王芊佳：鏡像生命離我們還有多遠？科技創(chuàng)新中倫理問題前瞻研究

本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）

（圖文無關(guān)）一只白斑蛾蚋和它鏡子中的影像。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

本文約3500字，閱讀約8分鐘

文 | 王芊佳

出品 | 海潮天下

想象一下，你精心準備了一場豐盛的晚宴，邀請了一群特殊的客人。桌上擺滿了最頂級的滿漢全席、各種各樣好吃的水果。但，這些客人入座后，雖看起來他們饑腸轆轆，但在吃下這些食物后，他們不僅沒有得到能量，反而因無法消化、紛紛虛脫倒地了。

這并不是什么科幻恐怖片。它是在生物化學(xué)實驗室里經(jīng)常討論的一個假設(shè)——如果生命的手性（Chirality）不對稱，會發(fā)生什么？

在現(xiàn)實的地球生物圈里，所有的生命其實都是“偏心”的。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸（Amino acids）幾乎全部是左旋的（L-form），而構(gòu)成DNA和RNA的糖分子則是右旋的（D-form）。這就好比全世界的螺絲釘都規(guī)定必須順時針擰緊，這種現(xiàn)象在科學(xué)上叫作“生命的手性單一性”。

而所謂的鏡像生命（Mirror-life），就是科學(xué)家們試圖在實驗室里構(gòu)建一套完全反過來的系統(tǒng)——用右旋氨基酸+左旋糖，搭建出一套全新的生命邏輯。

這種想法，聽起來有點像是在鉆牛角尖，但其實很有道理。從物理化學(xué)的角度來看，左旋氨基酸和右旋氨基酸在性質(zhì)上幾乎一模一樣，就像你的左手和右手，結(jié)構(gòu)對稱，功能對等。理論上，既然左旋生命能活得好好的，那，右旋生命也完全可以在這個物理世界里立足。

只不過，地球在幾十億年前的進化初期，可能因為某種機緣巧合，選擇了現(xiàn)在的這一套方案，并一直延續(xù)至今。

▲上圖：筆者經(jīng)常路過北京中關(guān)村那個巨大的、金色的雙螺旋雕塑。仔細看，這個DNA雕塑的旋轉(zhuǎn)方向，如果你順著螺旋向上看，你會發(fā)現(xiàn)它是順時針方向旋轉(zhuǎn)上升的。在生物學(xué)中，這被稱為“右旋”（right-handed）螺旋。自然界中絕大多數(shù)生物的DNA（B型DNA）都是這種右旋結(jié)構(gòu)。這是一個幾十億年來未曾改變的“宇宙慣例”。我們可以假設(shè)一下，如果在它旁邊緊挨著建立一個一模一樣的雕塑，但旋轉(zhuǎn)方向完全相反——即逆時針向上旋轉(zhuǎn)（左旋，left-handed）——那么那個新的雕塑，就是“鏡像生命”體內(nèi)DNA的物理模型。這時候，如果你站在它們中間，你就能直觀地感受到什么是“手性”（chirality）——兩個結(jié)構(gòu)互為鏡像，卻無法在空間上完全重合。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

那么，科學(xué)家們現(xiàn)在做到哪一步了呢？

說實話，要造出一個完整的、能跑能跳的鏡像生物，難度簡直大上天。目前大家主要還是在分子的層面上打地基。這里面，最核心的一個挑戰(zhàn)在于，生命其實不光是把分子堆在一起就完了，它需要一套精密的“復(fù)印機”來傳遞遺傳信息。天然生命靠的是各種聚合酶（polymerases），所以，要讓鏡像DNA（Mirror DNA）轉(zhuǎn)動起來，就得先造出鏡像的聚合酶。

可是問題來了，合成這種復(fù)雜的蛋白質(zhì)非常非常的麻煩。

天然的酶是由長串的左旋氨基酸折疊成的，如果你想造一個鏡像版本，就得靠人工化學(xué)合成的方法，把幾十、甚至幾百個右旋氨基酸一個一個的串起來。這工作量大得驚人。好在一些研究團隊想出了“化整為零”的法子，把大蛋白拆成小片段、分別來合成，然后再跟搭積木一樣，拼拼湊湊搞在一起。實驗室里用這種方式，已經(jīng)成功搞出了鏡像的聚合酶，并且證實它們真的能像模像樣地復(fù)制鏡像DNA。

