天价药也能自己造,美国的生物黑客有多野?

神经现实 · 2020-08-20
从胰岛素到义肢,社区实验室什么东西都想造。传统科学家们会接受他们的努力成果吗?

编者按:本文来自微信公众号“神经现实”(ID:neureality),36氪经授权发布。

作者 | Margaret Talbot

封面 | Giacomo Gambineri

译者 | 兵书

审校 | 陈小树、阿莫東森

排版 | 兵书

开源胰岛素项目

二月的一个晚上,我到“巴尔的摩地下科学空间”(下称“地下科学空间”)听讲座,这是一个前身为瓶盖工厂的社区实验室。和美国许多其他的“生物空间”(biospace)一样,“地下科学空间”正如其名,洋溢着一种颠覆性的业余主义精神,生气勃勃。任何人都能来这研习前沿科学,如基因编辑、合成生物学等。

而在一般情况下,这些实验是只有资金充裕的学术机构和私人企业才有条件涉足的。走进实验室,就会看到一块画有细菌和双螺旋卡通图案的黑板,但实验区域却被严整地装备起来。“地下科学空间”有一台PCR机(聚合酶链式反应机),科学家们能用这玩意儿制造出上百万个DNA特定片段的复本,以便用其进行研究和改造。

巴尔的摩地下科学空间

baltimoresun.com

“这是我们这儿为数不多的酷炫玩意。”实验室的执行主管丽莎·舍菲勒(Lisa Scheifele)告诉我。虽然这可能取决于你觉得像层流净化罩(根据他们实验室网站写着的:“为了你舍不得污染的细胞和培养皿”)、Alpha Innotech的凝胶成像仪,或零下五十六摄氏度的储存冰箱这类东西有多高级。“我们这儿要啥有啥。”舍菲勒说,“你能在这儿做大部分的遗传学实验,微生物学的也没问题。”

那天晚上,二十四个人挤进来听开源胰岛素项目(Open Insulin Project),由一位低调的格勒诺布尔大学蛋白质生物化学博士,三十三岁的扬·胡恩·德·克马德克(Yann Huon de Kermadec)主讲。他希望能借这次项目讲座招募到当地志愿者。

这一项目始于2015年。在奥克兰的生物空间“柜台培养实验室”(Counter Culture Labs)里,他们提出了“生物黑客”的概念,目的是对付美国医疗体系的一大顽疾:胰岛素价格的节节高攀——胰岛素是一种合成激素,有七百五十万名糖尿病患者必须每天注射它来维持生命。

在美国,由三大制药企业:礼来(Eli Lilly)、诺和诺德(Novo Nordisk)和赛诺菲(Sanofi)制造和销售胰岛素。项目的目标是复制这种胰岛素,并公布能够安全生产它的协议。这三大美国制造商最近已将胰岛素提价到一小瓶三百美元。

而项目的终极目标,是启动一个由病人和工人共同拥有的合作网络。这一网络将生产出小批量的胰岛素,然后以每小瓶大约七美元的价格提供给糖尿病患者。至少,开源胰岛素项目想要证明这样的“药物破译”可以成功——这没准能揭开制药流程的神秘面纱。

在新冠所致的社交隔离开始前两周,巴尔的摩讲座召开了,所以听众还能紧密地围坐成一个半圆。培珀莉饼干和什锦坚果摆在桌台上,旁边挨着一本正在出售的书——“基因工程白手起家:在家庭、学校和创客空间里的编程细菌入门”。

一张传单给名为“生物打印井喷”的活动打广告,声称这场活动将介绍“面向新手的3D组织工程学及其应用”。

人群中,有几对嬉皮装扮的小情侣,一位穿着派克大衣的非裔美籍中年男子,还有一位六十一岁的常客——他在计算机安全行业工作,着迷于社区实验室这边的氛围。他告诉我,在这儿你能尽情地谈论科学,而要是“在平时的社交场合,人们(听到科学)就会马上跑掉”。

胡恩·德·克马德克戴着超人眼镜,穿着牛仔裤和一件灰色的连帽衫。他做了自我介绍,说自己是“追随妻子定下工作的脚步,拿到博士学位的法国人。”他的妻子路易莎·拉萨路(Louise Lassalle)也在开源胰岛素项目工作,是美国劳伦斯伯克利国立实验室的生物化学博士后。

胡恩·德·克马德克最开始被吸引到开源胰岛素项目,是因为他觉得实验室工作会很有趣。他喜欢生物学的技艺,但又被发表文章的学术压力折磨得够呛。他提醒观众说,将近一半的美国成年人患有糖尿病或高血糖,然而目前在美国市场还没有平价胰岛素产品,也没有任何限价机制——不像加拿大和欧洲。

“如果这三大企业的其中一家想要提价,那他们全都会提价。”他说,“因为他们能提价。”他拿出一页图表,上面是胰岛素价格的指数级曲线。1996年,礼来发布了优泌乐(Humalog),也就是礼来自己的人工合成类胰岛素,十毫升一小瓶的价格是二十一美元;在接下来的二十年间,其零售价上涨了到了原来的十倍。

赛诺菲的“来得时”(Lantus)和诺和诺德的“诺和锐”(Novolog)也同样涨了价。(礼来最近宣布,在疫情期间,它要把胰岛素让人破费的每月花费降到三十五美元。但这个药是公司利润的主要来源,价格很可能会回弹。)1型糖尿病患者每个月通常需要两到三小瓶胰岛素。就算他们有保险,也不一定能报销所有的费用。2018年,一项由耶鲁大学医学院的研究者组织的研究发现,每四个糖尿病患者中,就有一个患者缩减胰岛素用量——不按处方规定补充药剂,用量少于处方:这提高了肾病、失明和死亡的风险。

让·佩库(Jean Peccoud),是一位来自科罗拉多州立大学的化学和生物工程教授,也是《合成生物学》杂志的创立者,他告诉我,“胰岛素的高价背后没有任何技术原因,纯粹是贪婪的结果。胰岛素很容易生产,市场又那么大。它应该和泰诺感冒片一样便宜才对。”

