讀量子霸權11基因剪輯

1. 癌症

1.1. 癌症是美國人口死亡病因中排名第二的“殺手”​，僅次於心血管疾病

• 1.1.1. 雖然手術、化學治療和放射治療等醫學手段在對抗癌症方面取得了越來越多的進展，但因癌症而死亡的人數仍然居高不下

1.2. 人類與癌症之間的戰爭尚存在一個根本問題沒有得到解決，那就是科學家根本不知道癌症到底是什麼

• 1.2.1. 到底是由單一因素引起的，還是由飲食、汙染、遺傳、病毒、輻射、吸菸或運氣不佳等一系列令人困惑的因素造成的

1.3. 從根源上來看，癌症其實是一種基因疾病，但可能是受到環境毒物、輻射和其他因素影響，或者也可能只是因為運氣不好而引發的

• 1.3.1. 癌症其實根本不是一種病，而是我們基因中數千種不同型別的突變中的一種

• 1.3.2. 癌症會導致健康細胞突然增殖並殺死人體宿主

1.4. 癌症是一種極其多樣且普遍的疾病

• 1.4.1. 癌症不僅存在於人類的身體裡，在動物王國中也普遍存在

• 1.4.2. 癌症是我們為地球上擁有複雜生命形式所付出的一種代價

1.5. 為了形成一種複雜的生命形式，數萬億個細胞依次進行著複雜的化學反應，一些細胞必須在新細胞取代它們時死亡，這才能使身體得以生長和發育

• 1.5.1. 細胞從基因層面就直接被程式設計為必然走向死亡，必須透過犧牲自己來形成新的複雜組織和器官。這叫作細胞凋亡

1.6. 程式性細胞死亡看上去是身體健康發育的慣例，但是人體的基因還是會在某些時候意外地失靈，導致細胞不選擇死亡，而是持續不斷地瘋狂繁殖和增殖

• 1.6.1. 癌細胞會不受控制地持續生長，並最終形成腫瘤，導致人體各項重要功能失靈

• 1.6.2. 癌細胞其實是一種普通的細胞，只是這種細胞“忘記”自己到時間就應該死亡這件事了

1.7. 一個以上的突變才會導致人體患上癌症

• 1.7.1. 多個突變的形成，通常都是需要數年或者數十年的累積，一旦形成，就會最終導致這些細胞喪失控制繁殖的能力

1.8. 進化是透過自然選擇進行的，具有一定的偶然性

• 1.8.1. 儘管使生命成為可能的分子機制確實令人驚歎，但它們只是數十億年來大自然“反覆試驗”出的隨機突變的一個副產品

• 1.8.2. 無法指望身體能夠進化出對致命性疾病的完美防禦

• 1.8.3. 由於癌症涉及的突變數量非常大，所以只有量子計算機才有足夠的計算能力幫助我們在海量資訊中篩選出有效資訊，並最終確定疾病的根本原因

1.9. 量子計算機非常適合攻克某一種可能由多重原因導致的疾病

• 1.9.1. 量子計算機最終將成為我們與疾病鬥爭的全新武器

• 1.9.2. 液體活檢和氣味檢測器可以將資料傳送到量子計算機，達到對多種不同型別癌症進行分類識別的目標

2. 液體活檢

2.1. 癌症一般都是在腫瘤形成之後才能被檢測出來，那時體內可能已經生長出了數十億個癌細胞

2.2. 我們的免疫系統通常無法檢測到癌細胞

• 2.2.1. 癌細胞不是我們免疫系統容易識別的外來侵略者，它們就是我們自己的細胞，因此沒有辦法被免疫系統發現

• 2.2.2. 分析免疫系統反應的血液測試無法識別癌症的存在

• 2.2.2.1. 只有在你體內已經有數十億個癌細胞生長的情況下，透過這種方式才能檢測到癌細胞

2.3. 液體活檢，它是一種快速、方便、通用的檢測癌症的方法，很可能將在癌症檢測方面引發一場革命

• 2.3.1. 可以有效檢測多達50種不同型別的癌症

