信息化觀察網(wǎng)

Catherine Mohr：我懷女兒的時(shí)候，我丈夫和我開(kāi)玩笑說(shuō)：“如果她能得到我們兩個(gè)人的最好的基因，她將成為超級(jí)英雄，如果她得到了我們兩個(gè)人中最糟糕的基因，她就上不了一年級(jí)了。”

這是我們?cè)谕稊S基因骰子，當(dāng)你選擇要一個(gè)孩子的時(shí)候，就得這樣做。當(dāng)然，這不是完全隨機(jī)的。

你的伴侶有很多優(yōu)點(diǎn)，這就是你選擇他的原因，希望你也有一些優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)我們變得更有能力做到這一點(diǎn)時(shí)，那種把你所認(rèn)為的最佳組合設(shè)計(jì)出來(lái)的誘惑，我認(rèn)為這對(duì)許多人來(lái)說(shuō)是不可抗拒的。

我們已經(jīng)在篩查疾病以避免傳遞我們的“壞”基因，但同樣的技術(shù)將讓我們開(kāi)始篩選我們的“最佳”基因，也就是我們真正想傳遞的基因。

隨著篩選變得更便宜，更容易和更可靠，更多的人正在使用以輔助生殖技術(shù)，每一對(duì)夫妻都在努力為他們希望生下的孩子做最好的事情。

George Church：或者我們可以求助于基因編輯。例如，如果您患有顯性等位基因疾病，如亨廷頓舞蹈病或馬凡氏綜合癥，并且你想要孩子，那么，你可以編輯精子，改變等位基因以使所有精子都健康，你的后代也會(huì)很好。

所有精子都來(lái)自男性睪丸中的精原干細(xì)胞。您可以使用編輯工具并在培養(yǎng)皿中處理干細(xì)胞，這樣您就可以去除壞等位基因并將其替換為在計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器上設(shè)計(jì)和合成的DNA。

然后你可以植入一個(gè)純種群，在這個(gè)種群中，你已經(jīng)檢查過(guò)并且編輯了你想要的，所有的細(xì)胞只有你想要的“目標(biāo)上”的變化。這已經(jīng)在老鼠身上做過(guò)實(shí)驗(yàn)了。這是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，只有一次，而且原則上對(duì)生活有益。

Siddhartha Mukherjee：編輯基因有多難？令人驚訝的是，這非常簡(jiǎn)單。雖然，仍然存在技術(shù)挑戰(zhàn)，其中一些可能難以克服，但協(xié)議非常簡(jiǎn)單。

我們最近在人類(lèi)血液干細(xì)胞中編輯了一個(gè)基因，可以治療某些形式的白血病。我們已對(duì)已編輯細(xì)胞的基因組進(jìn)行了測(cè)序，到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)單一的“脫靶”效應(yīng)，盡管我們?nèi)栽趯ふ摇?/p>

George Church：文獻(xiàn)中沒(méi)有任何文章證明成功編輯人類(lèi)精子干細(xì)胞—生殖系。但是如果你想編輯豬的DNA，那么使用Crispr是非常容易的，這是一套編輯工具，它使用酶和RNA和蛋白質(zhì)做引導(dǎo)，在DNA的精確位置進(jìn)行改變。

在每個(gè)細(xì)胞中，每60億個(gè)堿基對(duì)中就有一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生了微小的變化。所以這是非常精確的納米手術(shù)，而且能同時(shí)自動(dòng)地在許多細(xì)胞中進(jìn)行。

一些基因療法涉及添加缺失基因，其他涉及去除毒性基因，還有一些涉及精確編輯。目前，已經(jīng)有一些基因療法被批準(zhǔn)用于人類(lèi)。

Siddhartha Mukherjee：現(xiàn)在，至少有一種被批準(zhǔn)用于治療視網(wǎng)膜疾病。但是，這不是基因編輯，也并沒(méi)有改變基因組中天然基因，而是將新的遺傳物質(zhì)引入人體細(xì)胞。這是因?yàn)閷y帶新遺傳物質(zhì)的病毒引入眼睛更容易。