发现胰岛素注射能使糖尿病患者免于痛苦之死的那位科学家,本想让胰岛素便宜易得。1921年,加拿大的骨科医生弗雷德里克·班廷(Frederick Banting),从狗的胰腺中提取出了胰岛素。他以一美元的价格,将专利卖给了多伦多大学,为它的量产扫清了道路。“胰岛素不属于我。”他宣称,“它属于全世界。”

开源胰岛素项目计划使用已发表论文中的方案,在两种有机体(酵母菌和大肠杆菌)上开展基因工程,让它们生产胰岛素,这也是药厂通常采取的方式。2019年春天,项目团队宣布:初步成果显示,他们已经成功地将一个靶向基因嵌入了大肠杆菌细胞,使其后续生产出一种能够转化为胰岛素的蛋白质。下一步是利用质谱分析法和其他技术检验样本。

- Tavis Coburn -

当胡恩·德·克马德克提到这一进展时,一个剃了光头、操着俄罗斯口音的男人来插嘴,说他开了一个药物测试实验室,有兴趣测定开源胰岛素项目的部分样本。那人说,这个项目是“看看普通人做科学有没有前途”的绝好契机。不过他还是指出,让人上黑市或者国外去买这些救命药物,可能更方便一些。

胡恩·德·克马德克叹了口气,“从黑市上是能买到胰岛素。”他说,“但不是所有人都有机会,这个体系还是没变。”他在房间前面来回踱步,接着说道,“我们的目标更应该是改变其生产模式。不该出现这种大药企用人们的痛苦赚钱的情况。我们可以设计出一个更好的体系。”

除了制药工业的说客,开源胰岛素项目在自身内部也有批评者。格雷格·贡萨斯(Gregg Gonsalves)是耶鲁大学公共卫生系的流行病学教授,也曾是“地下科学空间”的成员。对于新冠危机中的药物研发,他采取了对抗的姿态,反对行业内的建制派。

贡萨斯还告诉我,D.I.Y.药物“就像医药界的众筹网站GoFundMe,是一个体系破败的标志”。他继续说道,D.I.Y.运动“将会走向绝望的死胡同——其积攒的所有能量和愤怒本可以用来对付政客”,用来争取全民医疗保障。

然而,面对美国医疗卫生体系深刻的缺陷,开源胰岛素项目的解决方案还是有一点希望的。这个组织正在考虑和当地的医院和药房联合,这将有助于把他们的方案同主流机构的做法进行整合。

生物伦理学家凯莉·希尔斯(Kelly Hills)在一家叫罗格生物伦理(Rogue Bioethics)的咨询公司工作。她赞赏开源胰岛素项目的努力——在新冠疫情中,这赞赏之情则进一步加深。

她告诉我,标准药物在小型的社区实验室中进行去中心化生产,也许是一种确保我们在传统供给线被打乱时不会陷入药物短缺的方式。药物短缺经常发生,甚至在非危机时刻也会,而“如果你靠药物维持生命,药物短缺可是要命的”。希尔斯说,“但是,如果身边有了社区实验室,你就能规避生产线延迟和边境暂时关闭所带来的风险。如果你知道你可以去一家社区实验室,只花一点钱就能配到够用一个月的胰岛素处方用量,你就会松一大口气。”她说,重要的问题在于,开源胰岛素是否能满足食药监局(Food and Drug Administration)极其严格的强制性安全要求。

约翰·威尔班克斯(John Wilbanks)是一名非营利研究组织“赛奇生物网络”(Sage Bionetworks)的医疗技术人员。他告诉我,从其中各种激进的方面来看,D.I.Y.医疗可以被视为是一个典型的美国式项目。“我们拥有这种刻苦钻研的文化,鼓励大家自己去寻找个人主义式的解决方法。”他指出,“嗯,这就是他们正在做的。”

D.I.Y.生物运动

从千禧年兴起的D.I.Y.生物运动,几乎是渐进式地顺应了历史时机。呼应了创客文化*的方方面面,同个人计算机发展早期的车库创业故事尤其相似。首先是造出了硬件,再到软件;现在甚至连生命的湿件也都能在自己的家中制造出来了。

D.I.Y.生物反映了对专家权威和守门人行为*普遍的怀疑情绪,但它并不怀疑学习本身或专业知识。iGEN是于2004年在麻省理工学院创立的合成生物学竞赛,面向本科生,已经扩展到将社区实验室工作者和其他体制外的科学家们也包含在内。

*译者注

创客文化( startup culture)融合了技术元素的DIY文化的延伸,崇尚个人主义和自由主义,具有创新开放、挑战权威的特点。

守门人行为(gatekeeping)指受众最终得到的信息或商品,总是先根据准入规则或者守门人的意见受到筛选。

D.I.Y.生物运动也得益于鼓捣副业的观念,以及创客嘉年华的兴起,这能给业余爱好者们带来一种很棒的新的正当性。对一些一心改变世界、刚刚崭露头角的科学家们来说,气候变化和大流行病的挑战,让生物学比计算机科学更吸引人。

近几年,无论是PCR机、原子力显微镜还是环境探测仪之类的设备,要入手高级的实验室设备变得相对容易。举个例子,当初创的生物技术公司倒闭时,他们倾向于把设备打折出售,然后社区实验室和生物黑客们就可以趁机买下它。威尔班克斯告诉我,“D.I.Y.生物很像家庭酿酒——一种硅谷七十年代晚期的黑客俱乐部文化。如果你还没在eBay上搜索过能在24小时内发货的DNA测序仪,不如去试着逛逛,这个二手市场可大了。”

D.I.Y.生物的圈子里也有一些佼佼者,并且他们之中的很多人受到了这次新冠病毒危机的刺激。原子生物学家艾伦·乔根森(Ellen Jorgensen),同时也是“基因空间”(GenSpace)的创始人之一(基因空间是美国第一所社区实验室,2010年创立于布鲁克林)。她现在是一名生物技术高级管理者,但她坚信D.I.Y.生物会有希望。