• 2.3.2. 一次標準的就診就能在癌症致命的前幾年提前發現它

2.4. 儘管數千種不同的突變都有可能導致癌症，但量子計算機可以學習識別它們，以至於透過一次簡單的血液檢測就可以檢測出幾十種可能的癌症

• 2.4.1. 雖然不能有效治癒癌症，但至少可以有效防止癌症擴散，因此或許可以讓癌症變得不比普通感冒更危險

• 2.4.2. 癌症最終會變成一種只對人體造成侵擾的病症，而不是一得上就彷彿被判了死刑

2.5. 未來，即使是你浴室裡的馬桶也可以足夠靈敏，可以檢測到你體液中迴圈的癌細胞、酶和基因

• 2.5.1. 癌症的致命性可能就不會超過普通感冒了

• 2.5.2. “智慧廁所”可能會成為我們人類防治癌症的第一道防線

• 2.5.3. 在未來，人類可能還是會罹患癌症，只是癌症不再是一個會殺死任何人的絕症了

3. 嗅到癌症

3.1. 另一種在早期發現癌症的方法可能是使用感測器檢測癌細胞發出的微弱氣味

• 3.1.1. 不僅可以幫助抵禦癌症，還可以幫助抵禦各種其他疾病

3.2. 量子計算機將分析全國數百萬個“機器人鼻子”產生的結果，從而阻止癌症的發展

3.3. 分析氣味是一種行之有效的診斷技術

• 3.3.1. 在機場，我們用狗來檢測冠狀病毒

• 3.3.2. 典型的病毒PCR（聚合酶鏈反應）檢測可能需要幾天時間，但經過專門訓練的狗可以在大約10秒內就做出95%準確率的識別

3.4. 狗經過訓練已經可以識別肺癌、乳腺癌、卵巢癌、膀胱癌和前列腺癌

• 3.4.1. 狗透過嗅聞病人的尿液樣本來識別癌症的成功率高達99%

• 3.4.2. 在一項研究中，狗能夠識別出乳腺癌，準確率為88%，而肺癌的準確率為99%

3.5. 狗有2.2億個鼻腔氣味受體，而人類只有500萬個

• 3.5.1. 它們的嗅覺比人類的嗅覺準確得多

• 3.5.2. 它們的嗅覺是如此準確，以至於可以檢測到萬億分之一的濃度，相當於在20個奧運會規模的游泳池中檢測到一滴液體

• 3.5.3. 它們大腦中專門用於分析氣味的區域也比人類大腦中的區域大得多

• 3.5.4. 缺點是訓練狗識別冠狀病毒或癌症需要幾個月的時間，而且這種經過專門訓練的狗的供應畢竟有限

3.6. 創造一種“奈米鼻”​，有豐富的微感測器，能夠檢測癌症和其他疾病，然後透過手機發出提醒

• 3.6.1. 如今，麻省理工學院和約翰斯·霍普金斯大學的科學家已經開發出了比狗鼻子靈敏200倍的微感測器

3.7. 由於數億部手機和感測器可能會湧入大量資料，只有量子計算機才有能力處理這些資料

• 3.7.1. 量子計算機可以使用人工智慧來分析訊號，定位任何癌症標誌物，並將檢測資訊反饋給你，也許在腫瘤形成以前就能發現它

3.8. 未來，在癌症構成嚴重威脅之前，可能有幾種方法可以毫不費力、無聲地檢測出癌症

4. 免疫療法

4.1. 治療方法

• 4.1.1. 手術治療（切除腫瘤）

• 4.1.2. 放射治療（用X射線或粒子束殺死癌細胞）

• 4.1.3. 化療（毒害癌細胞）​

• 4.1.4. 一種新的治療方式正在得到廣泛應用：免疫療法

• 4.1.4.1. 試圖透過尋求人體自身免疫系統的幫助來達成治療效果

4.2. 人體免疫系統無法輕易識別癌細胞

• 4.2.1. 人體的T細胞（胸腺依賴淋巴細胞）和B細胞（骨髓依賴淋巴細胞）被生產出來，天生就具備識別並殺死大量外來抗原的作用，只是癌細胞不屬於白細胞透過人體基因庫可以識別的抗原

