应速度。此外,细胞特化显示了不同细胞对各自“职能”的不同追求,这在企业组织内部就体现为多样化的职能设计和路径方向。细胞的“涌现”特性为人体的不同器官功能提供了基础,组织内的多样化设计也为创新的涌现提供了条件。不仅如此,细胞周期、代谢和修复等也同样与组织管理有着相似的逻辑。

03 像细胞学家一样思考组织

虽然如此,“原子化”社会的趋势还是在现代文明框架下不断深化着。办公楼的格子间正如“细胞膜”一样使个体相隔,人们不再叫得出邻居的名字,移动通信解锁时空距离,“彼处”的人生如同熟悉又陌生的景观。在现代大型企业里,部门化组织系统在确保一定程度效率的同时也制造了沟通的壁垒。

如果像细胞生物学家一样思考,管理者会发现企业组织和人体组织有着非常相似的运作机制。换个角度看,针对企业组织的调研、咨询、诊断、调整乃至变革,实际上也是针对组织的病理学研究。

那么,细胞病理学的认知体系能够给予组织管理哪些启示呢?

在神经元细胞的研究史上,科学家们曾碰到过一个阻点:如果我们将神经元之间的连接比作一盒电线,那么又该如何解释神经元之间的间隙呢?

这个问题始终不能得到令人满意的解答,以至于成为神经生理学家眼中的一粒沙子——不是什么重大的谜团,甚至也不显眼,但却令人感到不适、不快。穆克吉认为,在科学中有必要区分两大类问题:第一类问题可称为“沙暴中的眼睛”,指的是在某个领域存在极大的混乱,以至于看不清任何模式或路线图。无论你往哪里看,都是漫天沙尘,因此需要一种全新的思维途径。量子理论就是一个很好的案例。20世初,随着原子与亚原子世界的发现,牛顿物理学的启发性原理已经无法提供充分的解释。对于这类问题,科学界亟需范式变革。

第二类问题是上一类的对立面,我们可称其为“眼睛里的沙子”:一切都看似非常合乎逻辑,除了一个与美好的理论格格不入的丑陋事实。这让科学家就像眼睛进了沙子一样恼火,他们问自己,为什么这个令人不快的矛盾事实不能消失?

“沙暴中的眼睛”是如此庞大的混乱,以至于人们很难忽视或绕开。但“眼睛里的沙子”常常可能因对局部不快的妥协而被忽略。例如,在组织管理中,某些不当的管理行为或决策方式也许并不会直接导致可见的负面后果,但会潜移默化地影响组织成员的心态和行为,进而降低他们的心理健康和工作效率水平。

如普遍的高压管理可能导致组织成员压力过大;不公平的管理导致组织成员产生不满情绪;过度控制会使组织成员失去自主性;过于原子化的工作设计使组织成员感到缺乏支持等。若从组织病理的角度考虑,这些“不快”很可能被压抑而无法识别,但始终会存在并制造着局部的“痛感”。针对“沙暴中的眼睛”,组织需要从上到下、由内而外彻底改换思路,推动组织变革。而面对“眼睛中的沙子”,则要发挥管理科学中的科学精神,找到痛点,予以研究调整。

大多数时候,我们很难跳出已形成的认知框架,对“病理”的认识只停留在“器官”层面。穆克吉对此深有感触。2020年新冠疫情大流行迫使人类把科学力量集中在免疫系统,“这个细胞社群及细胞之间传递的信号受到了可以说是有史以来最严格的审查”。对科学家来说,这场大流行让我们再次审查自己的认识论——即我们是如何了解我们所知道的内容的。“我们已知的已知(the known knowns)”和“无法知晓的未知(the unknown unknowns)”都受限于当下的认知框架。

科学始终在追寻真理,不断地审视过去的认知,以便开拓全新的认知。虽然新冠疫情客观地促进了免疫学的进步,但它也暴露了人类免疫学现阶段的缺陷和不足——当我们以为自己对于某一事物的了解已十分透彻时,我们应该立刻认识到,保持谦逊是必要的,因为仍有很大的努力空间。

本文来自微信公众号 “复旦商业知识”(ID:BKfudan),作者:刘蕊绮,36氪经授权发布。


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