在TED发表关于生物黑客演讲的艾伦·乔根森

图片来源:ted.com

在Just One Giant Lab(一个建成于巴黎的协作性网络)的赞助下,乔根森主导了一项研究新冠病毒检测的项目。这个项目将消除对PCR机的需求——当这些机器在美国司空见惯时,在世界其他更贫穷的地区则很难获得。

乔根森的团队基于环介导等温扩增法(一种最早由日本研究者开发的、更便宜的复制病毒基因材料的方式)研发出了新冠病毒检测专利;根据Just One Giant Lab的网站介绍,这个过程“能在一杯热水中完成”。

另一个基因空间的老手则是威尔·卡奈因(Will Canine),他是开源机器人制造公司的合伙人。这些机器使得实验室能够自动化完成许多现代生物学研究所要求的一系列枯燥任务,比如一次次地配制比例精确的液体。当疫情刚开始时,一项公私合作项目(Covichain机器人计划)改造了一百七十台卡奈因公司的机器人,并免费运送到西班牙医院。这些机器能让新型冠状病毒检测更快速、更便宜。而且也能在社交隔离的关键时期帮助减少实验室的人员出动。

卡奈因告诉我说,D.I.Y.生物有很多可以教给我们的大流行世界。这一运动学着去使用简单易懂的、又不让科学低能化的语言,并且也学到了哪些是不该做的事情:“在公共论坛上猜测那些在科学上无效又危险的事”;“囤积协议、数据、设备、人员,或者其他任何对其他人可能有很大帮助的东西”。卡奈因补充道,“D.I.Y.生物不该只关心那些最前沿的实验,反倒应该让那些被排除在外的人能获得最相关的科学知识和工具。”

D.I.Y.生物的谱系也囊括了无政府自由意志主义者。令乔根森和卡奈因这些人大失所望的是,因为喜欢直播特技,这兄弟会似的元素更能吸引媒体的注意。2018年,在一个召开于奥斯丁的会议上,28岁的生物黑客亚伦·特雷威克(Aaron Traywick)做了场直播:给自己注射一种用于治疗生殖器疱疹的D.I.Y.生物药品(不太清楚这药是否奏效;随后特雷威克就在那一年死于华盛顿特区,去世时他还在使用一种感觉剥夺理疗舱)。

这是运动的一部分,包括疯狂的自我实验者、寻求延年益寿的超人类主义者,以及想要成为赛博格的人(在他们的胳膊上植入记录了他们医疗信息的微型芯片)。我采访的其中一个人把这批人叫做“你搞了啥?”群体。另有人称这些人追随这样的信条:“因为这很酷,也因为我们做得出来。”

在这些更尖锐的(生物黑客)类型中,或许最广为人知的是生物黑客企业家约西亚·扎纳(Josiah Zayner)。他拥有芝加哥大学生物物理学博士学位,是一个厚脸皮的公众人物,也和监管机构有着狡猾的、引发争议的关系。在2017年,扎纳在线直播了他的自我注射——应用了旨在增肌(但并没有用)的CRISPR基因编辑技术。

他也记录了一项自我实验:他将朋友捐赠的粪便中的物质移植到自己的肠道里,来改变他的体内菌落。他现在有一家名为奥丁的公司,专门从事实验用套装的邮购销售,这让你能亲自尝试CRISPR,培养在黑夜里发光的酵母,以及对树蛙进行基因编辑。扎纳大概相信:只有疯子科学家才是好玩的科学家。

去年八月,扎纳在拉斯维加斯的一场名为“生物骇客星球”的会议上发表了演讲。他提出,在多米尼克联邦等美国的邻国中有许多绝望的病人,他们愿意去尝试任何一种实验性的基因疗法,哪怕这些疗法极有可能弄死他们。他提议说,激进的D.I.Y. 应该在这群人身上做测试。“干嘛要跟美国政府斗呢?要知道,你只需要飞上几个小时,到了那儿就根本没有政府和你作对了。”他说。

大型制药公司成了生物黑客破坏分子眼里的诱人靶子。在“生物骇客星球”的会议上,一个叫加布里尔·里西纳(Gabriel Licina)的男人坐在讲台的边缘,演讲介绍了他与两位朋友的项目。这两位朋友,一位是澳大利亚的生物黑客安德鲁·斯塔摩尔(Andreas Stumer),另一位是自学成才的生物学家——石油工人大卫·伊舍(David Ishee),副业是在密西西比给狗育种。他宣布,他们对基因治疗药物格利贝拉(Glybera)进行了逆向工程——该药物治疗一种罕见的脂蛋白脂肪酶缺乏症,它会导致血液中甘油三酸酯(triglycerides)的危险积聚。

里西纳在生物黑客圈子里出名,是凭借2015年在自己身上试验他自己发明的“夜视”滴眼液(这种滴眼液含有Ce6,这种成分类似于在海洋生物中可以找到的光感知物质)。如果你谷歌他的名字,你会发现在照片里他的瞳孔散大,眼皮肿胀,而且他还剃着光头,看起来就像一个外星人。他声称他能在晚上看得更远,这种体验会持续好几个小时,且身体不会受到持续性的损伤。

接受了夜视“滴眼液”试验的里西纳

图片来源:scienceforthemasses.org

2015年,德国的公司UniQure引进了格利贝拉,它是当时世界上最贵的药,一剂就高达一百万美元。两年后,UniQure让格利贝拉退出了市场,因为在德国只有一家保险公司能给一名患者报销它的费用(这种脂蛋白酶缺乏症的患病率大概是百万分之一)。

在拉斯维加斯,里西纳说他和他的同事已经辨识出了致病的DNA,并将他们的成果发给了一家外部的遗传学实验室,并且他们编辑了大肠杆菌细胞,以使其能够生产一种蛋白质——这种蛋白质是该病病患身上所缺乏的(这个过程和制造胰岛素相似)。里西纳宣布在这次会议上他带来了四十小瓶基因编辑过的细菌,他还时不时就得意地拿起一瓶举过头顶挥舞。