斯坦福大學(xué)有一個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在對(duì)鐮狀細(xì)胞病的血液干細(xì)胞進(jìn)行基因編輯。你可以移植那些血細(xì)胞并替換患病的細(xì)胞，鐮狀細(xì)胞病應(yīng)該就會(huì)治愈。

我們會(huì)適應(yīng)的，我所說(shuō)的適應(yīng)不僅僅是指在技術(shù)上適應(yīng)它，而是意識(shí)到它不會(huì)突然導(dǎo)致可怕的癌癥，或者其他可怕的疾病，如果你問(wèn)我，我認(rèn)為這是不太可能的。但在某些時(shí)候，決定權(quán)將落在FDA和其他組織身上。

George Church：更有可能的是，我們將首先在兒童疾病中使用基因療法，因?yàn)槲覀冋J(rèn)識(shí)到，許多疾病在孩子出生時(shí)都會(huì)造成永久性損害。

例如，就像失明一樣，如果你在生命的早期不糾正它，你就可以“治愈”失明，因?yàn)樗麄兛梢钥吹焦庾?，但是他們不能真正地把光子處理成圖像。

Catherine Mohr：在這種情況下，失明是一個(gè)有趣的問(wèn)題。它不像Sid所說(shuō)的白血病那樣會(huì)危及生命，但又缺乏某些功能，從某些方面來(lái)說(shuō)，這似乎沒(méi)有那么大的風(fēng)險(xiǎn)。如果你試圖修復(fù)失敗了，你并沒(méi)有讓它變得更糟，但如果你成功了，也只有好處。

這些正是我們最渴望解決的問(wèn)題，因?yàn)槲覀兛创L(fēng)險(xiǎn)的方式是:我們?cè)敢饷笆虑闀?huì)好轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，但在有可能變得更糟的時(shí)候，我們卻不太樂(lè)意這么做。

George Church：還有一些疾病要到晚年才會(huì)影響到人們，但是他們可以在生命早期接受基因治療。阿爾茨海默氏癥可能就是這種情況。

我們已經(jīng)知道，與阿爾茨海默病高度相關(guān)的等位基因是APP，用于早期阿爾茨海默??；以及ApoE e4，用于晚期阿爾茨海默病。

我們可以在精子細(xì)胞中把它們變成已經(jīng)存在于人群中的等位基因。你完全改變了它，因?yàn)樗ㄟ^(guò)了單個(gè)干細(xì)胞的瓶頸。

你不會(huì)試圖把它變成一個(gè)從未有人測(cè)試過(guò)的基因，因?yàn)檫@種基因已經(jīng)在數(shù)百萬(wàn)人體內(nèi)被“測(cè)試”了數(shù)百萬(wàn)次了。

Catherine Mohr：所以，就像女性在懷孕前和懷孕期間服用葉酸以防止胎兒神經(jīng)管缺陷一樣，你也可以讓你的伴侶“服用”基因療法來(lái)做一些等位基因替換。

“OK，親愛(ài)的，我很喜歡你，但在我們開(kāi)始考慮孩子之前，我們需要編輯掉你的囊性纖維化變種，調(diào)整你的阿爾茨海默氏癥等位基因”。

George Church：現(xiàn)在所有這些技術(shù)都在不斷變得越來(lái)越便宜，比如基因組測(cè)序成本，從我們第一次做到數(shù)十億美元到現(xiàn)在幾百美元。我認(rèn)為這些療法最終會(huì)與疫苗等預(yù)防性藥物相似。

相對(duì)于我們的祖先來(lái)說(shuō)，疫苗是增強(qiáng)體質(zhì)的，而且它們已經(jīng)變得無(wú)處不在。我們的祖先生活在對(duì)所有這些疾病的致命恐懼中，我們只是理所當(dāng)然地認(rèn)為我們對(duì)它們免疫。