說到這兒，你可能會問，費這么大勁造這種“異類”生命，到底圖個啥？

其實，鏡像生命最大的賣點就是它的“生化免疫性”。

簡單來說，自然界里的病毒、細菌和各種降解酶（Nucleases），都是針對現(xiàn)有的左旋系統(tǒng)設(shè)計的。它們就像一把把只認某種特定鎖孔的鑰匙。如果一個藥物分子是鏡像結(jié)構(gòu)的，那體內(nèi)的那些專門拆解物質(zhì)的“清道夫”酶，就會對它束手無策，因為鎖孔對不上嘛。

這意味著，如果人類能開發(fā)出鏡像的核酸藥物（Aptamers）或者是蛋白質(zhì)藥物，它們進入人體后，就能像穿了隱身衣一樣，可避開免疫系統(tǒng)的攻擊，也不會被輕易降解掉。這種藥物在體內(nèi)的藥效能持續(xù)很久，而且劑量可能只需要一點點。這對于靠長期服藥續(xù)命的患者來說，那就簡直是福音。

除了搞藥，鏡像生命在生物安全（Biosecurity）方面也是個頂尖的“守門員”。現(xiàn)在很多人擔(dān)心實驗室合成的生物萬一跑出去，會不會破壞生態(tài)平衡。但鏡像生物基本沒這個隱患。因為它們和自然界的生命根本不在一個頻道上。鏡像細菌吃不了自然界的營養(yǎng)物質(zhì)，自然界的病毒也感染不了鏡像細胞。它們就像兩個平行世界，雖然擠在一起，但基因和代謝完全不互通，形成了一道天然的防核輻射一般的“手性屏障”。

當(dāng)然了，現(xiàn)在談?wù)撶R像大象或者鏡像人類還太早。目前連一個最簡單的、能夠自我維持代謝的鏡像細胞都還沒造出來。科學(xué)家們還在死磕鏡像核糖體（Mirror ribosome）——這可是細胞里的“核心工廠”，結(jié)構(gòu)復(fù)雜得讓人頭大。只有把核糖體也鏡像化了，生命信息的翻譯過程才算徹底打通。

▲上圖：這個金色的螺旋，可以說是今天人類文明最偉大的“已知”之一。但是，如果我們將這個金色的雕塑替換成它的“左旋鏡像版本”，它依然可以穩(wěn)穩(wěn)地立在這里。從物理和化學(xué)角度看，它在結(jié)構(gòu)上是穩(wěn)定的。在某種意義上，如果我們從“鏡像生命”的角度看，這個右旋的螺旋，只是宇宙生命所有化學(xué)可能性中的一半。攝影：Linda Wong 攝于中關(guān)村廣場的一個墻畫 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

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科技創(chuàng)新中倫理問題前瞻

不過，近幾年，對于鏡像生命可能帶來的風(fēng)險，前沿科學(xué)家們?nèi)找鎿?dān)憂。可能有讀者讀到過海潮天下（Marine Biodiversity）前段時間發(fā)布的一篇文章《2026年全球生物多樣性保護的15個新風(fēng)向》，里面提到的15個前沿議題里面，就有鏡像生命的風(fēng)險。

如果這種技術(shù)真的走出實驗室，鏡像生物雖然沒法跟本土物種雜交，但它們依然需要攝取基礎(chǔ)的化學(xué)元素，比如碳、磷、氮。如果某種鏡像微生物展現(xiàn)出極強的生命力，它可能會跟本土物種搶奪有限的生存資源。更麻煩的是，自然界里的細菌和真菌完全無法分解這些鏡像殘骸，這些尸體可能會像塑料垃圾一樣在生態(tài)系統(tǒng)中堆積，打破現(xiàn)有的物質(zhì)循環(huán)。

自然界進化了30多億年，才演化出一套專門拆解左旋蛋白質(zhì)和右旋核酸的酶系統(tǒng)。所以，毒性和不可降解性也是個大坑。面對鏡像分子，這套過濾機制基本是癱瘓的。如果鏡像蛋白進入水源或土壤，它們極高的穩(wěn)定性意味著它們可能長期存在。這種生化隱身特性一旦失控，這些分子可能通過食物鏈富集，甚至產(chǎn)生某些人類從未見過的、難以代謝的生化毒性，而人類現(xiàn)有的醫(yī)療手段，可能根本找不到對應(yīng)的解藥。