他邀请了科学家来培养、提纯和检测他的发明创造。但当了解到他的观众沉迷于在自己身上做实验时,他说,“不要往你自己身上注射这种东西,看在仁慈上 帝的份上,别再扎你自己了。”

在二月份,我和里西纳有打过电话。他当时在印第安纳州的南本德市(South Bend),在当地开了一家名叫“科学屋”(Scihouse)的社区实验室,就在自家门口。“这听着很轻率。”他说,“但我的朋友和我决定去制造格利贝拉时,是因为我们觉得会很有趣。我的意思是,这是价值一百万美元的药。”然而,他声称,就连这药的秘密,要想揭开其实也没那么难。(UniQure对这种药物仍持有专利权,表示里西纳的“仿制品”攻其不备,但并没有起诉他。)

里西纳说他不希望任何人用他的配方进行临床治疗。他只是想呼吁和他一样的生物黑客不要再热衷于“在家酿造夜光啤酒”(对,还真有这回事),转而把他们寻求刺激的心思放在更加有意义的项目上。

当亚科斯·卢兹·洛伦克(Alec Luiz Lourenco)和库波尔·威特(Cooper Veit)——这两位来自斯坦福大学的本科生,提出愿意在大学实验室为他的格利贝拉仿制品做检测时,他感到很开心。洛伦克和威特是BIOME的一份子——这是一个灵感来自D.I.Y.运动的学生组织,他们追求洛伦克所说的“独立类型”的生物学研究(不过BIOME项目由于疫情延期而前途未卜)。

从许多方面来说,社区实验室代表的那种最真诚的、强调民主的业余主义,和生物黑客身上那种好表现的尖锐气质非常格格不入。在开源胰岛素项目中,和我聊天的那一群人是谦虚谨慎的,但也有些沉浸于匡扶社会正义的激进分子。

然而,两派的成员之间也存在交集:他们彼此认识,参加一些相同的会议,并且拥有共同的信念,认为真正的科学可以脱离于建制存在。他们还作了类似的承诺,要让他们的专利和发明透明化。安东尼·迪·法兰克(Anthony Di Franco)是开源胰岛素项目的成员之一,他住在加州伯克利,是一名计算机科学家,本身也是1型糖尿病患者。他告诉我说,虽然他认为开源胰岛素项目属于“互助社会的一项传统”,这一组织在他眼里也“绝对是生物黑客社群的一部分”。

社区实验室

D.I.Y.生物运动发源于麻省剑桥市以及加州湾区等地,这些地方生物技术发展繁荣。一部分参与者之所以开始自己鼓捣设备,是因为缺乏资金或资历要求,无法在学术机构或者企业实验室参与生物研究项目。还有些人则是想要证明高水平医疗信息和技术也是可以共享的。

2008年,凯·奥尔(Kay Aull)刚从麻省理工学院取得了生物工程本科学位。当时她决定,在搬去研究生学校之前,要花五百美元在自己公寓的橱子里搭个实验室,看看自己能弄出什么名堂。她的成果之一是发明了一项在家就可以做的基因检测技术,针对的是那种折磨她父亲的血色素沉着病(血液中铁元素过量)。她告诉我,于她而言,这对于“走近科学,揭秘科研”有很大的贡献。

社区实验室的设立,秉持的也是一种相似的精神,希望吸引平民百姓来学习如何操作最新的合成生物学:DNA测序,蛋白质工程, CRISPR技术。前有纽约布鲁克林“基因空间”(GenSpace)一马当先,后有加州圣塔克拉克市的“生物好奇者”(BioCurious);奥克兰的“柜台培养实验室”(Counter Culture Labs);巴迪摩尔的“地下科学空间”追随脚步。

2010年,在洛杉矶召开的会议上,梅瑞迪斯·帕特森(Meredith Patterson),一位三十二岁的计算机科学家和科幻小说作者,发表了一个振奋人心的演讲,后来被冠以“生物朋克宣言”之名。她主张,“一般人觉得科研只能在百万美元级的大学、政府或者企业实验室里完成,但我们不同意;我们主张自由探索的权利,让个人自己把握方向以从事研究并追求理解,这是和言论自由或宗教自由一样的基本权利。我们无意与‘大科学’起冲突;我们只是要求‘小科学’拥有一席之地,后者一直以来对于人类知识总体发展具有同等宝贵的价值⋯⋯一个住在洛杉矶城南的十三岁小孩,也和大学教授一样拥有研究世界的权利。”“如果热循环器(也就是PCR机)贵到不是每个感兴趣的人都买得起,那么我们就打算设计出更便宜的型号,然后教大家如何自己去制造。”

在2017年出版的《合成物》一书中,哈佛的科学史专家索菲娅·鲁斯(Sophia Roosth)将D.I.Y.生物从公民科学运动中区分出来。投身公民科学的志愿者干的活包括:数蝴蝶迁徙的数目,或者鉴别天体,然后再向专家提交他们的数据。

“虽然是很草根,但D.I.Y.生物尤为爱挑事、路子野,不按套路出牌。”鲁斯写道。她也将它与伪科学进行了区分:生物黑客很少提出“扯淡的理论”。他们的目标是“让业余爱好者或非专业人士能够制造出新的东西,而非新理论” 。

D.I.Y. 生物可能也与物理学家理查德·费曼的信条不谋而合,他在1988年去世前不久,曾在加州理工学院的黑板上写下,“我无法创造出我无法理解之物。”

要避免把像“地下科学空间”这样的社区实验室弄成豆腐渣工程,可得花上好些心血。他们以学术界实验室为样板,遵守各项安全标准和伦理行为规范,还额外增添了一些注意事项,因为一些参与者对这类实践并不熟悉。(在“地下科学空间”,规则包括不使用传染性病原体——嘘!——也不许操作人类或者其他哺乳动物的细胞。)