二、人工智能會(huì)改變醫(yī)學(xué)嗎？

Regina Barzilay：谷歌和Facebook這樣的公司會(huì)追蹤你在網(wǎng)上的每一個(gè)行動(dòng)，并利用這些行動(dòng)來(lái)建立你的偏好模型。然后他們使用這個(gè)模型來(lái)完善個(gè)性化的用戶(hù)體驗(yàn)，你看到的內(nèi)容，他們推薦給你的產(chǎn)品，他們展示給你的廣告。在某些方面，他們比你更了解你自己。

43歲時(shí)，我做了一次常規(guī)乳房x光檢查，突然間我被診斷出患有乳腺癌。對(duì)我這個(gè)從事人工智能研究的計(jì)算機(jī)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，訓(xùn)練一臺(tái)機(jī)器做出這樣的預(yù)測(cè)似乎是顯而易見(jiàn)的。

人工智能系統(tǒng)已經(jīng)能夠識(shí)別出圖像之間非常細(xì)微的差別，其細(xì)節(jié)程度是人眼難以區(qū)分的。為什么在能夠完全解決這種情況的技術(shù)已經(jīng)存在的情況下，人們還需要經(jīng)歷不必要的程序并且存在數(shù)月的不確定性。

Catherine Mohr：這是一個(gè)真正影響醫(yī)療服務(wù)提供者的問(wèn)題，患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)保存在所有這些獨(dú)立的系統(tǒng)中，因此如果有多名醫(yī)生參與治療，很難獲得有關(guān)一名患者的所有數(shù)據(jù)，更不用說(shuō)是能夠比較許多不同患者的數(shù)據(jù)。

對(duì)Regina這樣的病人和Regina這樣的人工智能研究人員來(lái)說(shuō)，在維護(hù)個(gè)人隱私的同時(shí)，改進(jìn)我們圍繞醫(yī)療數(shù)據(jù)的做法和規(guī)定將是必不可少的。它可能是緩慢的，但它正在開(kāi)始。

Regina Barzilay：就我而言，當(dāng)我最終回到麻省理工學(xué)院的工作時(shí)，作為一名癌癥患者的經(jīng)歷徹底改變了我的觀點(diǎn)，我不能再回到原來(lái)的研究中去了。我現(xiàn)在想用數(shù)據(jù)來(lái)提供答案。

在我的核心研究領(lǐng)域，自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多工具，可以自動(dòng)化這項(xiàng)任務(wù)。因此，我們運(yùn)用這些工具，建立了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中有來(lái)自馬薩諸塞州總醫(yī)院和其他合作醫(yī)院的超過(guò)10萬(wàn)名乳腺癌患者。

我正在研究的另一件事涉及閱讀乳房X線(xiàn)照片。今天，臨床實(shí)踐中使用的風(fēng)險(xiǎn)模型非常不精確。我們的想法是讓機(jī)器算法在原始乳房X線(xiàn)照片圖像中尋找模式：如果它觀察5年前一位女性的乳房x光圖像，她后來(lái)患上了癌癥，它能檢測(cè)出模式嗎?

我們訓(xùn)練機(jī)器看整個(gè)圖像，再輸入關(guān)于結(jié)果的所有數(shù)據(jù)，然后我們說(shuō):這個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)患癌癥的可能性有多大？這個(gè)系統(tǒng)的工作方式，比目前臨床實(shí)踐中的任何風(fēng)險(xiǎn)模型都要好得多。

我們現(xiàn)在正考慮擴(kuò)大我們的工作范圍，對(duì)肺癌和胰腺癌進(jìn)行預(yù)先篩查。想象一下，如果這些疾病能夠在早期被發(fā)現(xiàn)，有多少生命可以被挽救？