• 4.2.2. 透過人工方法實現人體自身免疫系統能力的增強，從而有效識別和治療癌症

4.3. 測序癌症的基因組，從而幫助醫生準確瞭解正在研究的癌症型別以及它是如何發展的

• 4.3.1. 從人體血液中提取白細胞，同時處理癌症基因

• 4.3.2. 將癌症基因資訊透過病毒（已經過無害化處理）插入白細胞內

• 4.3.2.1. 白細胞就相當於被重新程式設計了，因此能夠識別出癌細胞

• 4.3.3. 將重新校準的白細胞注射回人體內

• 4.3.4. 一些被告知已經治療無望的患者，突然就戲劇性地看到自己的癌症消失了

4.4. 免疫治療已用於膀胱、腦、乳腺、宮頸、結腸、直腸、食道、腎臟、肝臟、肺、淋巴、皮膚、卵巢、胰腺、前列腺、骨骼、胃的癌症，以及白血病，均取得了不同程度的成功

4.5. 量子計算機應該能夠全面分析這些原始資料，從而幫助我們確定每個癌細胞的遺傳基因

• 4.5.1. 其工作量會使任何一臺傳統計算機都不堪重負

4.6. 免疫療法有副作用，包括在極少數情況下導致患者死亡

• 4.6.1. 部分原因是癌症基因的剪下和貼上不精確

• 4.6.2. p53是一個非常長的基因，因此切割這個基因的錯誤可能很常見

• 4.6.2.1. 量子計算機可能有助於減少這些致命的副作用

• 4.6.2.2. 其有可能破譯和繪製某些癌細胞基因內的分子

• 4.6.2.3. CRISPR可能能夠在精確的點上準確地切割基因

5. 免疫系統悖論

5.1. 人體免疫系統一直是個謎

• 5.1.1. 為了調動人體摧毀入侵的抗原，免疫系統必須首先能夠識別這些入侵的抗原

5.2. 疾病的型別可以說有無數種，所以沒有人清楚免疫系統究竟是如何神奇地準確定位疾病的

5.3. 白細胞的目標是用其Y型抗原受體的尖端鎖定危險抗原，以方便它直接破壞這種抗原，或者至少將這種抗原標記為以後需要破壞掉的種類

• 5.3.1. 這就是免疫系統識別威脅抗原的方法

5.4. 當白細胞被生產出來的時候，與特定抗原匹配的Y型抗原受體尖端的基因密碼是隨機的

• 5.4.1. 從理論上來說，但凡人體有可能隨機匹配所產生的基因密碼，幾乎都已經被包含在各種Y型抗原受體之中了，這讓我們的白細胞總是能夠識別出哪些是好的、哪些是壞的

