彭耀進

【內容提要】合成生物學是現(xiàn)代生物學最具發(fā)展?jié)摿Φ念I域之一，它將工程學的理念引入生物學研發(fā)中，匯聚性地融合多學科概念、方法和工具，從而能夠設計、改造或創(chuàng)造新穎的或具有專門功能的生物系統(tǒng)或生物體。合成生物學具有廣闊的應用前景，其革命性的進展有望改善人類生活的諸多方面。然而，作為典型的兩用性研究領域，合成生物學的發(fā)展伴隨一系列潛在的生物安全和生物安保的雙重風險，將給人類、動植物和生態(tài)環(huán)境帶來重大危害，給國家安全造成威脅。現(xiàn)有治理模式已不再適應合成生物學的高速發(fā)展和顛覆性變革。為探尋合成生物學領域風險治理的適當模式，需要根據(jù)合成生物學發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，客觀、有效地分析合成生物學發(fā)展所附帶的安全和安保問題及演變趨勢，進而從國家法律規(guī)制、政府監(jiān)管、科學共同體的自治以及政府、共同體的國際合作與對話等方面，探討動態(tài)調整的綜合性合成生物學生物安全和生物安保風險的治理模式。

一 問題的提出

合成生物學是指生物學研究和開發(fā)引入工程學的理念，以一組概念、方法和工具為手段，有目的地改造或創(chuàng)造生物系統(tǒng)或生物體。①National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,Biodefense in the Age of Synthetic Biology,Washington,D.C.:National Academies Press,Jun 2018,pp.15-22,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535877/.合成生物學肇始于20世紀60年代，21世紀第一個十年得到加速發(fā)展。②Ewen D.Cameron,Caleb J.Bashor and James J.Collins,“A Brief History of Synthetic Biology,” Nature Reviews Microbiology,Vol.12,No.5,2014,pp.381-390.合成生物學相關技術已經(jīng)或即將給疾病治療、醫(yī)藥健康、能源、工業(yè)、環(huán)境、材料技術等諸多領域帶來顛覆性變革和收益。然而，合成生物學在極富創(chuàng)造力、具有廣泛應用前景的同時，其發(fā)展過程中卻伴隨生物安全和生物安保等問題，嚴重危及人類健康、動植物以及生態(tài)環(huán)境。

當前，合成生物學仍處于高速發(fā)展的初期。③王磊、張宏、王華：《全球生物安全發(fā)展報告（2017-2018年度）》，北京：科學出版社2019年版，第62-70 頁。由于生物系統(tǒng)固有的復雜性和隨機性以及人類對科學認識的有限性，合成生物學的發(fā)展既帶來收益，也帶來風險，尤其是生物安全和生物安保風險具有高度的不確定性。與此同時，隨著合成生物學的發(fā)展，復雜生物學問題的處理效率得到極大提升，原材料和技術的可及性增加，研究和應用的成本降低，生物學研發(fā)開源化程度加大，并且有更多的專業(yè)和非專業(yè)人士進入該領域。這些顛覆性的改變也擴展了合成生物學潛在生物安全和安保問題的范圍，可能導致風險概率的加大、危害程度的提升，產(chǎn)生更多風險形態(tài)。這給現(xiàn)有生物安全和生物安保治理帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有治理模式已無法有效且適當?shù)亟鉀Q合成生物學這一前沿科技領域所產(chǎn)生的生物安全和安保問題。有鑒于此，探尋一套綜合性、靈活且動態(tài)化的治理模式十分必要。為此，需要研究如下問題：第一，合成生物學的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及其未來應用和挑戰(zhàn)。第二，合成生物學對生物安全和生物安保問題產(chǎn)生的影響及演變趨勢。第三，基于審慎警惕性治理理念，從法律規(guī)制、制度構建、政府監(jiān)管和科學共同體負責任的自治以及國際層面綜合性合作和對話等多個維度，豐富和完善治理模式，以最終在預防和減小生物安全和安保風險的前提下推動該領域的發(fā)展。

二 新時代的合成生物學變革

合成生物學正逐漸顛覆傳統(tǒng)的生物學研究范式，形成其獨有的特點。在探討合成生物學發(fā)展所伴隨的生物安全和生物安保問題之前，有必要從科學技術角度深入理解合成生物學，以更清楚地判斷潛在的風險問題。同時，對合成生物學科學背景的梳理也有助于之后的風險治理分析。

（一）合成生物學的發(fā)展與特征

合成生物學起始于20世紀60年代，自基因的雙螺旋結構被歷史性發(fā)現(xiàn)以來，一套迭代的用于脫氧核糖核酸（DNA）測序、合成和擴增工具陸續(xù)被開發(fā)出來。幾十年來，科學家不斷破譯并深入了解從小型病毒到人類等生物體的基因或基因組，積累和拓展分子生物學知識，改進DNA 分析工具，提升長鏈DNA 合成能力。①Ewen D.Cameron,Caleb J.Bashor and James J.Collins,“A Brief History of Synthetic Biology,” Nature Reviews Microbiology,Vol.12,No.5,2014,pp.381-390.2000年，《自然》雜志發(fā)表關于人工合成基因線路的研究成果。②Timothy S.Gardner,Charles R.Cantor and James J.Collins,“Construction of a Genetic Toggle Switch in Escherichia Coli,” Nature,Vol.403,No.6767,2000,pp.339-342.2002年，美國科學家化學合成脊髓灰質炎病毒。③Cello Jeronimo,Paul V.Aniko and Eckard Wimmer,“Chemical Synthesis of Poliovirus cDNA:Generation of Infectious Virus in the Absence of Natural Template,” Science,Vol.297,No.5583,2002,pp.1016-1018.此后，合成生物學基礎理論、使能技術研發(fā)持續(xù)取得重大突破，生物學、化學、計算機以及物理學等多學科交叉融合使得合成生物學開始轉向，采用更經(jīng)典的工程學方法解決問題。④Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.533.自此，合成生物學在21世紀開端便已正式邁入發(fā)展的快車道。⑤Ewen D.Cameron,Caleb J.Bashor and James J.Collins,“A Brief History of Synthetic Biology,” Nature Reviews Microbiology,Vol.12,No.5,2014,pp.381-390.

合成生物學旨在將工程學理念引入生物學研發(fā)，強調“設計—構建—檢驗”（Design–Build–Test,DBT）周期，即設計原型、構建物理實例、檢驗設計功能、在缺陷中學習并再設計的迭代過程。⑥National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,Biodefense in the Age of Synthetic Biology,Washington,D.C.:National Academies Press,Jun 2018,p.16,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535877/.合成生物學實際上已經(jīng)顛覆傳統(tǒng)的生物學研究思想，從傳統(tǒng)的對生命體自上而下的“描述—解析—預測—控制”，轉向為自下而上地組裝功能元件以合成生命系統(tǒng)，即從改造、創(chuàng)造最基本的細胞組件到對其組裝或者組合，最終獲得所設計的生物系統(tǒng)或生物體。簡言之，合成生物學是從傳統(tǒng)的生命科學的“先理解后創(chuàng)造”轉向為“先創(chuàng)造后理解”的范式。①朱泰承、趙軍、李寅：《關于合成生物學發(fā)展與相關問題治理的思考》，載《科學與社會》2015年第5 期，第14 頁。

從實際操作層面來看，合成生物學重要的環(huán)節(jié)是生物元件的標準化、軟件和計算方法在生物系統(tǒng)設計中的應用以及為持續(xù)性改進而應用DBT 周期，以期最終達到有目的地改造乃至創(chuàng)造生物體。②Diane DiEuliis,“Key National Security Questions for the Future of Synthetic Biology,” The Fletcher Forum of World Affairs,Vol.43,No.1,2019,pp.127,129.一方面，生物學家和化學家們研究生命的各元件并進行表征識別，例如，研究基因或基因片段的功能，從而生產(chǎn)出人造分子和有序結構；另一方面，工程師和計算機專家在構建標準化天然生物學系統(tǒng)元件庫的基礎上，利用工程學的DBT 周期，為不同的設計目的而耦合不同的方法，重新組裝構建出增強的或新的生物系統(tǒng)或生物體。③[意] P.L.路易斯、C.恰拉貝利：《化學合成生物學》，李爽、王菊芳譯，北京：科學出版社 2019年版，第224 頁。例如，合成基因組學是合成生物學中極具代表性的分支。合成基因組學涉及利用寡核苷酸構建較大DNA 片段。DNA 序列可作為數(shù)據(jù)存入計算機，并被簡化為計算機用戶界面，DNA 的合成可以通過計算機控制儀器自動完成。研究人員不再需要掌握DNA 序列的相關知識，而只需使用計算機軟件按需設計基因片段或相應的蛋白。這樣實際上極大地提高了處理復雜生物學問題的效率，并且使得生物技術更便宜，更容易獲得。④Christopher Ochs,Yehoshua Perl,Michael Halper,James Geller and Jane Lomax,“Quality Assurance of the Gene Ontology Using Abstraction Networks,” Journal of Bioinformatics and Computational Biology,Vol.14,No.3,2016,pp.1642001-1–1642001-22.同時，這也為非生物學人士利用合成生物學設計、改造或合成生物體提供了機會。

由上觀之，合成生物學并非僅指某單一學科，而是一組能夠改造或創(chuàng)造生物有機體的概念、方法和工具。⑤National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,Biodefense in the Age of Synthetic Biology,Washington,D.C.:National Academies Press,Jun 2018,p.15,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535877/.它有三個主要特征。

第一，合成生物學呈現(xiàn)出設計與制造相分離的特點。合成生物學的重要理念就是將工程學的原理應用于生物系統(tǒng)，這意味著分析和設計系統(tǒng)可以在一個地方，而制造過程（即DBT 周期中的構建步驟）則可以通過遠程操作或“云實驗室”等在另一個地方完成。合成生物學設計和制造的分離程度將逐漸加深，不僅會進一步提高這些技術的可及性，而且還會因設計與制造地點并非必然相連使得生物安全、安保問題更為復雜。①National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,Biodefense in the Age of Synthetic Biology,Washington,D.C.:National Academies Press,Jun 2018,p.21,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535877/.