克里斯蒂·圭里尼(Christi Guerrini)是一名合法学者、也是贝勒医学院的教授。她正着手一项有关生物黑客的研究。她告诉我说,许多社区实验室做的远远超出了“‘在表格上打钩’式的合规检查”,“我采访过其中一个人,他认真地考虑了生物对痛苦的感受程度,那种体贴真正打动了我。因为他心里非常矛盾,而他打算拿来要做实验的生物是水母。”

圭里尼感觉到D.I.Y.生物的参与者通常比他们的专业同行更用心付出,保证其工作能够经受公开的检验,同时更致力于信息开放,让结果可以在网上免费获取。

他们的研究可能无法转变范式,但你或者我为了阅读他们的文章,不再需要背靠学术机构,或是支付一笔高昂的期刊订阅费(当然,对这些研究的靠谱程度,我们多少要打上一点问号)。学界则是另一番景象,圭里尼说,“有这么一种现象:科学家们想把他们自己的数据抓在手里,用的时候有点像是运球前进似的,这是因为他们受到教职评定和知识产权方面的激励。”

透明性不仅是生物黑客文化的核心原则,它也是一种防卫策略。D.I.Y. 生物运动兴起于“9·11”事件之后,它的践行者有时会吸引执法部门的注意,后者眼里生物黑客和生物恐怖主义没啥两样。2004年的一个例子可谓臭名昭著,史蒂文·库尔兹(Steven Kurtz),是纽约州立大学布法罗分校的艺术系教授。

他曾由于一些细胞培养物而遭到联邦探员的入室突击搜查(最终库尔兹被撤销了所有指控)。来自北卡罗莱纳州的研究者——托德·奎恩( Todd Kuiken)关注D.I.Y. 生物社区已有多年,他告诉我说,“一开始,大家都担心地下室里的生物黑客会搞出一个大流行病。这完全是奇谈迷思。”

最近几年,生物黑客基本上已经弄懂了怎么去规避法律干涉。加州的数学教授米歇尔·劳费尔(Mixael Laufer),他也是一个无政府主义生物黑客组织的监理人,这组织名为“四个扒手醋”(Four Thieves Vinegar)。

2016年,劳费尔教授设计出Epipen(肾上腺素笔)的制造指南,这个装置的作用是在过敏发作时扩张呼吸道。他把他的版本叫做EpiPencil,并表示其造价大概30美元。当时Epipen的制造商迈兰公司(Mylan)要价300美元一支。EpiPencil由现成的部件组合而成:一支为糖尿病患者研制的自动注射器,这能从网上买到;肾上腺素,这可以从合作的医生那开到处方;以及一支针筒和一个针头。

四个扒手醋,得名于一个中世纪传说,是一款家庭酿造的鼠疫解药。他们把EpiPencil的制作说明公布在了自家网站和油管上。因为这个小组并不制造或发放产品,所以在技术上并不违反食药监局规定。油管后来删除了相关视频,声称视频宣传的行为“本质上存在风险,可造成严重的健康危害甚至死亡”。

从那以后,四个扒手开始发布其他“抄小道”的生产流程,包括从羟考酮制取一种缓解嗑药过量的药物纳洛酮(naloxone)的配方,以及一种制取家庭作坊版的流产药物米索前列醇(misoprostol)的操作指南(劳费尔指出,兽医药店提供的一种药物里有这种成分,可治疗马的溃疡,并不需要处方)。

在二月,我和劳费尔通了视频电话,当时他在新加坡,他妻子刚在那儿找了一份工作。他告诉我说,他不会接触那些用四个扒手制造方案的病患:“好多人来问我,我们跟那些采用我们的方案和技术的人是什么关系。但我们和他们真的没有什么联系,也有意避免和他们接触,因为我们不想推销我们做的东西。”

“业余科学家”

三月初,我和塞巴斯蒂安·寇思巴(Sebastian Cocioba)一起度过了一个下午。这位二十九岁的植物生物学家自学成材,通过巧妙地使用从eBay上购置的物品,外加他自称的“一点点电工实践知识”,在他爸妈位于长岛的公寓里建起了一个很厉害的实验室。

在一间闲置的小卧室里,寇思巴有一台PCR机(最牛逼的那种,自带货真价实的触摸屏)、一把用来给细胞注射DNA或者RNA的基因枪、一台层流罩、一台离心机、一台混合各种液体的震荡器;还有架子上也排满了装有化学试剂和蛋白质的瓶瓶罐罐

他花了约七千美元来拼凑出这一套设备(为了好玩,他还给几台机器贴上了傻乎乎的斗鸡眼)。寇思巴研究的是植物组织培养和基因工程,他的专长是设计并种植出颜色、花样新颖的花朵。

在他爸妈的厨房里,一面白色的橱柜上贴满了便签条,上面用记号笔写着潦草的字迹。寇思巴几个月前和一位日本商人以及一名纽约大学的生物学家开会,然后带回来了这面橱柜。他们希望能够开发出一种样式特别的牵牛花,作为2020年东京奥运会的标志。

寇思巴的母亲有时则更像是他的实验室管理员,她很喜欢这面贴满标记的橱柜看起来的样子。冰箱上贴着一张清单,罗列了基因编辑一种蓝色玫瑰所包含的步骤。

在纽约,我看着寇思巴组织了一场合成生物学工作坊,受众是帕森斯设计学院的学生。很明显,他非常喜欢分享他的技术。他讲的故事让同学们哈哈大笑——十几岁的时候,他为实验室赚到了第一桶金,做的是“回锅兰花”的生意:收集“家得宝”(美国家居连锁店)扔掉的没开花的室内植物,把它们置于蓝光下直到开花,然后再卖给商店。

寇思巴在纽约州立大学石溪分校读了几年,但后来因为财务和家庭原因退学了。现在他得到了几份外部的研究合同:其中一份来自私人捐赠,内容关于利用基因编辑植物来生产药品(在2017年,一所英国的研究中心宣布开始一项实验,意图利用基因编辑植物来生产小儿麻痹症的疫苗)。