這些疾病現(xiàn)在很晚才能被診斷，而它們?cè)诤艽蟪潭壬鲜菬o(wú)法治愈的。這就是人工智能改變醫(yī)學(xué)的方式。它將識(shí)別出人類(lèi)難以識(shí)別的細(xì)微模式。

Catherine Mohr：在外科手術(shù)中，我們也開(kāi)始使用Regina在放射學(xué)圖像和醫(yī)療記錄的自然語(yǔ)言分析中使用的工具，但我們用的是手術(shù)視頻和手術(shù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)我們可以從手術(shù)機(jī)器人那里輕易獲得。

這些機(jī)器是作為外科醫(yī)生的助手來(lái)操作的，醫(yī)生可以通過(guò)微小的切口進(jìn)行極其精細(xì)的手術(shù)，并通過(guò)視頻觀看病人體內(nèi)的情況。這樣的話(huà)，他們能比切開(kāi)病人看得更清楚。

我們可以用機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言處理來(lái)訓(xùn)練AI以便能夠獲取所有這些相同的線(xiàn)索，并且能夠識(shí)別醫(yī)生可以識(shí)別事物，當(dāng)然，能夠幫助你做下一步是最理想的情況。這就像為每位外科醫(yī)生提供完美的外科住院醫(yī)生。

三、我們會(huì)知道的太多嗎？

George Church：我們已經(jīng)從2004年花費(fèi)近30億美元購(gòu)買(mǎi)臨床無(wú)法接受的基因組，到2015年花費(fèi)不到1000美元購(gòu)買(mǎi)高質(zhì)量的基因組，就可以精確分析你從父母那里繼承來(lái)的DNA。

Siddhartha Mukherjee：至于什么將推動(dòng)未來(lái)的進(jìn)步，這是基因組的全部方面，然后是人們所稱(chēng)的表型的全部方面——我們所做的事情，我們所表達(dá)的事情，發(fā)生在我們身上的環(huán)境事件，我們?nèi)绾闻c環(huán)境相互作用。

Catherine Mohr：我們有某種所謂的個(gè)人末日時(shí)鐘。我們所采取的每一個(gè)行動(dòng)，要么是擴(kuò)大它，要么是縮小它。當(dāng)我吃不健康的食物時(shí)，我發(fā)現(xiàn)這讓我的末日時(shí)鐘慢了一點(diǎn)。我出去跑步，發(fā)現(xiàn)它把我的末日時(shí)鐘撥快了一點(diǎn)。

我能看到我所采取的所有行動(dòng)的直接預(yù)期效果。如果我們能夠測(cè)量所有這些東西，人們就會(huì)隨身攜帶他們的末日時(shí)鐘算法。

Jennifer Egan：那么問(wèn)題來(lái)了，隱私問(wèn)題又該如何處理？如果我身體的每一個(gè)事實(shí)都可以被別人知道，如果我對(duì)這些事實(shí)的了解取決于企業(yè)幫助我追蹤和測(cè)量數(shù)據(jù)，我將無(wú)法控制這些信息落入誰(shuí)的手中。最終，任何人都將能夠了解任何人的任何信息，這是一個(gè)弱點(diǎn)。

Catherine Mohr：隱私是我們之前談到的，用于訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的可用性問(wèn)題的核心。

我們這些研究數(shù)據(jù)并看到數(shù)據(jù)好處的人很難想象用同樣的數(shù)據(jù)傷害人們，然而存在這樣一種可能性，即教會(huì)我們?nèi)绾螏椭屑膊〉娜说氖虑榍∏?huì)允許別人因?yàn)檫@種疾病而歧視他們，或使他們受害。

這些都是很難解決的問(wèn)題，但我們應(yīng)該試著找出如何從這些數(shù)據(jù)中獲得最大的社會(huì)效益，而又不讓那些捐贈(zèng)者處于危險(xiǎn)之中ーー對(duì)我們所有人來(lái)說(shuō)，這種效益都可能非常巨大。