第二，合成生物學知識日趨民主化，技術具有更廣泛的可及性。由于合成生物學可以通過DBT 周期不斷優(yōu)化完善，隨著其所匯聚的學科技術發(fā)展，合成生物學的研究和應用成本將逐漸降低。例如，傳統(tǒng)的基因工程需要研究人員在實驗室中費力地分離和重組DNA。然而，目前研究人員只需知道DNA 序列，就可以利用合成儀在短時間內合成DNA。而且DNA 合成儀的體積越來越小，已經(jīng)逐漸發(fā)展成為能放在桌面上的機器，其便捷性和可及性更強，使得個體研究人員完全可以繞開大型商業(yè)公司或實驗室而自行從事相關合成工作。②Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,pp.533-534.此外，合成的速度和效率也在不斷提升。例如，2002年的脊髓灰質炎病毒的合成耗時一年多，而2003年噬菌體的合成則只用了兩周左右時間。③Smith O.Hamilton,Hutchison A.Clyde,Cynthia Pfannkoch and Craig J.Venter,“Generating a Synthetic Genome by Whole Genome Assembly:phiX174 Bacteriophage from Synthetic Oligonucleotides,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,Vol.100,No.26,2003,pp.15440-15445.可以說，合成生物學成本的降低、可負擔性的提高以及合成效率的提升，擴展了合成生物學的可及性。未來將會有更多的研究人員使用到這些知識和技術，合成生物學將進一步呈現(xiàn)出知識和技術使用民主化的發(fā)展趨勢。

第三，合成生物學研究將更具開放性。合成生物學將多學科的概念和知識整合起來，而且合成生物學的材料、數(shù)據(jù)以及方法具有開放性和共享性，④王璞玥、唐鴻志、吳震州、孟慶峰、楊正宗、杜生明、馮雪蓮：《“合成生物學”研究前沿與發(fā)展趨勢》，載《中國科學基金》2018年第32 期，第547 頁。因而該領域不僅僅是高技能、具有豐富的生物醫(yī)學知識的高級專家的領地，而且會吸納大量沒有生物學經(jīng)驗的科學家或業(yè)余愛好者參與進來。同時，隨著低成本且簡單實用的實驗工具的成熟、生物技術知識的民主化，合成生物學研發(fā)的開源化以及新型生物設計—建造機構的成立，也會有更多群體認為可以容易地操控生命的軟件而逐漸對合成生物學感興趣并進入該領域。①[美] 克雷格·文特爾：《生命的未來：從雙螺旋到合成生命》，賈擁民譯，杭州：浙江人民出版社 2016年版，第207 頁。

（二）合成生物學的未來應用與挑戰(zhàn)

合成生物學領域跨越式的發(fā)展已經(jīng)對能源、工業(yè)、醫(yī)藥健康、環(huán)境、材料技術等諸多領域產(chǎn)生影響，展現(xiàn)出極具潛力、廣闊的應用前景。②George M.Church,Michael B.Elowitz,Christina D.Smolke,Christopher A.Voigt and Ron Weiss,“Realizing the Potential of Synthetic Biology,” Nature Reviews Molecular Cell Biology,Vol.15,No.4,2014,pp.289-294.合成生物學可以幫助人類應對人類本身種群和所在生態(tài)環(huán)境面臨的一些關鍵性挑戰(zhàn)。例如，合成生物學能夠提供制造高價值化合物的手段，而這些化合物迄今為止只有依靠傳統(tǒng)的石油化工資源才能獲得，或者從植物或其他有機體中獲取。這種創(chuàng)新可能會緩解在突發(fā)事件中出現(xiàn)的資源短缺問題?？茖W家利用合成生物學制造工程細菌，減少大氣中的二氧化碳，③Jeff McMahon,“Harvard Scientist Engineers Bacterium that Inhales C02,Produces Energy - A‘Bionic Leaf’,” Forbes,May 29,2016,https://www.forbes.com/sites/jeffmcmahon/2016/05/29/harvardscientist-engineers-a-superbug-that-inhales-co2-produces-energy/#95c242d79440.幫助解決環(huán)境污染和全球氣候變暖問題。合成生物學可以從其他物質中提取稀土金屬④Anne Start,“LLNL Researchers Turn to Bioengineered Bacteria to Increase U.S.Supply of Rare Earth Metals,” LLNL News,https://www.llnl.gov/news/llnl-researchers-turn-bioengineeredbacteria-increase-us-supply-rare-earth-metals.或制造清潔能源（如纖維素乙醇），以解決可持續(xù)能源問題，減少污染。⑤Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues,New Directions:The Ethics of Synthetic Biology and Emerging Technologies,Washington,D.C.:Government Printing Office,2010,pp.56-60.合成生物學還可以幫助解決人類健康問題。例如，在遇到重大疫情時，合成生物學可以更迅速地制備疫苗和其他藥品，以抗擊傳染病的流行。有科學家甚至認為，合成生物學可能會推動智能蛋白或細胞的產(chǎn)生，以便能夠在疾病位點完成自我組裝并迅速修復受損的蛋白和細胞來應對人類健康挑戰(zhàn)。⑥[美] 克雷格·文特爾：《生命的未來：從雙螺旋到合成生命》，賈擁民譯，杭州：浙江人民出版社 2016年版，第206 頁。隨著新工具和方法的不斷創(chuàng)建，合成生物學有望在這些領域為人類解決更多的全球性重大問題。然而，合成生物學仍處于發(fā)展初期，該領域固有的以及人類科學認識的局限性不容忽視。

首先，生物體具有內在的復雜性。生物體基因變異和基因表達具有隨機性。例如，由于基因表達遺傳修飾，即使是相同化學環(huán)境中的相同遺傳編碼，也有可能導致極為不同的基因表達。而且不同基因表達的結果也是隨機的，可能是有益的，也可能是中性的或有害的。有鑒于此，生物系統(tǒng)的任何微小改變，都有可能在整個密集互聯(lián)的生物網(wǎng)絡中產(chǎn)生級聯(lián)、不可預測的影響。生物體自身存在一定程度的故障性，因而才會有不同情況的生老病死。因此，生物體基因變異和基因表達的隨機性以及生物體天然的故障性和復雜性，使其在合成生物學研究和生產(chǎn)過程中難以駕馭。

其次，人類的科學認識具有局限性。當前科學知識尚未完全理解生物體基因組突變的機制、①I?igo Martincorena,Aswin S.N.Seshasayee and Nicholas M.Luscombe,“Evidence of Non-Random Mutation Rates Suggests an Evolutionary Risk Management Strategy,” Nature,Vol.485,No.7396,2012,pp.95-98.基因與基因表達之間的關系以及生物體自身故障產(chǎn)生的原因等問題。很多問題甚至將永遠無法了解。人類對生物科學的認知存在很大程度的未知性和不確定性時，很難設計和準確預測新生物的特性，②Mildred K.Cho,David A.Relman,“Synthetic ‘Life’,Ethics,National Security and Public Discourse,” Science,Vol.329,No.5987, 2010,pp.38-39.在基因水平上引入的任何變化都會導致不可預測的結果。

最后，工程學故障不可避免，具有固有性。合成生物學是生物學、信息科學以及工程學交叉融合的科學，甚至被從業(yè)者視為工程學科而非生物學。③Ernesto Andrianantoandro,Subhayu Basu,David Karig,and Ron Weiss,“Synthetic Biology:New Engineering Rules for an Emerging Discipline,” Molecular Systems Biology,Vol.2,No.1,2006,p.28.類似于電子科學或結構學等工程學，對于具有工程化性質的合成生物學來說，故障也是不可避免的一部分。因此，生物系統(tǒng)的隨機性，加之生物學固有的復雜性和大量科學未知性，使得基于生物設計的合成生物學比標準工程更具挑戰(zhàn)性，④Heavey Patrick,“Consequentialism and the Synthetic Biology Problem,” Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics,Vol.26,No.2,2017,pp.215-216.同時，其產(chǎn)品和技術以及相應的應用會具有高度的不確定性。

三 合成生物學的生物安全與生物安保問題

生物安全主要是指無意或者疏忽引起的生物危害，而生物安保則是指故意造成的生物危害，例如通過盜竊、轉移、故意釋放生物制劑或材料進而造成的生物危害。此外，合成生物學的發(fā)展將推動生物黑客文化的加速形成，生物黑客反過來又在一定程度上加劇了合成生物學生物安全和安保問題的嚴重性和復雜性，使得風險更加難以治理。本節(jié)圍繞合成生物學的生物安全與安保問題作探討，同時分析與此二者有部分交叉重疊的生物黑客問題。