寇思巴留着齐肩的头发,他有时会扎成日本武士样式的圆发髻;他喜欢短裤和T恤,友好亲切,懂礼貌。他不介意与学术界合作,他认为学界不“排斥 D.I.Y.生物社区”这点很重要,毕竟“科学归科学”。

他欣然接受“业余科学家”这个标签,指出“业余”并不意味着新手。他喜欢引用费利克斯·德赫雷尔(Felix d’Herelle)的事迹——这位只有高中学历的法籍微生物学家,“基本上奠定了二十世纪早期的噬菌体研究(噬菌体是指那些感染细菌但不伤害人体的病毒)”。

寇思巴在服务基因工程客户时,他会在线上“为他们设立一个开放的实验室笔记本”,这样一来,“他们能看到每一天都发生了些什么,这和我的竞争者(主要是那些大学)所做的正相反,大学实验室最后只是把植物交给他们而已”。当帕森斯的学生问他会不会担心被人抄袭,寇思巴说,“我宁愿完全公开并免费赠送这些工具。毕竟没有什么比能亲自造出东西更激动人心的了。”

3D打印义肢

目前为止,D.I.Y. 医疗最大的成就在于制造测试用品和医疗硬件,而不是制药。雪伦·特瑞(Sharon Terry)曾是大学牧师,后来当了家庭主妇,住在波士顿附近。1994年她得知她的两个小孩:伊丽莎白和伊恩,患上了一种罕见的基因失调——弹性假黄色瘤(PXE),会导致早衰和其他问题。

在孩子确诊之后,两个学术机构的研究团队分别前来收集血样。特瑞不想让她的孩子反复扎针,就问研究人员为什么他们不能共享血样。但那不是学术研究的做法。她被告知:两个团队会比拼谁能率先发表研究结果。

特瑞和她当时的丈夫——建筑项目经理帕特,读了他们所能找到的每一篇关于PXE的文章。文献浩瀚令人生畏,但最终他们看出了脉络。他们认定,如果可以创建一个DNA资料库来研究这一疾病,会有很大帮助。于是,他们从PXE患者以及他们的家人身上收集来组织和血样,并从哈佛大学的某个实验室借来一块小地儿,在晚上开始对样本进行研究。

最终,他们加入了一个团队,这个团队鉴定PXE的相关基因并为该基因申请专利——不是为了抢占,而是试图确保此成果能为研究者所共享。特瑞没有止步于此,之后又合作完成了140多篇经过同行评议的论文,发表在《自然》和《科学》等重量级刊物上。

她现在领导着一个叫“基因联盟”的组织,和一个关于PXE的研究协会。后者正在开展一系列临床试验,以考察各潜在疗法的鸡尾酒组合。另外,她的孩子们现在已经三十几岁了。

2013年,丹娜·里维斯二十一岁,她是一名1型糖尿病患者。虽然没有任何的工程学或医学背景,她那时正打算把她夜里用的血糖监测仪的警报声弄得再响一点,以免她(低血糖时)直接睡过去没听见。

里维斯从事公关,住在西雅图。她开始和她当时的约会对象——软件工程师斯科特·勒布兰德合作。他们研发出一种算法,可以预测她的夜间血糖水平何时会降低到危险数值。最后,他们造出了一个更有野心的产品,直接省去了半夜起床调整胰岛素剂量的必要。

他们称之为“开源人工胰腺系统”,并将其制造方法公布在网上。这台仪器连接着血糖探测器,和一台胰岛素泵,并接入智能手机上的开源软件,使得病人能在夜间自动校准用药剂量。尽管开源人工胰腺系统没有得到医疗设备的许可证,也并无公司进行任何规模的商业制造,但已有一千七百多人为自己组装了一台来使用。刊登在《柳叶刀》等期刊的初步回溯研究中,已经证明了该装置的有效。

e-NABLE是一个由三万名志愿者组成的国际化的团队。他们设计并3D打印义肢和义手,再免费发放给有需要的人们,目前为止已经做了超过一万个。团队运营费用大多是志愿者们自掏腰包。

在美国,多数受捐者是儿童。有些儿童不再使用医疗级别的义肢,因为它们有点重,还不能弄湿或弄脏。孩子们的个头也长得很快,以至于用不了之前的义肢。但并不是所有家庭都能负担起新买一副又一副的开销,尤其是当医保无法全额报销的时候。毕竟,一副义肢的价格一般在三千到一万美元之间。而对于一种罕见的先天症状:只有手掌却没有手指,则没有一家公司生产相应的儿童产品。

戴上3D打印义肢的孩子们

图片来源:https://enablingthefuture.org/

e-NABLE的创始人之一珍·欧文( Jen Owen)告诉我说,对于许多孩子而言,3D打印义肢带来的最大解脱是“社会心理上的”——你从一个手很奇怪的小孩,变成了一个手像超级英雄似的的小孩,这让朋友们感到很好奇。e-NABLE的志愿者根据客户的选择给塑料手上色——有时是抢眼的蓝色或者紫色。

佩里格林·霍桑(Peregrine Hawthorn)生来就有一只手没有手指,在少年时收到了他的第一副e-NABLE的义肢,然后和他父亲一起开始设计新的义肢模型。2017年,他和别人合著了一篇文章——《赛博格的骄傲:e-NABLE的自主设计》,文中他谈到自主设计义肢帮他战胜了抑郁。他回想起当他炫耀自己的第一份设计时,他心里是多么激动。那份作品有着“光滑的黑色外壳,亮蓝色的驱动电缆”。

在世界上其他地方,受捐者往往连再便宜的义肢都负担不起。乔恩·舒尔(Jon Schull)在成为e-NABLE的联合创始人之前,是一名互联网投资商,也是罗彻斯特理工学院的教授。他告诉我,他最近在洪都拉斯遇到了两位年轻人,他们在触电事故中失去了他们的手。

