正文 被禁錮的實驗室微生物(2 / 3)

到了1974年,擔憂達到高潮。包括多名諾貝爾獎得主在內的一批科學家在《自然》雜誌上撰文,呼籲人們在認真研究基因工程的風險之前,停止相關的研究工作。這樣的呼籲,在科學史上也許絕無僅有。因為沒有任何證據表明危害存在,沒有法律限製,沒有政府命令,卻要求科學家停止工作。要知道,在那個基因工程的“淘金”年代,任何研究進展都可能意味著巨大的學術榮譽和經濟利益。世界上第一個基因工程專利,在1980年被批準後,僅專利費就賺取了超過1億美元。但是,出於對安全的考慮,絕大部分科學家對呼籲表示支持,進而停止了手頭的工作。

“禁錮”實驗室微生物

1975年2月,旨在探討基因工程安全性的學術會議在美國加利福尼亞的阿斯絡馬召開。數百人參加了這次在生命科學史上有著重要地位的會議,他們中有生物學家、醫生、律師、媒體工作者,甚至還有來自冷戰鐵幕另一側的蘇聯代表。在會上,科學家決定開始建立一個完善的係統,將研究用微生物給“禁錮”起來,讓它們為科研服務,但不會逃出去危害人類健康和自然環境。

這個囚禁微生物的特殊“監獄”主要由兩道屏障組成。第一道屏障被稱為物理屏障(Physical Containment)。在建起這道屏障之前,科學家將實驗室中所用的微生物,根據危險程度,劃分為不同級別。各國的分級標準大同小異,以分成4個級別居多,從基本沒有危險的一級到最危險的四級。其中第四級微生物多數都是病毒,主要指那些能引起人類或者動物患上嚴重疾病的微生物,也包括那些從未被發現或者已經宣布被消滅的微生物。

所謂物理屏障,就是針對這四級微生物所設立的4個實驗室防護級別。從最簡單到最嚴密,分成P1、P2、P3和P4四級,這其中的P就代表物理屏障。針對不同等級的微生物,物理屏障必須做到保護操作人員不受到微生物的危害,同時還要防止微生物被“泄漏”到實驗室以外。以常見的 P2級實驗室為例,操作人員需要穿著實驗服、戴手套,在生物安全櫃中對微生物進行處理,以避免直接接觸微生物。P2實驗室的廢棄物必須經過高壓滅菌後才能丟棄,以保證微生物不會“逃逸”。在要求最高的P4級實驗室中,從穿著正壓防護服保護操作者,到完全獨立的建築及配套設施來隔離微生物,所有配置都以最危險的微生物為假想敵。

無形的生物屏障

物理屏障雖然嚴密,但是它的防護效果完全依賴於操作人員的素質和認真程度。違規操作,例如為了圖省事,把三級微生物帶到P2實驗室操作,就會使得屏障失去作用。

根據墨菲定律(Murphy's Law),會出錯的事總會出錯。把“禁錮”基因工程微生物的希望完全寄托在操作人員永不出錯上,顯然是不可取的。於是,科學家又設置了另一道屏障,生物屏障(Biological Containment)。

生物屏障的設計思想是設法讓基因工程所用的微生物隻有在人造環境中才能正常生長。即使發生意外“逃逸”,也不必擔心這些微生物會在自然界或者人體中興風作浪。因為離開了特殊的人造環境,它們會迅速死亡。與有形的物理屏障不同,生物屏障是無形的,卻更加嚴密。

生物屏障也有相應的分級係統。安全性從低到高,分為EK1、EK2和EK3三個級別,不同的微生物的分級標準有所不同。以基因工程中最常用的大腸杆菌為例,EK1標準是所有基因工程用大腸杆菌必須要達到的最低標準。符合EK1標準的菌株必須沒有危害健康人群的能力,也很難在自然界或者人類腸道內存活。與 EK1相比,符合EK2或者EK3標準的菌株必須做到生存力更差和可能致人生病的幾率更低。