（一）合成生物學的生物安全問題

目前，學術界對生物安全的界定尚無公論，主要有三種觀點較具代表性：一是強調轉基因或生物體環(huán)境釋放對生物多樣性的威脅；二是強調生物技術研究開發(fā)對人類健康及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的負面影響；三是更偏重于實驗室生物安全。①中國科學院武漢文獻情報中心、生物安全戰(zhàn)略情況研究中心編著：《生物安全發(fā)展報告——科技保障安全》，北京：科學出版社2015年版，第2-3 頁。結合上述三種代表性的生物安全定義以及合成生物學的特征，本文認為，合成生物學的生物安全問題是其對人類健康以及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生風險的一般性問題，與合成生物學相關的生物安全防范，則是防止對科研人員構成風險的不良生物事件，防止合成生物學操縱下的危險生物體的意外釋放對人類健康或生態(tài)環(huán)境構成威脅或傷害。合成生物學的生物安全問題主要有三種情況：生物錯誤、合成生物的意外暴露以及合成生物的意外環(huán)境釋放。

1．合成生物學中的生物錯誤

生物系統(tǒng)極為復雜，如前所述，生物體本身存在一些故障。由于人類所掌握的科學知識的有限以及合成生物學的不成熟，即使是生物學家在操控基因所創(chuàng)造出的產(chǎn)物都有可能導致某些嚴重附帶后果，更不要說未經(jīng)嚴格、系統(tǒng)性科學訓練的業(yè)余生物學家了。②[美] 克雷格·文特爾：《生命的未來：從雙螺旋到合成生命》，賈擁民譯，杭州：浙江人民出版社 2016年版，第208 頁。這種因對生物系統(tǒng)理解不足、對技術應用不到位或對生物安全理解欠缺而導致的不良生物事件，就稱為“生物錯誤”，其是無意的、非故意的；如果延伸到其他非封閉的環(huán)境，生物錯誤事件就轉化成意外暴露或者意外環(huán)境釋放，將危及更廣泛的人群健康或生態(tài)環(huán)境。

2．合成生物的意外暴露

少數(shù)時候，實驗室工作人員可能因疏忽而意外暴露在致病性合成生物的環(huán)境之下，從而遭受傷害。例如，高等級生物安全實驗室的工作人員不小心接觸到使用合成生物學操縱的致病性病原體。這種情況與研究人員意外暴露于任何其他病原體或毒素的生物安全情況沒有太多差異。但值得注意的是，人工合成化學品或毒素通常特性明確，是可以預測的。而與之不同的是，在合成生物學背景下，人類現(xiàn)有科學知識對新型合成生物知之甚少，在一定程度上難以確定此類意外暴露的潛在危害，因而更難評估、控制風險。在這種情況下，面臨風險的主體是意外暴露或有意外暴露風險的實驗室工作人員本身。

3．合成生物的意外環(huán)境釋放

當合成生物學操縱的生物體被釋放或擴散至封閉的環(huán)境之外，且沒有足夠手段限制其繁殖發(fā)展時，則會對更廣泛的人類群體或生態(tài)環(huán)境造成危害。這樣的環(huán)境釋放可能是出于某些科學研究及應用目的而有意的合法行為，科研人員會事先設計大量安全措施，以防止合成生物的環(huán)境釋放導致危害。但因科學認識、技術有限性以及生物體固有的缺陷等問題，對人類健康、生態(tài)環(huán)境造成意料之外的傷害也是有可能的。從理論上講，肆意的合成生物環(huán)境釋放將導致該生物與其他生物意外雜交、擴散失控、擠占現(xiàn)有物種、威脅生物多樣性。①Jeannette Eggers,Troltzsch Katja,Falcucci Alessandra et al.,“Is Biofuel Policy Harming Biodiversity in Europe?” Global Change Biology Bioenergy,Vol.1,No.1,2009,pp.18-34.

值得注意的是，如果合成生物的環(huán)境釋放是意外發(fā)生的，那么潛在的危害則難以估量。合成生物的意外釋放分為兩種情況。第一，合成或改造已知生物體（如病原體）并意外釋放到自然環(huán)境中，導致產(chǎn)生不可預見的影響，或對人類和生態(tài)造成傷害。②Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.539.例如，天花病毒等致命性病毒的序列是已知的，研究人員在實驗室中合成卻意外將其釋放至自然環(huán)境中，由于多數(shù)公眾對此類病毒沒有天然或疫苗誘導的免疫力，因而對人類健康造成的危害是不可估量的。這是一種典型的生物安全場景，并非合成生物學領域特有，而是涉及所有病原體的研究。合成生物學背景下生物安全問題的不同之處在于，通過合成生物學的介入使得生物體（如病原體）的生物學特征發(fā)生實質性改變，從而導致生物安全問題更加難以監(jiān)測和應對。例如，生物系統(tǒng)的自我復制、突變進化等特征，使得外源基因片段的導入引起病原體內的遺傳成分發(fā)生難以預料的變化，病原體的進化壓力或許會促使其形成“超級病原體”。③王璞玥、唐鴻志、吳震州、孟慶峰、楊正宗、杜生明、馮雪蓮：《“合成生物學”研究前沿與發(fā)展趨勢》，載《中國科學基金》2018年第32 期，第547-551 頁。致病性病原體如果經(jīng)過合成生物學加工，具有更強的毒力，因而潛在危害性更大。

第二，研究人員在實驗室中合成自然界中沒有的或者尚未被發(fā)現(xiàn)的新型生物體，由于致病或環(huán)境侵入性新型合成生物體繁殖或進化的潛力不確定，如果它們從實驗室中逃逸或被意外釋放到自然環(huán)境中，就會產(chǎn)生重大風險。④Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.539.被意外環(huán)境釋放的新型合成生物體以自然界從未有的形式存在并發(fā)揮作用，因而其所導致的危害更加難以監(jiān)測、評估和管理，這實際上也是合成生物學給監(jiān)管帶來的最大挑戰(zhàn)之一。①Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues,New Directions:The Ethics of Synthetic Biology and Emerging Technologies,Washington,D.C.:Government Printing Office,2010,p.83.例如，研究人員試圖合成具有將糖轉化為乙醇功能的藻類，以制造環(huán)保生物燃料。然而，如果合成藻類被意外釋放至自然環(huán)境中，則可能造成排擠現(xiàn)有天然物種而破壞生態(tài)系統(tǒng)的問題。②Katie Fehrenbacher,“Craig Venter:Algae Fuel that Can Replace Oil Will Not Come from Nature,” GigaOm,October 23,2011,https://gigaom.com/2011/10/23/craig-venter-algae-fuel-that-canreplace-oil-will-not-be-from-nature/.此外，新型合成生物具有復制、進化和影響與其相互作用的其他生物進化過程的能力，進而導致其本來較小的危害被級聯(lián)放大，或引起其他本來不應有的危害產(chǎn)生或放大。例如，新型合成生物若與自然界中同種野生型生物混合雜交，就會產(chǎn)生新的遺傳變異，以意想不到的方式破壞或改變生態(tài)系統(tǒng)。③Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.539.

（二）合成生物學的生物安保問題

在探索如何避免、最小化或管理合成生物學的危害時，同生物安全一樣，生物安保問題的考量也十分必要。早在1999年，當美國克雷格·文特爾研究所（J.Craig Venter Institute，JCVI）要求一個團隊對最小基因組研究進行倫理審查時，生物安保就作為合成生物學背景下的一個重要問題被提及。④Mildred K Cho,et al.,“Ethical Considerations in Synthesizing a Minimal Genome,” Science,Vol.286,No.5447,1999,pp.2089-2090.生物安保問題主要涉及生物制劑、材料或技術的濫用，例如，通過盜竊、轉移、故意釋放生物制劑或材料進而危害人類健康或生態(tài)環(huán)境。相較于生物安全，生物安保措施旨在防止故意、惡意釋放合成生物用于敵對目的。⑤Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.534.例如，在生物安全機制中，為防止合成生物體意外環(huán)境釋放而危害人類健康或生態(tài)環(huán)境，將該合成生物體設計成僅能依賴實驗室中某種營養(yǎng)物質存活，而進入自然界中會因缺乏該營養(yǎng)物質而死亡。然而，惡意行為體則可能會設法破壞此類故障安全機制。由此可見，一些生物安全機制并不必然解決生物安保問題，而對于合成生物學生物安保問題的關注主要集中于生物武器和生物恐怖威脅，以及近年來越來越突出的網(wǎng)絡生物安保問題，這些問題本身也需要得到解決。