5.5. 一旦Y型抗原受體全部實現隨機匹配，也就意味著所有含有人體自身氨基酸基因密碼的受體就會被完全消除

5.6. 留在Y型抗原受體上的就只有那些危險的基因密碼

5.7. 透過這種方式，Y型抗原受體可以主動攻擊危險抗原，即使是以前從未遇到過的

5.8. 人類能夠在一個猶如由數十億細菌和病毒組成的無形海洋之中存活下來，就說明我們的免疫系統執行得十分成功

5.9. 身體會攻擊自己，從而產生一系列自身免疫性疾病

• 5.9.1. 這就是為什麼人類會患上類風溼性關節炎、狼瘡、1型糖尿病、多發性硬化症等疾病

5.10. 免疫系統不僅消除了好的基因密碼，還意外地消除了一些壞的基因密碼

• 5.10.1. 那麼免疫系統就無法識別這些被意外消除的危險基因密碼，從而導致人體患病

• 5.10.2. 當人體無法檢測到帶有錯誤基因的抗原時，有時某些型別的癌症就會發生

5.11. 人體免疫系統識別危險抗原的整個過程，其實就是一個純粹的量子力學過程

• 5.11.1. 數字計算機是沒有能力再現如此複雜的事件序列的，而這些事件必須在分子水平上完成，以使免疫系統正常工作

• 5.11.2. 量子計算機具備這種強大的能力，完全可以逐個分子地揭示免疫系統是如何發揮其魔力的

6. CRISPR

6.1. 規律間隔成簇短迴文重複序列

6.2. 量子計算機的治療應用機率可能還將繼續增加，該技術允許科學家剪下和貼上基因

6.3. 量子計算機可以用於識別和分離複雜的遺傳疾病，CRISPR可能用於治癒這些疾病

6.4. 基因治療或許可以增強人類的體質，在基因水平上改善人類的健康和智力

6.5. 治療那些由於人類基因組中幾個字母拼寫錯誤而引起的遺傳疾病

• 6.5.1. 鐮狀細胞貧血（影響著許多非裔美國人）、

• 6.5.2. 囊性纖維化（影響著許多北歐人）

• 6.5.3. 泰-薩克斯病（影響著猶太人）

• 6.5.4. 基因組中的一個或幾個字母拼寫錯誤引起的

• 6.5.4.1. 單刀直入地改寫基因密碼來治癒這些疾病

6.6. 基因工程試驗是以類似於免疫療法的方式進行的

• 6.6.1. 將所需的基因插入一種無害且經過修正已經無法攻擊宿主的病毒中

• 6.6.2. 將病毒注射到患者體內，從而讓患者透過感染而獲得所需的基因

6.7. 病毒不僅會攻擊人，還會攻擊細菌

• 6.7.1. 數百萬年來，細菌已經設計出了切割入侵病毒基因的方法

• 6.7.2. 如果病毒試圖攻擊細菌，細菌可能會透過釋放大量化學物質來反擊，這些化學物質會在精確的點上分裂病毒的基因，從而阻止感染

• 6.7.3. 一旦這種強大的機制能夠被剝離出來，就可以用於在所需的點上切斷病毒的基因密碼

• 6.7.3.1. 2020年，埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和珍妮弗·杜德納獲得了諾貝爾獎，以表彰她們在完善這項革命性技術方面所做的開創性工作