在获得e-NABLE的手之前,他们一直都处于失业当中。现在,他们一个做着家居植物的生意,另一个在卖凉鞋。他们告诉舒尔,他们终于可以在散步的时候拉着孩子的手,或者在讲故事的时候自如地打手势,或者和他们朋友拳头碰拳头。

“手作为社交工具的作用,甚至超出了作为操作工具的作用。”舒尔说。从这一角度来看,e-NABLE的手是否代表了时下的最高水平并不重要。他说,专业的义肢制造商的工作是“生产出真正好的东西,如果它只是比什么都没有稍微好点,就还不够”。不过话说回来,某些情况下,有一点点,总比什么都没有好。

舒尔告诉我说,虽然他在 e-NABLE上花的时间没有得到任何金钱回报,但这是他做过的工作里最让他有满足感的。不仅仅在于“向人们送出义肢时,眼睛获得的愉悦和情感上的感召”。让他着迷的还在于:一个高度去中心化的人道主义组织“能够绕开产学研一体的整个医疗产业,满足被前者证明为无法解决的复杂需求”。

e-NABLE并不支付设计者工资,也不向受捐者收费,这成了其游离在食药监局对医疗器械监管外的原因之一。同时,虽然一些义肢制造商怨恨它对他们市场份额的侵蚀,志愿者们的工作大体上还是没有受到影响。

e-NABLE的创始故事则很异想天开。珍·欧文嫁给了一个叫做伊万·欧文的书呆子,他也是定居在西雅图的艺术家和设计师,有时给小成本的恐怖电影设计怪兽套装。他和珍对cosplay很感兴趣,在2011年的一场蒸汽朋克的展览上,他做了一只手指可以活动的大号铁手,能发出像在小偷在抽屉里翻找银器的声响。在场的cosplay迷们都很喜欢,这只手让一帮人想起了弗雷迪·克鲁格*,让另一帮人想起剪刀手爱德华。

后来一位南非木匠理查德·凡·艾斯注意到伊万发布的视频,还看到这一工艺品可以有更大的用途。凡·艾斯最近失去了他右手的四个手指,也负担不起专业义肢的费用。这两个男人通过电邮和Skype开始了一场远程合作。最终,欧文和凡·艾斯发布了这个义肢项目的视频,然后开始收到世界各地的人们发来的对义肢的需求。

*译者注

弗雷迪·克鲁格:电影《猛鬼街》里的人物,面目可怖,手指如刀,是小孩们的梦魇。

在2012年,他们突然有了个想法:利用3D打印来造手。那时类似的义肢要价几千美元(现在花300多美元你就能买到一款不错的)。欧文问了一家叫MakerBot的公司能否考虑免费寄几台打印机给他们。出乎他的意料,回答是可以。欧文夫妇、凡·艾斯以及其他合作者,并没有为他们的设计申请专利,而是把他们的文件发布到了公共领域,允许任何有需要的人制造该版本的义肢,或在其基础上加以修改。(要成为获得e-NABLE认证的设计者,你必须拍下你自行打印制作义手的视频,让有经验的志愿者能够以此评审你的操作过程和成品优劣。)

e-NABLE的志愿者正在组装义肢

图片来源:https://enablingthefuture.org/

志愿者们提交新设计、提议新项目,然后社区成员再投票决定是否拨款资助。来自科罗拉多州利特尔顿的奈特·门罗,最近获得了拨款去设计一只他称为“NIOP”的胳膊——这一缩写意为“没医保只好这么搞”。2015年的时候,门罗曾为一位朋友的女儿修过一辆粉色自行车,然后他试了试车子——“骑得像个小丑似的”——他前轮碾过了水泥地上的一道裂缝,摔得他胳膊伤了好几处。

门罗当时是一个独立的包工头,没有医疗保险,存款也很少,所以他就没对他的胳膊作恰当的处理。感染发展了起来,2017年,他的胳膊已经被截到了肘关节以下。他告诉e-NABLE 的媒体人员,“我住在这样一个国家,在这里,有保险的人过的是第一世界的生活;而没有保险的人,过的则是发展中国家的生活。”

门罗最终得到了一条专业的义肢,但在他为此等待的那年里,“你去到的每一个地方都有一大帮人,看你的眼神像是在看怪物”。这种感觉折磨着他。当他听说e-NABLE时,他便加入进去,开始为其他人制造手臂,其中包括一个叙利亚阿勒坡的十四岁男孩,他失去了自肩膀以下的整条胳膊。

一天下午,我去和一位e-NABLE志愿者埃里克·巴布尔(Eric Bubar)碰面,他在维吉尼亚州阿灵顿市的马利蒙特大学教授物理学。他向我展示了他和学生用来制造义手的3D打印机,意大利面似的塑料细丝正被填进机器。要打印义手的所有部件,得花上十五到二十小时,然后巴布尔还得再花上半小时组装它们。我和他交谈时,打印机嗡嗡作响,绕着紧密的圈挤出紫色的塑料,像一台迷你版的赞伯尼磨冰车。机子停下来之后,他交给我一个小孩子尺寸的塑料拇指。我把它放进我大衣口袋里,留作纪念。

这个组织没有领导,谁做事谁当家, e-NABLE的志愿者用do-ocracy这个词来形容他们的运动,这样的好处在于可以迅速地调整团队行事的优先级。当新冠疫情在全球蔓延时,e-NABLE 的志愿者开始生产面部护罩。埃里克·巴布尔有三台3D打印机一直不停地工作,以满足一天几十个甚至上百个护罩的需求,订单来自医院、生活辅助设施、牙医诊所。

和其他e-NABLE志愿者一样,巴布尔从接受者处寻求反馈,然后据此改进设计。当医生告诉他,他们将更喜欢用高架透明胶片(一般用于高射投影仪)里的一种塑料制作的面罩,因为它更轻也更容易擦拭。于是巴布尔就开始提供这种面罩。e-NABLE的网站随后贴出一张照片:另一位医护人员戴了这种面罩,并竖起了大拇指。算起来, e-NABLE已经向超过25个国家分发了至少五万个面罩。