1．生物武器威脅問題

傳統(tǒng)的生物武器主要是操控自然界中天然存在的致命性病原體。20世紀美蘇冷戰(zhàn)時期，生物武器制造者就曾幻想能夠通過生物技術改造病原體，使其更致命、更易傳播，或難以檢測和抵抗。①黃培堂、沈倍奮主編：《生物恐怖防御》，北京：科學出版社2005年版，第14-15 頁。進入21世紀，合成生物學取得突破性進展，進攻性生物武器的制備可從合成生物學的突破中獲取信息，合成生物學的發(fā)展將會減少或消除以前被認為是使用生物武器的障礙。②Malcolm Dando,“The Impact of the Development of Modern Biology and Medicine on the Evolution of Modern Biological Warfare Programmes in the Twentieth Century,” Defense Analysis,Vol.15,No.1,1999,pp.43-62.與合成生物學相關的生物武器威脅問題主要有三方面：一是合成生物學可被用來修改已知的基因組序列，從而增強現(xiàn)有的致命性病原體；二是根據(jù)已知的基因組序列“從零開始”構建，而不需從自然界中分離或從實驗室中竊取病原體；三是根據(jù)具體目的設計、創(chuàng)造出前所未有的致命性病原體。這三個方面實際上也是合成生物學的發(fā)展趨勢，給生物武器的升級提供了更多新的可能。例如，合成生物學家利用定向進化技術，在雪貂身上引入一種更具毒力的流感病毒株，該病毒株在雪貂身上迅速進化成可通過空氣傳播的病毒。③Ron A.M.Fouchier,“Studies on Influenza Virus Transmission between Ferrets:The Public Health Risks Revisited,” mBio,Vol. 6,No.1,2015,p.e02560-14.脊髓灰質炎病毒④Cello Jeronimo,Paul V.Aniko and Eckard Wimmer,“Chemical Synthesis of Poliovirus cDNA:Generation of Infectious Virus in the Absence of Natural Template,” Science,Vol.297,No.5583,2002,pp.1016-1018.、1918年流感病毒⑤Tumpey M.Terrence,Christopher F.Basler,Patricia V.Aguilar,et al.,“Characterization of the Reconstructed 1918 Spanish Influenza Pandemic Virus,” Science,Vol.310,No.5745,2005,pp.77-80.、馬痘病毒⑥Ryan S.Noyce,Seth Lederman and David H.Evans,“Construction of an Infectious Horsepox Virus Vaccine from Chemically Synthesized DNA Fragments,” PLoS One,Vol.13,No.1,2018,p.e0188453.以及埃博拉病毒⑦Sylvia P.Westphal,“Ebola Virus Could be Synthesised,” New Scientist,July 17,2002,https://www.newscientist.com/article/dn2555-ebola-virus-could-be-synthesised/.等致命性病毒在實驗室中“復活”，充分表明合成生物學構建病原體已成現(xiàn)實。

當然，生物武器并不必然是病原體，也可以是遺傳結構、毒素或其他實體。例如，惡意行為體可以利用合成生物學改造人體微生物菌落，尤其是生活在腸道、口腔、鼻咽腔內或皮膚上的微生物，或者是利用合成生物學生產(chǎn)化學武器，進而攻擊人體。越來越多的生物學基礎知識可被用于危害目的，包括生產(chǎn)生物或化學毒素或作用于神經(jīng)的生物制劑等。①Diane DiEuliis and James Giordano,“Why Gene Editors Like CRISPR/Cas May be a Game-Changer for Neuroweapons,” Health Security,Vol.15,No.3,2017,pp.296-302.已有文獻報道表明，科學家可以利用酵母的發(fā)酵過程生產(chǎn)阿片類物質，②Stephanie Galanie,Kate Thodey,Isis J.Trenchard,Maria Filsinger Interrante and Christina D.Smolke ,“Complete Biosynthesis of Opioids in Yeast,” Science,Vol.349,No.6252,2015,pp.1095-1100.利用大腸桿菌生產(chǎn)海洋芋螺毒素等。③Zhu Xiaopeng,Bi Jianpeng,Yu Jinpeng et al.,“Recombinant Expression and Characterization of a-Conotoxin LvIA in Escherichia Coli,” Marine Drugs,Vol.14,No.1,2016,p.11.合成生物學的發(fā)展使得生物武器和化學武器的重疊程度逐漸增加。在國際社會對化學武器規(guī)范重視程度有所減弱的情況下，人們對使用生物方法制造藥物或化學毒素作為武器的擔憂并非杞人憂天。

更值得關注的是，與傳統(tǒng)的大規(guī)模殺傷性武器相比，合成生物學的發(fā)展使得更多的惡意行為體參與制造生物武器，而對其預測和防御的難度更大。傳統(tǒng)的大規(guī)模殺傷性武器（如核武器）僅為少數(shù)國家擁有，且材料（如核材料）的數(shù)量相對固定，因而通過一定的制度和措施加以監(jiān)控和管制相對容易。而生物材料可以通過培養(yǎng)擴增，一些致病性病原體的基因組序列能夠在網(wǎng)絡上免費獲取，合成基因組的原材料可以從越來越多的基因合成公司購買獲得。隨著合成生物學的發(fā)展，知識增量的擴大，生產(chǎn)成本的降低，且技術使用逐漸平民化，原始材料的廣泛可及，制造“窮人原子彈”相較于大規(guī)模殺傷性核武器和化學武器而言則更為容易。④Carnegie Corporation of New York,Crafting Strategies to Control Biological Weapons,New York:Carnegie Corporation,2009,p.2.同時，生物技術具有兩用性，可用于有害或有益的目的，這使新生物戰(zhàn)爭制劑可用于實現(xiàn)大范圍的襲擊，極大地增加了風險預測和防御的難度。⑤Central Intelligence Agency of the US,The Darker Bioweapons Future,November 3,2003,https://fas.org/irp/cia/product/bw1103.pdf.這樣的發(fā)展趨勢或許更令人擔憂。

2．生物恐怖威脅問題

惡意行為體利用生物武器制造嚴重生物恐怖事件，一直是公眾、媒體、安全界等擔憂的問題。尤其是2001年10月美國發(fā)生的炭疽事件，已經(jīng)使生物化學武器恐怖襲擊逐漸成為國際社會擔憂的現(xiàn)實威脅。隨著合成生物學的發(fā)展，生物學的研究設計與制造分離加深，技術的可及性提高，研究開放性加大，基于合成生物學的生物戰(zhàn)劑的制備將是一個更為嚴重的問題，它會大幅度增大發(fā)生嚴重生物恐怖主義事件的可能性。例如，目前，恐怖分子利用傳統(tǒng)生物技術制備生物戰(zhàn)劑或生物武器，其選用高技術（如干燥的炭疽孢子）或低技術的（如沙門菌等普通細菌）生物武器，在很大程度上取決于是否獲得某些組織或明或暗的支持。①馬文麗、鄭文嶺主編：《生物恐怖的危害與預防》，北京：化學工業(yè)出版社2005年版，第10 頁。未來，隨著合成生物學的發(fā)展，恐怖分子不需要依靠某些組織的支持，就具有自行研究、開發(fā)和裝備高技術生物武器的能力。前述的致命性病毒通過合成生物學技術在實驗室中“復活”，就證明了這樣的可能性。惡意行為體利用合成生物學來制造生物恐怖的目的也在發(fā)生改變，或許不是為了大規(guī)模毀滅，而是制造大規(guī)模破壞和社會動蕩。②Diane DiEuliis,“Key National Security Questions for the Future of Synthetic Biology,” The Fletcher Forum of World Affairs,Vol.43,No.1,2019,pp.127,140.由此，人們擔心合成生物學發(fā)展所產(chǎn)生的知識、技術或產(chǎn)品可能為惡意行為體用于生物恐怖不無道理。

利用合成生物學發(fā)展生物武器、制造傷害或生物恐怖事件令人生畏，與此同時，一個重要且現(xiàn)實的問題值得探討：修改現(xiàn)有的或者合成全新的致命病原體，是否比傳統(tǒng)的從自然界中提取或從實驗室中竊取病原體更容易？病毒微生物學家指出，合成致命性病毒事實上并非易事。③Collett S.Marc,“Impact of Synthetic Genomics on the Threat of Bioterrorism with Viral Agents,” Working Paper,Synthetic Genomics:Risks and Benefits for Science and Society,2007, pp.83-103.首先，合成現(xiàn)有病毒，必須知道其確切的基因序列，序列還需要完全正確。其次，即使獲得完全正確的病毒基因序列，仍然需要大量的專業(yè)知識從合成的DNA 來構建病毒，然后表達病毒，并且病毒能夠獲得毒力起作用，最終使其能夠發(fā)揮生物武器的作用。④National Science Advisory Board for Biosecurity,Addressing Biosecurity Concerns Related to the Synthesis of Select Agents,Bethesda,MD:National Institutes of Health,2006,p.4.總之，合成病毒已非易事，要想合成高致命性且易傳播的病原體并將其作為武器加以利用，就更不容易。⑤Holm S?ren,“The Bioethicist Who Cried Synthetic Biology:An Analysis of the Function of Bioterrorism Predictions in Bioethics,” Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics,Vol.26,No.2,2017,pp.230-238.有鑒于此，有學者認為至少在當下，這種對病原體的操作仍然具有挑戰(zhàn)性，相較于利用合成生物學制備生物武器進而制造生物恐怖，從自然界中提取或從實驗室竊取病原體樣本可能更為現(xiàn)實。⑥Michele S.Garfinkel et al.,“Synthetic Genomics:Options for Governance,” MIT Libraries,October 17,2007,p.16,http://hdl.handle.net/1721.1/39141.