無(wú)論如何，我不認(rèn)為珍妮需要對(duì)她的數(shù)據(jù)感興趣才能在某些時(shí)候?qū)λ杏?。我們不斷地監(jiān)測(cè)我們的用電情況，但你多久才看一次你的電度表？除非你收到一個(gè)異常的賬單，不然你從來(lái)都不會(huì)看它。

Siddhartha Mukherjee：我希望那些身體健康的人不會(huì)看，但是身體不好的人會(huì)看。病痛可能不僅僅是身體上的疾?。凰麄兛赡苁墙箲]的，可能是精神上的疾病，可能是我們這些對(duì)我們的孩子、我們的未來(lái)感到焦慮的人，可能是處于危險(xiǎn)之中的社會(huì)。

Jennifer Egan：我們過(guò)分強(qiáng)調(diào)視覺(jué)效果、日常生活的策劃和展示、對(duì)他人的持續(xù)監(jiān)控，最后，技術(shù)滲透到了我們每個(gè)人的私人經(jīng)驗(yàn)中。

所以當(dāng)我想到有人在體內(nèi)安裝設(shè)備來(lái)支付賬單時(shí)，我會(huì)感到震驚。但是作為一個(gè)小說(shuō)家，我欣喜若狂。

四、我們會(huì)活得更長(zhǎng)久、更快樂(lè)嗎？

George Church：說(shuō)到如何改變老齡化現(xiàn)狀，有兩個(gè)主要策略:一個(gè)是延長(zhǎng)壽命，另一個(gè)是逆轉(zhuǎn)衰老。

延長(zhǎng)壽命存在的問(wèn)題是，如果你不小心，你延長(zhǎng)了你生命中一些較弱的年齡，但這并不是我們想要的。

另一方面，逆轉(zhuǎn)衰老聽(tīng)起來(lái)更具有推測(cè)性，但是在老鼠身上有幾個(gè)例子表明，你可以通過(guò)使用轉(zhuǎn)錄因子來(lái)調(diào)節(jié)特定的基因，將老的成年細(xì)胞恢復(fù)到胚胎階段。

要逆轉(zhuǎn)衰老而不是延長(zhǎng)壽命的另一個(gè)原因是，很難獲得資金來(lái)進(jìn)行長(zhǎng)期的長(zhǎng)效藥物試驗(yàn)，即使是獸藥也是如此，因?yàn)槿绻阏f(shuō)長(zhǎng)效藥物將使狗的壽命延長(zhǎng)10年，那就是10年的臨床試驗(yàn)。

Siddhartha Mukherjee：就壽命而言，最有可能奪去我們生命的疾病是神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心臟病和癌癥。而在其他一些國(guó)家，則是肺結(jié)核、瘧疾和其他傳染病，當(dāng)然還有慢性病。

那么，我們通常也會(huì)有三種方法來(lái)思考這些慢性疾?。阂环N是針對(duì)疾病的方式，把老年癡呆癥當(dāng)做一種疾病來(lái)治療。

一種是改變飲食、改變基因，改變?nèi)魏纹渌麞|西——我們可以稱(chēng)之為"反式因子"，這將簡(jiǎn)單地推翻存在于個(gè)體疾病中的"順式因子"。

第三種選擇則是把基因和永恒的數(shù)字形式結(jié)合起來(lái)，你永遠(yuǎn)記錄你自己，克隆你自己，然后以某種方式傳遞那些記錄。也就是說(shuō)，身體只是一個(gè)儲(chǔ)存記憶、圖像和時(shí)間的倉(cāng)庫(kù)。

Jennifer Egan：我對(duì)長(zhǎng)壽有兩種看法;一方面，我希望活得非常、非常老，部分原因是我的孩子在晚年，我想了解他們的孩子，就像我的母親了解我一樣。