参与抗疫的不止e-NABLE一家。在大家发现鼻咽拭子柔性塑料的短缺,是阻碍新冠病毒检测力提升的一大瓶颈以后,另一家 D.I.Y. 组织开始3D打印这种塑料。和利他主义的豪迈情怀一样令人印象深刻的是,同时也存在许多可理解的忧虑:部分产品可能不安全或者无效。

幸运的是,检验测试 D.I.Y.抗疫物资的努力,几乎和这些产品自身出现得一样快。爱思维尔出版社即将出版一期HardwareX期刊的特刊,刊登了密歇根理工大学工程系教授——约书亚·皮尔斯(Joshua Pearce)——关于低成本、开源的新冠医疗设备的征稿通知。在学术期刊中发表,意味着一项设计经过了测试且被证明有效;

鉴于情况紧急,同行审阅将会很快地完成,并且文章也可以公开获取。它可能不如食药监局批文那么严格,但它是一次提升DIY生物运动严谨性的认真尝试。皮尔斯告诉我,“对于医疗硬件来说,说‘我做出了些东西’是不够的,如果你的受众是冒着生命危险在用你的东西,你得证明这东西已足够好。”

疫情下的D.I.Y.生物运动

自新冠疫情危机伊始,开源胰岛素项目的实验室工作一直处于停摆,但项目成员仍在为与他们事业相关的法律事宜和社会影响而忙碌工作着。即使开源胰岛素项目所制造的产品开始定型,在它进入市场之前,也需要克服所有监管方面的障碍,并证明产品的纯度和安全性达标。医药级别的产品制造商必须向食药监局提供长篇累牍的证据,来证明他们能够在无菌环境中以始终如一的标准生产这一物质。而证明产品到达上述标准需要耗资几百万美元。

依照食药监局的一项新规定,开源胰岛素项目需要克服的麻烦可能会稍微少一点,这一规定详细说明了制造治疗性的“生物仿制药”,比如胰岛素,需要满足何种条件。生物伦理学家凯莉·修斯(Kelly Hills),告诉我说,“如果开源胰岛素项目能够证明,他们生产的东西是市面上已有药物的‘生物仿制药’,他们或许能更快通过审批程序,无需经历完整的临床试验过程,从而省下一大笔开销。”

开源胰岛素项目的成员正在就如何架构其生产网络寻求法律咨询。除了与医院和药房合作,另一个正被考虑的模式是模仿加利福尼亚州的大麻产业合伙人,他们接受州政府的规制,而非联邦政府。

- Matteo Berton -

新冠病毒检测能力的缺口,使得开源胰岛素项目的部分成员认为,他们对于一种小规模生产设施网络的愿景,可以被应用到医药供应链这个更大的舞台上。制药厂都是为了实现大规模生产而规划设计的,同时,正如开源胰岛素项目在其网站上指出的,“无论(制药厂)要增加现有产能,还是转而生产另一种的产品,都将是一个花费巨大的缓慢过程。”而在一种由无数小型工厂所构成的体系中,每一间小厂都只为当地客户供药,业态会更加灵活。

就和当下的许多人一样,团队的志愿者们也从昔日公共健康危机中涌现的人物事迹那儿获得了鼓舞,关于胰岛素,他们找到了一个不错的故事。

在1940年,一位十九岁的捷克犹太人艾娃·萨克斯(Eva Saxl),和她的丈夫维克多(Viktor)一起逃出了纳粹占领下的布拉格。他们辗转来到上海,艾娃在那里教英语,但同时她不幸确诊罹患1型糖尿病。当时上海正处于日本人的封锁之下,药物很难买到。

艾娃找来了一本书,里面描述了治疗糖尿病的一些前沿尝试,她当即开始努力钻研。她变卖了她所积攒的存货,换来水牛胰腺的定期供货;不久后,她开始生产出高纯度的胰岛素。萨克斯夫妇在兔子身上进行测试以后,开始把胰岛素注射到艾娃自己身上。最后,他们造的胰岛素有四百多人用上。

不久前,来自科罗拉多州立大学的合成生物学家让·佩库,合著发表了一篇关于开源胰岛素的论文。他告诉我,他发现这个项目的方案“令人耳目一新”,但也总结出,对于胰岛素这类广泛使用的药物而言,那并非最佳方法。他认为开源胰岛素计划的思路最契合的,是那些“市场规模很小的孤儿药,对一家公司来说,进行商业生产很可能划不来”。

在这一情景下,“可以存在小规模的药品生产,同时无需在制药商与患者之间建立商业往来,因而也就不存在责任问题。对于患者来说,这可能是最好的情况,虽然药可能不如那些从药厂买来的药那样安全,但相比没药可吃的窘境而言,患者的健康会远远更有保障。”

最终,疫情将帮助D.I.Y.生物运动获得合法性。在一封电子邮件中,流动配药机器人的发明者威尔·卡耐因(Will Canine)说,“虽然我们的总统像是医药民科的反面教材,但专业科学家们的所作所为,比起几个月前更靠近D.I.Y.生物学家们了...实验数据和流程公开地发表了出来并保持更新,保密和囤积数据的做法越来越多地被认为是不义,而不是理直气壮。”

基因空间的联合创始人艾伦·乔根森(Ellen Jorgensen),将大流行病时期视为捍卫科学的开放性、并促进合作的良机,而这正是D.I.Y.生物运动所推崇的。学界根据论文发表、专利申请和同行竞争来激励科学家,这套专业体系也在迅速转变以适应变局:在通过正式的同行评议之前传播预印本论文、分享物资材料、提供开源医疗设备的设计图纸。

这是“大家偏好越来越开放的科学研究”的明证,她补充道,“那也是我们许多人的希望——这场疫情带来的除了一场巨大悲剧,也能造就一些好的东西永远留存下来。其中之一便是,打破科研体系的壁垒、孕育更多更开放的科学交流,从而助推科学加速进步,也让人类变得更好。”

原文: 

https://www.newyorker.com/magazine/2020/05/25/the-rogue-experimenters 

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