然而，隨著各項科技的綜合發(fā)展，合成生物學現(xiàn)有的科技障礙和所面臨的工程挑戰(zhàn)，可能會在不久的將來被克服，生物技術的工具將在更少的技術挑戰(zhàn)下實現(xiàn)目標。①National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,Biodefense in the Age of Synthetic Biology,Washington,D.C.:National Academies Press,Jun 2018,p.55-56,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535877/.有學者稱：“可以肯定的是，可用于生物恐怖主義的技術將會得到改善。”②Richard A Posner,Catastrophe:Risk and Response,New York:Oxford University Press,2004,p.83.歐洲委員會委托的新興科學技術高級別專家組也承認，恐怖分子有可能利用遺傳操作的技術設計新病毒或單點細菌，創(chuàng)造新的抗性致病菌株或生物體，甚至可能設計、改造生物用于攻擊遺傳特異性亞群體。③European Commission,Synthetic Biology:A NEST Pathfinder Initiative,Brussels,Belgium:European Commission,2012.而且，合成生物學巨大的有益用途及其商業(yè)利用價值，正強烈地推動著這一領域技術“瓶頸”或障礙的突破。諸如基因編輯等技術的協(xié)同也使合成生物學可能得以實質性地增強。④National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,Biodefense in the Age of Synthetic Biology,Washington,D.C.:National Academies Press,Jun 2018,p.26-27,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535877/.即使利用合成生物學改造或創(chuàng)造諸如“末日病毒”類的生物并將其應用于生物恐怖行為之中的可能性仍然極低，但隨著合成生物學等顛覆性、匯聚性技術的發(fā)展，惡意使用的概率將會增加，風險也會逐漸增大。

3．網(wǎng)絡生物安保問題

合成生物學是多學科技術交叉匯聚的領域，依賴如生物信息學、機器學習和復雜計算等各種數(shù)字、網(wǎng)絡工具以及實驗室的自動化。隨著合成生物學的數(shù)字信息和計算越來越多地依靠服務器和網(wǎng)絡，生物學實驗室設備由物聯(lián)網(wǎng)控制，操作將變得更容易受到網(wǎng)絡威脅，如未經(jīng)授權的訪問、盜竊、操縱和惡意使用，因而引發(fā)前所未有的網(wǎng)絡生物安保問題。⑤Jean Peccoud,Jenna E.Gallegos,Randall Murch et al.,“Cyberbiosecurity:From Naive Trust to Risk Awareness,” Trends in Biotechnology,Vol.36,No.1,2018,pp.4-7.在合成基因組學領域，DNA 的測序、合成、操作和存儲越來越數(shù)字化，因而整個研究過程中每個自動化節(jié)點皆具有潛在的生物安保脆弱性。與過去相比，惡意行為體有更多的機會、更多的方法來操縱或攻擊自動化的生物實驗。惡意行為體可能通過網(wǎng)絡篡改合成生物公司或生物實驗室的數(shù)據(jù)，擾亂或改變制造過程以造成危害；通過在DNA 序列中編碼惡意軟件不僅損害計算機，而且使用公開可用的數(shù)據(jù)合成生物可造成更大的危害。由于網(wǎng)絡空間不受國界限制，這些系統(tǒng)容易受到國際計算機黑客的攻擊。不難預測，在網(wǎng)絡安全和生物安全重要性逐漸提升且已成為國家安全的重要組成部分的背景下，網(wǎng)絡生物安保問題將很快成為生物安保治理的一個重要議題。

（三）合成生物學與生物黑客

隨著合成生物學的發(fā)展，生物學研究以及技術應用成本將逐漸降低且更容易操作，技術應用和產(chǎn)品生產(chǎn)也將更為廣泛，合成生物學應用可能會在不久的將來變得像當下計算機應用一樣無處不在。①Patrick Heavey,“Consequentialism and the Synthetic Biology Problem,” Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics,Vol.26,No.2,2017,p.217.同時，合成生物學的發(fā)展將促使更多業(yè)余或以娛樂為主的非科研工作群體加入到生物學研究中，更多的生物黑客或“自己動手型”研究者借由合成生物學進入生物學研究領域?？梢哉f，合成生物學的發(fā)展可能正推動生物黑客文化的加速形成，擴大包括生物黑客在內的非機構科學家可能實現(xiàn)的目標。

基于合成生物學設計與制造相分離的特征，耗時的生物合成工作可以外包，因而生物黑客或“自己動手型”生物學家就可以在線訂購合成生物體進行實驗。②Marcus Wohlsen,“Biopunk:DIY Scientists Hack the Software of Life,” Current,April 2011,p.22.生物黑客還能夠創(chuàng)造出價格便宜的實驗設備，如“自制”顯微鏡、離心機和37℃的培養(yǎng)箱等，通常比相應的標準設備便宜數(shù)十倍甚至幾百倍，但仍能滿足他們從事生物學活動的需求。③Heike Blockus and Marko Ahteensuu,“Biohacking and Citizen Engagement with Science and Technology,” in Marko Ahteensuu,ed.,E Pluribus Unum:Scripta in Honorem Eerik Lagerspetz Sexagesimum Annum Complentis,Turku:University of Turku,p.20.網(wǎng)絡上的生物黑客論壇不斷增多，通過這些論壇，專業(yè)以及非專業(yè)人士皆可相互探討學習。④Pui-Wing Tam,“‘Biohackers’ Get their Own Space to Create,” Wall Street Journal,January 12,2012,https://www.wsj.com/articles/SB10001424052970204124204577150801888929704.目前，進入生物黑客領域的多數(shù)人是技術導向的，這種現(xiàn)象在早期的計算機黑客領域也出現(xiàn)過。計算機黑客興起初期并沒有太多負面影響，但隨著時間的推移，基于計算機黑客的惡作劇開始出現(xiàn)，最終衍生出大量的違法犯罪活動。以合成生物學為代表的生物技術同樣會發(fā)生這樣的演變。

生物黑客或“自己動手型”生物學家群體主要有三個顯著特點。⑤王朝恩、周愛萍：《車庫生物學：挑戰(zhàn)與規(guī)制》，載《科學與社會》2013年第1 期，第86-96 頁。第一，非專業(yè)化，這部分群體主要是憑著滿腔熱情和興趣愛好實施合成生物學研究及應用活動，自由地操控生命的軟件而不愿受到任何規(guī)范的約束，而且他們未受過太多專業(yè)性訓練以及生物安全相關的教育和培訓，生物安全意識相對薄弱，這使得無意的合成生物體環(huán)境釋放可能性大幅度增加。①Howard Wolinsky,“Kitchen Biology:The Rise of Do-It-Yourself Biology Democratizes Science,But Is It Dangerous to Public Health and the Environment?” EMBO Reports, Vol.10,No.7,2009,pp.683-685.第二，研究活動較為私密，他們通常會在自己的或租用的場所（如后院、車庫或廚房）搭建規(guī)模較小的實驗室，從事較為隱秘的研究活動，一般在研究階段不會將研究內容對外公開。第三，非建制化，即這個群體通常不隸屬于任何研究機構或組織，而是游離在科學共同體以及機構審查和管理之外。

因此，前述與合成生物學相關的生物安全問題更有可能在生物黑客和“自己動手型”生物學家群體中產(chǎn)生，且其行動多為散點型而非以研究單位為中心的聚集型，因而此類生物安全風險會更加難以監(jiān)測。當然，包括生物黑客在內的非機構生物學家的出現(xiàn)，并非是合成生物學領域發(fā)展的特殊現(xiàn)象，而是前沿生物技術所面臨的共同趨勢，但這部分群體的出現(xiàn)所引發(fā)的風險，會與合成生物學的部分生物安全和安保問題相互疊加，并會加劇這些問題的嚴重性。

四 合成生物學生物安全與生物安保的治理

既然合成生物學的發(fā)展伴隨嚴重的生物安全、安保風險，那么允許這樣的科學研究分支發(fā)展是否明智？是否應當禁止該領域發(fā)展和知識的創(chuàng)造？如果不禁止，又應如何應對或治理該領域發(fā)展所衍生的生物安全和安保風險？本節(jié)將對這些問題逐一剖析，并嘗試探索適應合成生物學發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及特征的生物安全、安保治理模式。

（一）禁止領域發(fā)展和知識創(chuàng)造

面對合成生物學的潛在風險，極端的反應是應徹底禁止該領域的發(fā)展。例如，勒德主義者反對合成生物學的發(fā)展，認為應當放棄諸如合成生物學之類的顛覆性技術，甚至是自始就不應該發(fā)展合成生物學。②勒德主義者原指19世紀英國的一些技術熟練的紡織工人，由于工業(yè)革命機械化而失業(yè)，因而抗議、反對工業(yè)革命，后來勒德主義者用于泛指那些反對技術進步的人。然而，不容忽視的是合成生物學為人類帶來的正面效益。除前述合成生物學在醫(yī)藥健康、能源、工業(yè)、環(huán)境、材料技術等諸多領域的重大應用前景之外，作為生物經(jīng)濟中極為重要的組成部分，合成生物學的發(fā)展對國家經(jīng)濟繁榮也有重要貢獻。合成生物學的發(fā)展能夠幫助應對生物安全或安保風險，并且會改變公共衛(wèi)生對抗生物威脅的游戲規(guī)則。①Crystal Watson,Tara Kirk Sell,Matthew Watson et al.,Technologies to Address Global Catastrophic Biological Risks, Johns Hopkins University,October 2018,https://www.centerforhealthsecurity.org/our-work/pubs_archive/pubs-pdfs/2018/181009-gcbr-tech-report.pdf.例如，研究人員可以利用合成生物學知識和技術來識別重要的合成或半合成的生物制劑，從而提高生物安保性。②Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues,New Directions:The Ethics of Synthetic Biology and Emerging Technologies,Washington,D.C.:Government Printing Office,2010,p.71.合成生物學的發(fā)展有利于采用同樣的技術制造出可以對抗威脅的新疫苗。③[美] 克雷格·文特爾：《生命的未來：從雙螺旋到合成生命》，賈擁民譯，杭州：浙江人民出版社 2016年版，第208 頁。新一代測序和數(shù)字篩選工具可用于識別新的或工程化的藥物，合成基因可用于開發(fā)快速診斷工具。④Alec A.K.Nielsen1 and Christopher A.Voigt,“Deep Learning to Predict the Lab-of-Origin of Engineered DNA,” Nature Communications,Vol.9,No.3135,2018,pp.1-10.合成生物學知識的民主化和廣泛的可及性，有助于更廣泛的生物監(jiān)測、診斷和治療方法的研發(fā)以及擴大發(fā)現(xiàn)生物異常的機會。⑤National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,Biodefense in the Age of Synthetic Biology,Washington,D.C.:National Academies Press,2018,p.18,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535877/.因此，運用合成生物學知識和技術本身就構成一道防范、隔絕合成生物學所帶來危險的防火墻。

