本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
1721 年,一场天花疫情席卷了殖民城市波士顿。
牧师兼皇家大臣科顿·马瑟说服医生泽巴代亚·博伊尔斯顿对两名奴隶和马瑟自己的儿子实施一种神秘的医疗程序。该程序被称为“人痘接种术”,包括用沾有天花的针刺穿患者的皮肤。这包括切开皮肤或在患者身上造成擦伤,然后涂抹来自天花脓疱的感染性液体。在其他情况下,天花结痂首先被干燥,然后重新水化并涂在接种器械上。
马瑟不是第一个尝试这种程序的人——关于这种做法的最早确凿证据来自 15 世纪的中国,尽管其他记载甚至将这种做法追溯到更早。马瑟从一名非洲奴隶那里了解到了这种做法,但很难说服医生尝试。城里唯一受过大学教育的医生威廉·道格拉斯拒绝了,并严厉斥责马瑟试图这样做。道格拉斯持谨慎态度是有充分理由的——人痘接种术涉及有意用活病毒感染某人,而且当时接种物的剂量难以控制(很少有人甚至意识到细菌,更不用说病毒了,疾病的病菌理论直到近 100 年后才会有实验证据)。人痘接种术不像现代疫苗——患者会感染天花,但希望是这是一种轻微的形式,并且可以预防可能致命的自然感染。然而,它存在使人感染全面爆发的传染性天花的严重风险。而天花是一种可怕的疾病——它几乎杀死三分之一的感染者,并使许多幸存者留下可怕的疤痕。
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值得庆幸的是,博伊尔斯顿基本上是成功的,并继续在他的最初三个受试者之外进行该程序。波士顿的其他市民感到震惊。他们担心这种做法可能会使疫情恶化(并非毫无根据的恐惧)并杀死数千人。其他人担心(同样有道理),该程序可能会传播其他疾病,如梅毒。一位愤怒的人甚至试图暗杀他。另一个人向科顿·马瑟的窗户扔了一枚炸弹。
最终,博伊尔斯顿的大多数患者在疫情中幸存下来,而近 6,000 人(占当时城市人口的一半)感染了该疾病,其中约 15% 的人死亡。后来,爱德华·詹纳将人痘接种术背后的原理用于开发第一种真正的天花疫苗,并在 1980 年,该疾病从地球表面被根除。
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1903 年,一个人驾驶着一台比空气重的机器,依靠自身动力从地面升起。
我不是历史学家,但似乎只要有鸟类和梦想,人类就一直在梦想飞行。根据所有知识的源泉,中国人早在 2000 多年前就在制作风筝,而古希腊人则制作了机械鸟。人类甚至已经飞行(或至少是滑翔)了相当长一段时间,将自己绑在滑翔机上或跳进气球下的篮子里,但真正的进步发生在 20 世纪初,当时奥维尔和威尔伯·莱特(或古斯塔夫·怀特海德?)建造了第一辆动力、可控的比空气重的飞行器。
第一架飞机很糟糕——它的时速不到 10 英里(而且可能仅仅因为它是逆风 30 英里的逆风飞行才起作用),而且非常难以控制。即使在十年后,当欧洲国家首次开始在战斗中使用飞机时,它们也极其不安全——即使是熟练的飞行员也经常在坠机事故中丧生。最好的飞行员也无法与发动机故障甚至恶劣天气抗衡,死亡人数令人发指。
当然,如今航空旅行非常安全,并改变了全球的面貌。
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1973 年,赫伯特·博耶和斯坦利·科恩人为地在两种细菌之间转移了一个基因。
同年晚些时候,他们成功地将一个细菌基因转移到青蛙胚胎中,表明同一个基因可以在来自不同界的生物体中发挥作用。在过去的 35 年里,我们操纵生命的能力以惊人的速度发展。科恩和博耶开创的技术现在在世界各地的实验室中都很普遍。事实上,今天下午晚些时候,我将使用来自两种不同细菌的酶和另一种来自古细菌物种的酶,将人类基因的一个片段连接到大鼠基因的一个片段,然后使用大肠杆菌复制,然后使用人细胞系制造一种病毒,将我的新基因组合整合到一种小鼠细胞中。当你这样写出来时,它会让人感到疲惫,但这个过程实际上很简单。
当然,其他人正在使用类似的技术,不是在实验室中制造实验工具,而是创造最终会出现在餐桌上的粮食作物。这让很多人担心。该技术的支持者指出,目前品种的转基因作物可以抵抗真菌或昆虫害虫、抵抗某些除草剂,甚至可以提高主要作物的营养产量。许多人认为,进一步发展该技术将有助于减少用水量,或在更少的土地上产生更高的产量。反对者认为,在食品中使用这项技术是危险的,可能会产生新的过敏原(请参阅我对这种恐惧的看法此处),或者以某种方式破坏环境。
此外,一些批评人士说,这项技术根本没那么好
育种继续超越转基因,并且可能会继续这样做,而农业生态学在解决许多这些问题方面做得更好,尤其是在过度依赖稀缺资源和农药以及应对气候变化的能力方面[...]育种继续在[马克] 莱纳斯提到的所有类型的特性——耐旱性、产量提高、营养强化、抗虫性等等——方面更成功,每个性状的成本约为一百万美元。非洲抗病毒甘薯等转基因性状的失败需要更认真地考虑,作为迄今为止可用的转基因性状匮乏的一种可能解释。
看着莱特兄弟的飞机,我想知道是否有观众评论说:“那东西的时速只有 10 英里,显然蒸汽机旅行更优越。” 我知道第一次世界大战后英国的一些决策者(我正在阅读温斯顿·丘吉尔的传记,其中谈到了这一点)认为飞机不值得投资,而丘吉尔本人(尽管是一位飞行爱好者和皇家空军的创始人)认为飞机永远无法击沉战列舰,并且在战斗中的用途有限。
显然,威廉·道格拉斯医生认为人痘接种术的危险不值得冒险。
100 年或 200 年后,我们对与粮食作物的基因工程相关的恐惧会怎么说? 当然,有些恐惧可能有根据,另一些可能是虚假的。我赞扬任何为改变我们的农业系统或加强健康和安全法规而奋斗的人,但这些努力应侧重于结果,而不是技术。 传统育种当然能够产生新的过敏原或构成新的健康风险。 有机农业可以使用单一栽培、大量使用农药和不可持续的方式进行。 让我们努力提高农业的可持续性,无论使用何种技术来实现它。