6.8. 基因治療的一個特定靶點可能是p53基因

• 6.8.1. 突變後，它與大約一半的常見癌症有關，如乳腺癌、結腸癌、肝癌、肺癌和卵巢癌

• 6.8.2. 它是一個非常長的基因，因此有許多可能發生突變的位點

• 6.8.3. 作為一種腫瘤抑制基因，它在阻止癌症生長方面起著至關重要的作用。因此，它經常被稱為“基因組的守護者”​

• 6.8.4. 一旦發生突變，它就會成為人類癌症中最常見的潛在基因之一

• 6.8.5. 長期吸菸者經常在p53基因的三個特定基因突變處發生癌症，所以這個突變特徵也會被用來證明此人罹患癌症最有可能的誘發原因是吸菸

• 6.8.6. 隨著基因治療和CRISPR的進展，人們可能能夠利用免疫療法和量子計算機修復p53基因中的拼寫錯誤，從而治癒多種癌症

6.9. 將基因療法、量子計算機和CRISPR相結合，可能會使基因的切割和剪接達到極致精確，從而減少致命副作用的問題

6.10. 在賓夕法尼亞大學，科學家能夠使用CRISPR去除三種讓癌細胞逃避人體免疫系統的基

• 6.10.1. 新增了另一種可以幫助免疫系統識別腫瘤的基因

• 6.10.2. 這種方法是安全的，即使用於晚期癌症患者

6.11. CRISPR Therapeutics還從患有鐮狀細胞貧血的患者身上採集骨髓幹細胞

• 6.11.1. 利用CRISPR改變這些細胞併產生胎兒血紅蛋白

• 6.11.2. 最後將這些經過處理的細胞重新植入體內

6.12. 由於CCR5基因突變，少數人對愛滋病具有天然免疫力

• 6.12.1. 基因產生的蛋白質為愛滋病病毒進入細胞創造了一個入口

• 6.12.2. CCR5基因發生突變，因此愛滋病病毒無法滲透到細胞中

• 6.12.3. 對於沒有這種突變的人，科學家正在使用CRISPR編輯他們的CCR5基因，使病毒無法進入他們的細胞

6.13. 囊性纖維化是一種相對常見的呼吸道疾病，患有此病的人很少能活到40歲以上

• 6.13.1. 是由CFTR基因突變引起的

• 6.13.2. 在荷蘭，醫生能夠使用CRISPR修復該基因，而不會產生副作用

6.14. 亨廷頓病

• 6.14.1. 這種遺傳性疾病通常會導致痴呆、精神疾病、認知障礙和其他衰弱症狀

6.15. 為了理解這些突變如何在分子水平上造成疾病，可能需要用到量子計算機的全部能力

• 6.15.1. 一旦知道某些蛋白質導致遺傳疾病的分子機制，就可以對其進行修改或找到更有效的治療方法

7. 佩託悖論

7.1. 由於它們體型巨大，人們預計它們會比體型小得多的動物更容易患上多種癌症

7.2. 更大的質量意味著更多的細胞不斷分裂，並可能導致遺傳錯誤，如癌症，大象的癌症發病率相對較低。這就是著名的佩託悖論

• 7.2.1. 人們發現大象有20個複製數的p53基因，而人類只有1個複製數

• 7.2.2. 這些額外的p53與另一種叫作LIF的基因協同作用，使大象具有對抗癌症的優勢

• 7.2.3. 像p53和LIF這樣的基因被認為可以抑制大型動物的癌症

• 7.2.4. 鯨魚只有1個p53複製數和1個LIF複製數，但它們的癌症發病率也很低

7.3. 可能有許多基因阻止大型動物成為高癌症發病率的受害者

• 7.3.1. 鯨鯊可能也有一些進化賦予它們的遺傳優勢

• 7.3.2. 格陵蘭鯊魚可以活500年，這可能是由於一種未知的基因

7.4. 每個進化出大體型的生物體對佩託悖論都有不同的解決方案

• 7.4.1. 量子計算機可能有助於發現這些神秘的抗癌基因

7.5. 事實上，有一天量子計算機可能會建立一個龐大的國家級即時基因組資料庫，利用我們的浴室監測所有人，以尋找癌細胞的早期跡象

7.6. 如果癌症確實形成，量子計算機可能會對我們的免疫系統進行修改，使其能夠攻擊數百種不同型別的癌症

• 7.6.1. 基因治療、免疫治療、量子計算機和CRISPR的結合，可能會以極高的分子精度剪下和貼上癌症基因，幫助減少免疫治療的致命副作用

• 7.6.2. 可能有少數基因，如p53，參與了絕大多數的癌症發展，因此當基因治療結合了量子計算機的新見解時，就有可能阻止它們發展

• 7.6.3. 如果這些蛋白質能夠被重新設計並組合，那麼人類的很多不治之症都將被徹底治癒，甚至相當於對生命進行了重塑

7.7. 儘管我們可能有能力利用這項技術完全治癒越來越多的癌症，而由於太多因素都有可能會誘發癌症，所以人類仍然可能會患上某種癌症

• 7.7.1. 只是在未來，我們可能會像對待普通感冒那樣對待癌症這種疾病了，或者只是將癌症視為一種可以預防的小麻煩