禁止合成生物學的發(fā)展可能產(chǎn)生反效果或負面影響。鑒于合成生物學對生物經(jīng)濟的巨大貢獻，社會對生物技術的需求以及合成生物學的巨大應用前景，被禁止的合成生物學活動無疑會轉向地下黑市或是秘密實驗室，這將比開放市場和開放實驗室更加難以監(jiān)測和管理。⑥[美] 喬治·丘奇、[美] 艾德·里吉西：《再創(chuàng)世紀：合成生物學將如何重新創(chuàng)造自然和我們人類》，周東譯，北京：電子工業(yè)出版社2017年版，第312 頁。并且，在生物技術的全球化和民主化的情況下，采取完全禁止生物學發(fā)展的國家并不能影響世界科技發(fā)展在該領域創(chuàng)造知識，反而可能會因為自身的不發(fā)展而面臨更大的生物安全和安保威脅。美國早在2003年探討發(fā)展超人類項目時就提出，如若美國不加大投入，將會面臨巨大風險。這樣的風險并非來自超人類技術發(fā)展本身，而是來自競爭國家在該領域的發(fā)展，美國可能會被監(jiān)管政策寬松的國家趕超。倫理障礙較小、顧忌更少的國家會更快獲得經(jīng)濟上和軍事上的優(yōu)勢。⑦William Sims Bainbridge,Nanoconvergence:The Unity of Nanoscience,Biotechnology,Information Technology and Cognitive Science,Upper Saddle River:Prentice Hall,2007,p.18.因此，面對當下生物技術領域愈演愈烈的國際競爭，在前沿生物技術關鍵領域之一的合成生物學領域，各國事實上是無法真正放棄角逐的，期望各國完全禁止該領域的發(fā)展是不現(xiàn)實的。

（二）審慎警惕性治理

當前，合成生物學領域尚處于萌芽狀態(tài)，鑒于其巨大的應用前景和潛在的生物安全與安保風險，適當有效的治理至關重要?；凇邦A防原則”的治理模式要求，即使在風險不確定、因果關系尚未得到科學充分確立的情況下，仍然應當采取預防措施。①Kenneth R.Foster,Paolo Vecchia and Michael H.Repacholi,“Science and the Precautionary Principle,” Science,Vol.288,No.5468,2000,pp.979-981.但是，基于“預防原則”的治理模式可能導致過于嚴苛的監(jiān)管體系，從而會在增加管理成本的同時，阻礙合成生物學領域創(chuàng)新造福人類?；凇跋刃性瓌t”的治理模式強調先研究后治理或者“做了再說”的理念，體現(xiàn)出一種技術進步觀，認為風險總能隨著科學技術的發(fā)展得以解決，沒有必要對科學技術的發(fā)展施加任何限制。②李真真、董永亮、高旖蔚：《設計生命：合成生物學的安全風險與倫理挑戰(zhàn)》，載《中國科學院院刊》2018年第11 期，第1273 頁。然而，基于“先行原則”的治理模式，可能導致合成生物學潛在的生物安全和生物安保風險現(xiàn)實化，從而給人類帶來不可承受之危害。

無所作為地完全放任自流或試圖大范圍禁止其發(fā)展，都具有誤導性且不現(xiàn)實，不足以確保人類的生存。③[美] 弗朗西斯·福山：《我們的后人類未來：生物技術革命的后果》，黃立志譯，桂林：廣西師范大學出版社2017年版，第183 頁。為此，只有通過新的防控和治理模式，才能合理、充分地達到預防和減小合成生物學領域的安全和安保風險的目的，同時推動該領域的發(fā)展以使人類最大受益。美國生物倫理問題研究總統(tǒng)委員會在2010年提出了審慎警惕（prudent vigilance）的概念，主張負責任地管理合成生物學領域的風險問題。④Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues,New Directions:The Ethics of Synthetic Biology and Emerging Technologies,Washington,D.C.:Government Printing Office,2010,pp.26-27.審慎警惕性治理意味著采取具有綜合性、靈活性的行動或方法，以動態(tài)、合作、民主、開放和透明的方式考慮所有利益攸關方的利益，持續(xù)不斷地評估風險和收益，根據(jù)具體情況反復審查和修正各項決定，在必要時限制技術使用以應對潛在風險。

審慎警惕性治理實際上是一種折中，既不主張對新技術絕對審慎而放棄潛在利益，也反對不受約束的科學探索而忽視防控風險。它承認在發(fā)展初期，新興科技風險具有巨大的不確定性，其安全和安保問題無法在研究開始之前得以明確，主張通過多治理主體的密切合作，長期持續(xù)性地、審慎地評估風險和收益。審慎警惕性治理要求采取“自上而下”的立法規(guī)制、政府監(jiān)管到“自下而上”的科學共同體自治等方式，“軟法”和“硬法”相結合，以達到靈活有度且又具有相對確定的管理效果，進而形成在業(yè)余及專業(yè)研究者、實驗室、研究機構、科學共同體或組織、科學期刊或出版社、國家政府以及科學家國際合作等多個層面的全方位一體化、靈活性和敏捷性的治理，最終實現(xiàn)新興技術的利益最大化和風險最小化的目標。①本文認為，對合成生物學發(fā)展所引發(fā)的生物安全和生物安保問題加以區(qū)分研究確有必要，但從分析來看，這二者又存有大量的重合。例如，研究人員為科學目的在實驗室中利用合成生物學改造致命性病原體，主要涉及生物安全問題，但如果研究人員蓄意將該致命性病原體釋放至人群中則又涉及生物安保問題。因而對這二者的治理也會呈現(xiàn)重疊之情勢，甚至在很多時候無法明顯區(qū)分。本文并非旨在窮盡生物安全和安保的所有治理措施，而主要是為探索審慎警惕性治理模式，因而在治理層面將生物安全和安保二者的應對一并探討，但對具體情形加以區(qū)分。

1．審慎而警惕性的規(guī)制與監(jiān)管

對于減小或避免新興技術發(fā)展帶來的風險來說，法律規(guī)制與政府的監(jiān)管不可或缺，是保障未來合成生物學健康有序發(fā)展的先決條件。②Friends of the Earth U.S.,International Center for Technology Assessment ,and ETC Group,The Principles for the Oversight of Synthetic Biology,Washington,D.C.,2012,p.4,http://www.icta.org/files/2016/09/ICTA_Principles_Oversight-Synthetic-Biology.pdf.事實上，包括中國、美國、歐洲在內的絕大多數(shù)國家或地區(qū)皆開展了合成生物學風險防范行動，但都未進行專門立法。針對合成生物學的生物安全問題，多數(shù)國家僅是在既有的針對基因技術相關的法律或指南基礎之上，規(guī)制合成生物學的研究及應用。鑒于合成生物學跨領域且多學科交叉，與傳統(tǒng)基因工程和基因編輯技術既存在重疊關系又存有差異，學者們對于是否需要制定專門的法規(guī)制度用以防范合成生物學的生物安全問題持有不同意見。

要回答是否需要專門設置針對合成生物學的法律規(guī)范，首先要探討如下問題：合成生物學與傳統(tǒng)基因工程在風險方面到底是“量”的差異還是“質”的改變。學者們在這一問題上存有分歧。少數(shù)學者認為，合成生物學引起的風險并非全新的，很多方面與之前基因工程相關風險問題一脈相承。③Volker ter Meulen,“Time to Settle the Synthetic Controversy,” Nature,Vol.509,No.7499,2014,p.135.對于基因逃逸、基因流動和破壞的擔憂，實際上在傳統(tǒng)的轉基因動植物政策辯論中已經(jīng)有諸多探討。一些國際條約或協(xié)議在生物安全領域已有很多嘗試，以盡量減少轉基因植物可能產(chǎn)生的負面影響。①參見薛達元主編：《轉基因生物風險評估與風險管理——生物安全國際論壇第五次會議論文集》，北京：中國環(huán)境出版社2014年版。然而，合成生物學與傳統(tǒng)基因工程的顯著區(qū)別在于，前者能夠全部或部分合成基因組或生物體，對現(xiàn)有的遺傳物質沒有要求。②中國科協(xié)學會學術部：《合成生物學的倫理問題與生物安全》，北京：中國科學技術出版社2011年版，第9 頁。例如，研發(fā)出“合成細胞”的研究人員指出，他們實驗中使用的合成基因組與天然基因組相似，但是合成以及移植更多新的基因組將成為可能。③Daniel G Gibson et al.,“Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome,” Science,Vol.329,No.5987,2010,p.55.有鑒于此，多數(shù)學者認為合成生物學與傳統(tǒng)基因工程引起的風險存在質的差異，目前針對傳統(tǒng)基因工程（如轉基因生物）的風險評估框架，可能不足以處理合成生物學的風險問題，④參見Lucía Gómez-Tatay and José M.Hernández-Andreu,“Biosafety and Biosecurity in Synthetic Biology:A Review,” Critical Reviews in Environmental Science and Technology,Vol.49,No.17,2019,pp.1587-1621; Marko Ahteensuu,“Synthetic Biology,Genome Editing,and the Risk of Bioterrorism,” Science and Engineering Ethics,Vol.23,No.6,2017,pp.1541-1561。因而需要專門構建法律規(guī)范以規(guī)制合成生物學的研究和應用。當然，在制定針對合成生物學的部分政策法規(guī)時，可以效仿基因工程領域的政策和法規(guī)，并且政府需要引導制定合成生物學的操作、研究和應用方面的規(guī)范準則。⑤朱泰承、趙軍、李寅：《關于合成生物學發(fā)展與相關問題治理的思考》 ，載《科學與社會》2015年第1 期，第13-19 頁。