從安全管理角度看，鏡像生命也有可能變成新型武器的溫床，傳統(tǒng)的生物監(jiān)測手段，比如PCR檢測或抗體篩查，對這種鏡像病原體可能徹底失效。如果有人真的是處心積慮的，要利用這種技術(shù)制造出鏡像化的致病因子，那么，現(xiàn)有的公共衛(wèi)生防御體系將面臨巨大壓力。到時候，恐怕，如何防止技術(shù)濫用是一個比科學(xué)突破本身更棘手的現(xiàn)實問題。

另外還有一個進化的問題——鏡像生命會不會自我進化？雖然現(xiàn)在覺得手性屏障牢不可破，但進化總是充滿意外。誰也無法保證在極其漫長的時間跨度下，或者在海量的種群基數(shù)中，自然界會不會演化出某種能夠利用鏡像分子的怪胎物種。我們?nèi)祟惸壳暗乃邪踩u估，都是基于靜態(tài)的科學(xué)認知的；換句話說，我們不知道我們不知道的東西。一旦這些生物開始自主進化，它們的發(fā)展路徑可能會完全脫離人類設(shè)計的藍圖，產(chǎn)生不可預(yù)知的突變，到時候，如果人類回看這一切發(fā)現(xiàn)，能消滅人類的“新物種”恰恰是人類自己發(fā)明出來的物種，這是不是自掘墳?zāi)鼓兀?/p>

▲上圖：全球生物多樣性信息網(wǎng)絡(luò)（GBIF）的各種主題宣傳單。假設(shè)把整個GBIF的知識體系看作是自然生命的“百科全書”，而“鏡像生命”則是百科全書之外，一種可能存在、化學(xué)上完美對稱、卻完全沒有被記錄在案的“平行世界”。對于鏡像生命來講，GBIF這整整一桌子的知識體系，就像是另一套坐標(biāo)系下的亂碼，兩者之間存在著完美的、生化層面的互不兼容。因為實在沒圖片配此文，海潮天下（Marine Biodiversity）又不允許用AI配圖，所以湊合一下，讀者們請見諒。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

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知識論·反思

筆者在念書的時候有一門課是《知識論》（Epistemology），上課時最深刻的一句話是老師引用的蘇格拉底講的，“我唯一知道的就是我一無所知”。在哲學(xué)上，這被稱為“自覺的無知”。

蘇格拉底認為，最高級的智慧不是掌握多少事實，而是意識到，自己的認知是有邊界的。那些“不知道自己不知道”的人（即處于未知的未知狀態(tài)），往往會產(chǎn)生盲目的自信，這在現(xiàn)代心理學(xué)中，被稱為達克效應(yīng)（Dunning-Kruger effect）。

當(dāng)時跟我們一起上課的，不光是普通學(xué)生，也有宗教學(xué)系的來自多個背景的學(xué)生。有一次上完課之后討論時，有一位佛家同學(xué)就說，這種“不知道自己不知道”的狀態(tài)被稱為“無明”。

一個人如果認為自己“掌握了真理”，他就會停止反思，這種狀態(tài)在知識論里是“盲目自大”，在佛學(xué)里就是被“所知障”給困住了。他說佛家講“所知障”，人類最根本的痛苦和自大，并非源于知識儲備不夠，而是源于認知的底層邏輯出了問題。現(xiàn)在想想，印象還是頗為深刻。

知識就像一個圓圈，圓圈越大，它與未知領(lǐng)域接觸的周長就越長。知識的擴張，讓我們在意識到更多“已知的未知”的同時，也更深切地恐懼于那些依然潛伏在暗處、完全不可預(yù)見的“未知的未知”。今天的人類，往往只盯著圓圈內(nèi)部的面積看，卻很容易忽略了圓圈外面那一層又一層的無止境的黑暗。

鏡像生命，會不會比核武器更可怕？會不會比超級病毒更具有毀滅性？……這些，現(xiàn)在都無從知曉。不過，在科技飛速發(fā)展的加持下，人類在最近200年里取得的科學(xué)成就，很容易讓人產(chǎn)生一種“上帝視角”的錯覺。今天人類或能在分子層面重構(gòu)鏡像生命，在亞原子層面拆解物質(zhì)，在星際尺度觀測宇宙。這種成就感，其實，很容易讓人類這樣一個物種產(chǎn)生誤判，覺得世界是一個可以被完全拆解、重組、玩弄于鼓掌之間的機械模型。恐怕，人類文明最危險的時刻，往往不是意識到自己無知的時候，而是錯把局部的、階段性的技術(shù)突破當(dāng)成了對真理的終極掌握。

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文 | 王芊佳

排版 | LXY

時間 | 2026年5月

歡迎投稿 | editor@oceanbiodiversity.cn

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