50年、100年和150年之后,人类世界会变成什么模样?
成果丰硕的过去是展望未来的良好基础。基于这个想法,人类在科技上的发明总是令人惊喜,试着来想像吧,想像50年、100年和150年后的世界会是什么样子。汽车能飞上天空吗?电脑是否还存在?如果存在,电脑又将拥有哪些能力?核子武器是否会消失?科技是否能让人类躲过气候变迁,或是会让状况变得更糟?在这颗越来越拥挤的行星上,老虎和其他野生动物未来面临什么命运?人类掌握基因及消弭疾病的能力会发展到什么程度?如果人类离开这颗行星,这趟旅程将带给我们哪些改变?
想像未来
50年、100年和150年之后,人类世界会变成什么模样?
成果丰硕的过去是展望未来的良好基础。基于这个想法,人类在科技上的发明总是令人惊喜,试着来想像吧,想像50年、100年和150年后的世界会是什么样子。汽车能飞上天空吗?电脑是否还存在?如果存在,电脑又将拥有哪些能力?核子武器是否会消失?科技是否能让人类躲过气候变迁,或是会让状况变得更糟?在这颗越来越拥挤的行星上,老虎和其他野生动物未来面临什么命运?人类掌握基因及消弭疾病的能力会发展到什么程度?如果人类离开这颗行星,这趟旅程将带给我们哪些改变?
车子飞上天?
汽车可以飞行了,而且还能自动驾驶,你可以一边开车一边吃早餐囉。
1956年,美国民用航空管理局核准飞天车(Aerocar)上路时,至少在航太工程师的心目中,典型市郊农庄式平房的车房里,不久后一定会有飞行汽车,不过最后事与愿违。外形像汽车的飞天车具有机翼,只需很短的跑道就能起飞,但价格太高,难以大量生产。最后飞天车国际公司只生产了六辆飞天车,美好前景没有实现,充其量只存在卡通「摩登家庭」里。
50多年后,飞行汽车卷土重来,目前已有两款车型完成至少一项的飞行测试。美国麻州Terrafugia公司的「变形飞车」(Transition)是一款机翼可收折的轻型运动飞机,可乘载两名乘客和行李。这辆飞行汽车需要有传统跑道才能起飞,所以必须先开到机场才能飞上天空。另一款车型是荷兰PAL-V Europe公司推出的「个人空中及地面载具一号」(PAL-V ONE),只需要略长于200公尺的跑道就能起飞,这辆飞行汽车外形像三轮车和直升机的合体,推力来自装置在车尾的螺旋桨,升力则由车体上方的旋翼提供。这两款汽车的巡航速度都低于100节,加满一次油的续航力还算不错(变形飞车为720公里,PAL-V的最大航程则多出约1/3)。
2010年,美国国防高等研究计画署(DARPA)开始执行「变形金刚」计画,建造能够垂直起降、可供四人乘坐的载具(也就是载运人员用的无人飞机)。不具飞行背景的一般士兵也能轻易操作这架飞机,甚至比操作目前的无人飞机技术更加简单。DARPA预计在未来数年内,原型机就可开始试飞。无人飞机技术有了这项新进展,再加上目前最先进的空中与公路载具技术的实际产品——变形飞车和PAL-V等商品化个人飞机,未来50年内,我们或许很有可能看到每家车库里都有一架飞机。50年后,「摩登家庭」里的爸爸或许将会改开无人飞机。
基因疗法治百病?
现在是2063年。你走进诊间,护士会采取唾液、血液或者胎儿的细胞,放在手持装置里一个文字大小的微晶片上。几分钟后,机器输出检验结果。萤幕上各种颜色的萤光讯号组合,代表其中是否有导致或影响1200多种单基因疾病的DNA序列。幸好卫生当局已经核准每一种疾病的治疗方式:基因疗法。
基因疗法利用病毒原本的生物机制,携带正常的基因进入细胞核,替代导致疾病的突变基因。1953年DNA结构解开之后,科学家就有这个构想,不过实际发展的过程却数度中断。早期的试验偶尔才出现正面结果。1999年,研究人员利用一种携带基因的病毒治疗一名18岁的代谢疾病患者,却因为病毒分子引发肝脏免疫细胞反应而死亡。同一年,两名罹患先天免疫缺陷的婴儿接受经由反转录病毒(retrovirus)载入基因,这些基因却转变成导致癌症的基因而造成白血病。
种种挫败使基因疗法的发展陷入困境,究竟哪些病毒(身怀基因的细胞侵入者)可以做为安全的载体,至今仍有争论。
在辛苦的起步之后,基因疗法终于取得重要成果。欧盟执行委员会在2012年首次核准脂蛋白脂酶缺乏症的基因疗法,该疾病会影响脂肪分解。
之后,美国食品及药物管理局(FDA)在2014年核准利用基因疗法,治疗一种遗传的失明疾病(李柏氏先天性黑蒙症)、一种免疫缺乏症(腺苷脱胺酶缺乏症),以及一种脑部遗传疾病(肾上腺脑白质病)。这些虽然是罕见遗传疾病,却比较容易治疗。
这些核准也肯定腺相关病毒(AAV)可做为载体。大部份人的身体细胞中都有这种病毒,我们的免疫系统不会攻击它们。相较之下,虽然研究人员设计出能自我毁灭的反转录病毒,之前却在有免疫缺陷的婴儿身上导致癌症。而FDA核准慢病毒(lentivirus)后,却由于病人不愿施打人类免疫不全病毒(HIV,属于慢病毒)而失败,尽管这些病毒已移除与爱滋病(AIDS)相关基因。
2016年,基因疗法被运用在B型血友病,证实了这项技术的经济价值,一次三万美元的基因疗法,胜过终生注射凝血因子,后者总共需要花费2000万美元。
能控制载体引发的免疫反应,即克服了大部份技术障碍,这种送进病人体内的化学装置不但能提供替换的基因,也能诱发部份对抗癌症和感染的免疫反应,以及压抑对病毒载体的排斥反应。
如今基因疗法之门大开,因为视网膜没有免疫系统,所以首先考虑约100种造成失明的疾病。2019年,10多名罹患巨大轴突神经病变的儿童,首先接受脊髓基因疗法,接着是肌萎缩性偏侧硬化症(ALS)和人类脊髓肌肉萎缩等脊髓损伤疾病。携带基因的AAV由静脉注射进入,能够通过血脑障壁,因此能预防帕金森氏症和其他脑部疾病,而不需要像本世纪初期一样在头骨上钻洞。
随着时间过去,研究人员了解,基因疗法并非治疗某些疾病最好的方法。对于囊肿性纤维化,因为肺部和气管细胞存活时间比较短,因此用可以解开错误蛋白质结构的药物治疗比较好。而重新启动裘馨氏肌营养性萎缩症患者被抑制的基因,比把治疗基因送进儿童全身肌肉细胞容易。
这些成功表示未来有更多发挥空间。本世纪中期,不只罕见、单基因突变疾病的新基因疗法成形,也开始涵盖一般遗传或环境危险因子造成的疾病,例如精神疾病、糖尿病和心脏病。
到了2060年,利用基因检验预测病人未来的健康状况到达前所未有的精准,伴随遗传介入疗法,获得丰富的成果。由于疾病的发展受阻,人们越来越长寿并健康,医疗照护的支出也跟着下降。