當前，世界各國有關生物安全的法律制度，僅僅是一系列針對包括合成生物學在內的前沿生物技術規(guī)制的開端，審慎地構建適用于該領域的規(guī)則與管理機制十分必要。在針對合成生物學生物安全、安保問題的具體法律制度構建方面，可以采用更為警惕性的理念和機制。例如，可通過設置強制性的登記、注冊制度或者許可證制度，應對合成生物學發(fā)展所帶來的生物安保問題。具體而言，通過對合成生物學相關的儀器或原材料的購買采用注冊制度，或者對某些儀器和試劑發(fā)放許可證，以限制其擴散。⑥George Church,“A Synthetic Biohazard Non-Proliferation Proposal,” Harvard Medical School,June 18,2004,http://arep.med.harvard.edu/SBP/Church_Biohazard04c.htm.例如，強制要求注冊DNA 合成儀，特別是寡核苷酸合成儀，或者要求用戶只有在獲得政府許可之后，才可購買制造DNA 所需的化學品。同時，儀器、原材料的使用可以采用跟蹤記錄的制度，就像現(xiàn)有的針對核材料的管理制度一樣。⑦[美] 喬治·丘奇、[美] 艾德·里吉西：《再創(chuàng)世紀：合成生物學將如何重新創(chuàng)造自然和我們人類》，周東譯，北京：電子工業(yè)出版社2017年版，第307 頁。但是，這些制度安排存在局限性，例如，只能針對未發(fā)生的銷售行為，對于過去已經(jīng)售出的或存在的儀器、材料則不起作用。盡管如此，這些制度如果實施得當，可以提供一定程度的安保性。①參見 Michele S.Garfinkel,et al.,“Synthetic Genomics:Options for Governance,” MIT Libraries,October 17,2007,http://hdl.handle.net/1721.1/39141; US Department of Health and Human Services,Screening Framework Guidance for Providers of Synthetic Double-Stranded DNA,Washington,D.C.:Assistant Secretary for Preparedness and Response,2010,https://www.phe.gov/Preparedness/legal/guidance/syndna/Pages/default.aspx。

注冊制度通常還可以搭配制劑清單制度。例如，美國于2011年制定了一項重要的“聯(lián)邦特定制劑計劃”，②美國聯(lián)邦特定制劑計劃旨在監(jiān)管可能對公眾、動植物健康或動植物產(chǎn)品構成嚴重威脅的生物特定制劑和毒素的儲存、使用和轉移。參見APHIS/CDC,National Select Agent Registry,2011,www.selectagents.gov。允許政府控制微生物和其他生物制劑（細菌、病毒、毒素等）的清單。該特定制劑清單定期審查并更新。只有注冊機構和人員才能使用清單中的制劑，同時必須報告涉及制劑的所有活動，比如制劑被盜竊或遺失，甚至是制劑在房間之間的轉移。該計劃主要涉及實驗室的物理遏制，并明確限制合作對象，如精神疾病患者或有支持恐怖主義歷史的國家被排除出合作對象范圍。然而，該清單因只關注物理制劑而非DNA 序列而備受質疑。③National Research Council (US),Sequence-Based Classification of Select Agents:A Brighter Line,Washington,D.C.:National Academies Press,2010.

在合成生物學背景下，隨著生物技術的發(fā)展以及NDA 序列信息的持續(xù)擴展，生物安保威脅空間不斷擴大。合成DNA 能力的發(fā)展意味著，不需要物理訪問這些被嚴格控制的生物制劑，而在實驗室中就可以合成DNA 以“復活”致命性病原體。因而前述特定制劑清單不應再拘泥于傳統(tǒng)的病原微生物或毒素，而應當動態(tài)地評估風險現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，將清單與基于DNA 序列的系統(tǒng)相結合，以便能夠跟上諸如合成生物學等生物技術的快速發(fā)展，更好地管控DNA 合成的非法使用。此外，在審慎評估清單的同時，應當注意到，基于清單的安保模式也可能無法涵蓋所有的潛在風險，因而更應當結合其他各項制度安排，綜合性規(guī)制生物安保問題。因此，合成生物學的不同方法和技術需要不同形式、程度的監(jiān)管，隨著技術的發(fā)展，任何新風險的評估、成本效益分析和監(jiān)管制度構建，都必須動態(tài)地、靈活地加以調整，并廣泛地涵蓋不同的應用領域、用途和產(chǎn)品。④Friends of the Earth U.S.,International Center for Technology Assessment ,and ETC Group,The Principles for the Oversight of Synthetic Biology,Washington,D.C.,2012,p.4,http://www.icta.org/files/2016/09/ICTA_Principles_Oversight-Synthetic-Biology.pdf.

針對風險，制度的構建應當是警惕性的，政府的過度監(jiān)管或干預會導致低效率，增加科學研究的成本，扼殺科技創(chuàng)新，導致資源的錯誤配置。①[美] 弗朗西斯·福山：《我們的后人類未來：生物技術革命的后果》，黃立志譯，桂林：廣西師范大學出版社2016年版，第183 頁。由于合成生物學的風險尚未現(xiàn)實化且具有高度的不確定性，因此，相應的政府監(jiān)管也應當是審慎的?；诜傻囊?guī)范和監(jiān)管也會因立法的滯后而產(chǎn)生一定程度上對科技發(fā)展的不適應。因此，除“硬法”機制之外，仍需軟性管控行為或結果的方法、措施，以協(xié)調共同因應合成生物學所產(chǎn)生的生物安全和安保風險。

2．科學共同體負責任的自治

審慎警惕性治理模式要求“硬法”和“軟法”的混合、集成，充分調動科學界以及其他利益相關者的參與?？茖W共同體可通過多種類型的自治或自律形式參與治理。行業(yè)協(xié)會或公司制定行為指南或準則，以規(guī)范科學家的行為并限制原材料、技術或產(chǎn)品的使用；通過教育、培訓，從整體上提升專業(yè)研究人員以及業(yè)余愛好者的生物安全和安保意識；著眼于提高風險防范意識，共同體內部或領域應加強警覺性監(jiān)督機制的構建，鼓勵科學家自行采取技術性的防控措施，同時，還可以通過期刊或出版社，對涉及合成生物學安全的敏感信息予以過濾或限制發(fā)布，或者建立社區(qū)實驗室等，以促進合成生物學領域的風險治理體系的構建和治理能力的提高。

（1）行業(yè)指南或行為準則的制定

合成生物學科學共同體自治的一個重要方面，就是行業(yè)協(xié)會或公司制定行為指南或準則。例如，包括國際合成生物學協(xié)會和國際基因合成聯(lián)盟等在內的行業(yè)協(xié)會，就為其成員公司制定行為準則，以防止成員公司將產(chǎn)品用于有害目的。國際基因合成聯(lián)盟的誕生旨在聯(lián)合各大基因合成機構，建立一套完整的、標準的流程來篩選基因訂單的序列，審查服務對象資格，從而最大限度地降低基因合成帶來的潛在風險。當DNA 序列可以通過郵件訂購時（如2002年的脊髓灰質炎病毒實驗），如果合成的DNA 序列落入不適當或不受監(jiān)管的行為體手中，則存在極大的安全問題和安保風險。DNA 合成公司或研究機構可以成為守門人，審查合成DNA 的訂單，如果發(fā)現(xiàn)問題或產(chǎn)生疑慮，就要將這些問題或疑慮傳達給相關政府機構，進而形成科學共同體和政府之間的信息協(xié)作和交換模式。②Hans Bügl,et al.,“DNA Synthesis and Biological Security,” Nature Biotechnology,Vol.25,No.6,2007,pp.627-629.例如，美國政府已發(fā)布非約束性的指南，指導公司篩選訂單，要求公司能夠追蹤訂單。大多數(shù)公司已經(jīng)在進行某種類型的篩選，并發(fā)布比政府指南更為嚴格的指南，多數(shù)公司已將這些指南作為良好商業(yè)慣例。①International Association Synthetic Biology (IASB),The IASB Code of Conduct for Best Practices in Gene Synthesis,Cambridge,MA:International Association Synthetic Biology,November 3,2009,https://repository.library.georgetown.edu/handle/10822/515024.盡管行業(yè)協(xié)會推動的指南或行為準則更多強調的是整個行業(yè)的最佳實踐，且這些標準的監(jiān)督和執(zhí)行并不被視為行業(yè)本身的責任，而是屬于政府的任務，但是這一治理方式從實踐層面來看，能夠在一定程度上降低合成生物學帶來的潛在風險，尤其是生物安保風險。