但是退一步來(lái)看，極端長(zhǎng)壽的人還可能是自私的。我們對(duì)這個(gè)星球的掠奪是如此夸張，至少我們不能永遠(yuǎn)呆在這里！

在抗生素出現(xiàn)之前，我們面對(duì)的死亡人數(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于人類(lèi)。但是減少這些損失真的能讓我們更快樂(lè)嗎？

Siddhartha Mukherjee：而且如果所有的工作都由機(jī)器來(lái)做，那么我們就什么都沒(méi)有了。我們沒(méi)有掌控所有，我們沒(méi)有意義，我們也沒(méi)有自主權(quán)。

Catherine Mohr：但是我們有藝術(shù)，比如學(xué)習(xí)樂(lè)器。

George Church：但我們未來(lái)的自己可能不會(huì)認(rèn)為這種回報(bào)ーー如果我們演奏樂(lè)器比機(jī)器人差，我們的國(guó)際象棋比機(jī)器的國(guó)際象棋差，那么能夠模仿一臺(tái)糟糕的機(jī)器意味著什么呢？

Jennifer Egan：也許機(jī)器人比人類(lèi)更會(huì)演奏大提琴，但我們要去交響會(huì)現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)馬友友。簡(jiǎn)單明了的說(shuō)，人類(lèi)比機(jī)器更有趣。

Regina Barzilay：事實(shí)上，我相信機(jī)器能比我們自己更好地幫助我們實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)。幸福對(duì)不同的人來(lái)說(shuō)意味著不同的東西，但是它經(jīng)常和特定的行為聯(lián)系在一起。

機(jī)器有巨大的能力來(lái)記住我們的行為和預(yù)測(cè)我們未來(lái)的行為。這使他們有能力幫助我們改變我們的行為，使我們成為更好的自己。

以我為例，一個(gè)簡(jiǎn)單的心臟監(jiān)測(cè)應(yīng)用程序改變了我跑步的頻率和強(qiáng)度。這個(gè)應(yīng)用程序?yàn)檫_(dá)到某些健身目標(biāo)提供了積分。

當(dāng)我第一次看到它的時(shí)候，我只是笑著想，誰(shuí)會(huì)被這些愚蠢的獎(jiǎng)勵(lì)所激勵(lì)呢？但是你猜怎么著？每天早上5點(diǎn)，我都會(huì)跑步。我生活中的這種變化真的讓我更快樂(lè)。

Jennifer Egan：我認(rèn)為我們正在忘記一個(gè)關(guān)于人類(lèi)生活的基本事實(shí):短暫使它變得珍貴。死亡的不可避免性給我們的生活注入了意義和緊迫感。很難想象在一個(gè)永遠(yuǎn)被上傳的意識(shí)中保持這些品質(zhì)。你只剩下感覺(jué)，我不確定這是否是最后的收獲。

背景：

這次對(duì)話(huà)由該雜志的故事編輯兼大眾科學(xué)的前主編Mark Jannot主持；

其中，Catherine Mohr是達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人制造商INTUITIVE SURGICAL的工程師，醫(yī)生和戰(zhàn)略副總裁，她也是INTUITIVE FOUNDATION的主席；

Siddhartha Mukherjee是一名醫(yī)生、生物學(xué)家、腫瘤學(xué)家，同時(shí)是《基因：親密歷史》和《所有疾病的皇帝：癌癥傳記》一書(shū)的作者，該獎(jiǎng)獲得了2011年普利非小說(shuō)普利策獎(jiǎng)。他為該雜志撰寫(xiě)了ON MEDICINE專(zhuān)欄。

Regina Barzilay是麻省理工學(xué)院的教授，也是麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室的成員。她的研究方向包括自然語(yǔ)言處理和深度學(xué)習(xí)化學(xué)和腫瘤學(xué)的應(yīng)用。她在2017年獲得麥克阿瑟“天才”獎(jiǎng)學(xué)金。