（2）風險防范意識的提高

企業(yè)及行業(yè)協(xié)會的自律指南或行為準則，可能無法有效解決生物黑客或“自己動手型”生物學家等行為體的行為風險問題，而通過教育、培訓提高科學界以及業(yè)余愛好者的整體風險防范意識，營造負責任的創(chuàng)新文化，則可以補充解決更廣泛的問題。這對降低研究風險至關重要，是應對生物安全和安保風險的一種重要且有效的治理手段。②[美] 克雷格·文特爾：《生命的未來：從雙螺旋到合成生命》，賈擁民譯，杭州：浙江人民出版社 2016年版，第210 頁。意識是管理生物風險的先決條件。③Jean Peccoud et al.,“Cyberbiosecurity:From Naive Trust to Risk Awareness,” Trends in Biotechnology,Vol.36,No.1,2018,pp.4-7.負責任地進行合成生物學研究，在很大程度上取決于單個行為體的行為意識。在合成生物學界建立一種負責任的文化，比任何其他單一策略或措施都能在促進合成生物學負責任管理方面發(fā)揮更大的作用。④Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues,New Directions:The Ethics of Synthetic Biology and Emerging Technologies,Washington,D.C.:Government Printing Office,2010,p.11.受過相關教育的科學家將更為注重必要的安全控制，以保持公眾信任與允許繼續(xù)有益研究之間的平衡。例如，2011年8月，全球研究H5N1 流感病毒成分的科學家們基于生物安?？剂?，自愿中止原本旨在了解和控制流行病的研究項目，直至搞清楚如何能夠安全處理和交流研究成果。包括克雷格·文特爾（John Craig Venter）在內的多數(shù)科學家都認為，負責任地運用科學創(chuàng)新成果是一個根本性的問題，尤其是當前人類正處于創(chuàng)新的兩面性逐漸凸顯的風險社會。⑤[美] 克雷格·文特爾：《生命的未來：從雙螺旋到合成生命》，賈擁民譯，杭州：浙江人民出版社 2016年版，第205-206 頁。

然而，有調研發(fā)現(xiàn)，合成生物學領域專業(yè)性研究人員的生物安保意識僅處于低到中等水平，⑥Alexander Kelle,“Synthetic Biology and Biosecurity,” EMBO Reports,Vol.10,Suppl 1,2009,pp.s24-s25.就更不要說該領域非生物學（如工程師、化學家、材料科學家、計算機建模師以及業(yè)余愛好者）研究者了。迄今為止，合成生物學相關行為準則或指南，很少納入研究人員的科學教育、職業(yè)發(fā)展或認證認可的要求之中。①Brian Rappert,Marie I.Chevrier and Malcolm R.Dando,“In-Depth Implementation of the BTWC:Education and Outreach,” Bradford Review Conference Paper,Bradford:University of Bradford,2006, https://core.ac.uk/display/6179.因而，合成生物學共同體需要更多地了解生物安全和安保問題，以便為提升相關人員的生物安保意識作出建設性貢獻。應當通過更多的學術交流、研討會、培訓和競賽等方式引入生物安全、生物安保知識，使生物安保和生物安全問題受到持續(xù)關注。當然，期待生物安保意識在短時間內得到極大的提升并不現(xiàn)實，相關知識教育應當是一個長期的、持續(xù)的過程，且知識內容應當是動態(tài)變化的，隨著前沿技術的發(fā)展、生物安全和安保知識的累積而不斷更新。

職業(yè)操守和風險防范意識，屬于道德或意識層面的問題，是自律性質的，不具有強制性和威懾力，有其天然的局限性。例如，德國的生物安全法律體系就是建立在對科學家的職業(yè)操守和科學界的自治給予信任的基礎之上。德國人認為，擁有適當培訓和證書的個人將遵守良好實驗室實踐和有效生物安全防控的規(guī)則。然而，這種假設忽略一個事實，即少數(shù)科學家可能出于好奇、雄心壯志或是僥幸心理，而從事對整個社會構成風險的實驗。而且，德國生物安全法規(guī)也未能解決可信賴的內部人員出于惡意目的而故意獲取和釋放病原體的問題。②James Revill,Katsuhisa Furukawa,Malcolm Dando et al.,Biosecurity:Origins,Transformations and Practices,UK:Palgrave Macmillan,2009,p.232.由此可見，風險防范意識的提高是一種軟性治理工具，無法完全解決少數(shù)科學不負責任的研究產(chǎn)生生物安全問題，以及惡意行為體利用合成生物學制造的生物安保問題，而應當搭配其他治理工具進行綜合治理。

（3）警覺性監(jiān)督機制的構建

在合成生物學生物安全和安保問題的審慎警惕性治理框架下，科學家以及業(yè)余愛好者個體也不應當是旁觀者和政府監(jiān)管的被動接受者，而應當主動參與治理、防控，成為國家安全的守護者。在安全教育、培訓以及科學家風險防控意識的提高方面，科學共同體內部或研究者（“自己動手型”或“車庫”生物學家）之間的警覺性監(jiān)督機制的構建，能夠發(fā)揮重要作用。由于合成生物學領域的發(fā)展極為迅速，相較于政府監(jiān)管機構，科學家處于研究的最前線，內部信息溝通非常頻繁，因而也是最有可能察覺到異樣情況的群體?？茖W共同體應當對包括“自己動手型”合成生物學研究人員在內的研究者超越合理規(guī)范而進行的研究開發(fā)工作保持高度的警惕?？蒲薪鐑炔炕蚩茖W家之間、甚至業(yè)余愛好者之間的相互監(jiān)督以及風險報告機制，或許能夠在治理工作中發(fā)揮重要作用。每當研究人員懷疑他人濫用技術用于有害目的或故意忽視研究可能帶來的風險時，應該有一個保密渠道，將這些信息傳遞給有關行政部門或行業(yè)協(xié)會或讓更多人知曉，以便采取必要的風險防范行動。①Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.543.

（4）技術防控措施的事先介入

除警惕性地監(jiān)督他人外，合成生物學研究人員還應從科學技術角度出發(fā)，在技術、產(chǎn)品研發(fā)之初便精心設計風險防控措施，以防范生物安全和安保風險的現(xiàn)實化。在合成生物體的環(huán)境釋放前，科研人員應當審慎地評估潛在風險。科研人員對釋放至自然環(huán)境中的合成生物體可能產(chǎn)生危害應保持高度警惕，收集盡可能多的信息，引進新技術或新產(chǎn)品時采取最小的、可逆的步驟，做長期的、持續(xù)性的監(jiān)測和評估，并根據(jù)具體需要事先設計可靠的防控機制，以監(jiān)控和限制合成生物體。事實上，部分科學家已經(jīng)致力于開發(fā)一些防錯、糾錯機制，以減少或消除部分風險。例如，科學家通過設計“自殺基因”、分子“剎車”等機制，在合成生物體內構建一種“自殺開關”，使其在繁殖一定數(shù)量或世代后激活開關自我毀滅；將合成生物設計成營養(yǎng)缺陷型，僅在實驗室內依賴特殊“膳食”存活。②參見Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues,New Directions:The Ethics of Synthetic Biology and Emerging Technologies,Washington,D.C.:Government Printing Office,2010,p.68; Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.540?？死赘瘛の奶貭栐谠O計“合成細胞”辛西婭（Synthia）時，就設法讓其無法在實驗室外存活。③Ewen Callaway,“Immaculate Creation:Birth of the First Synthetic Cell,” New Scientist,May 20,2010,https://www.newscientist.com/article/dn18942-immaculate-creation-birth-of-the-first-syntheticcell/.這些措施在一定程度上能夠同時應對生物安全和安保雙重風險。

合成生物學家還建議研究人員給構建合成的基因、細胞或生物體作“標記”或標簽設計，以便在必要時能夠識別其來源，從而有助于通過事先設定的方法來摧毀生物元件或合成生物體。例如，在合成生物體內或基因上添加“標記”，以明確該生物是在實驗室中構建的而非自然界中天然存在的。在合成生物意外環(huán)境釋放或被盜的情況下，此類“標記”或將成為溯源的關鍵信息。④Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.540.類似這樣的措施過去實際上已經(jīng)存在，如在細胞試驗中就有給細胞打上標記的先例。此外，還有針對合成生物學設計精準化人工調控的生物元件、創(chuàng)建正交化合成生物元件等措施，控制人工合成的生物體，以盡量減小合成生物體的意外環(huán)境釋放所形成的風險。①王磊、張宏、王華：《全球生物安全發(fā)展報告（2017～2018年度）》，北京：科學出版社 2019年版，第128-129 頁。

除了對合成生物本身加入某種機制予以控制或用于溯源之外，科學家還應嘗試設計一些監(jiān)控系統(tǒng)以應對合成生物學的生物安全或安保問題。例如，美國馬里蘭大學的約翰·斯坦布盧納（John Steinbruner）團隊開發(fā)出了一套對危險生物制劑和研究的監(jiān)測系統(tǒng)。針對生物技術研發(fā)所固有的兩用性困境，斯坦布盧納主張采用“一種監(jiān)督程序，旨在對可能產(chǎn)生大規(guī)模破壞性后果或其他高度危險后果的基礎研究活動，毫無例外地在全世界進行獨立審查”。②John Steinbruner,Elisa D.Harris,Nancy Gallagher and Stacy Okutani,Controlling Dangerous Pathogens:A Prototype Protective Oversight System,College Park,MD,USA:University of Maryland,2007,http://hdl.handle.net/1903/7949.當然，一些技術方案是主要針對解決合成生物學的生物安全和安保問題所設計的，而一些方案如監(jiān)測系統(tǒng)并非單獨針對合成生物學，而是適合所有兩用性技術的風險防范。研究人員從技術層面采取警惕性的防控措施，有助于緩解合成生物學領域的生物安全和安保問題，技術解決方案無疑是任何治理或監(jiān)督制度的必要組成部分。

（5）敏感性信息的限制性發(fā)布

出于對生物安保尤其是生物武器或生物恐怖的擔憂，部分科學期刊也意識到其發(fā)表的一些新科技信息可能會被惡意行為體利用。早在十幾年前，一些主要科學期刊的編輯就在《科學》雜志上發(fā)表了一份聯(lián)合聲明，認為該領域的研究對于應對生物防御的作用不可或缺，提出科學家及期刊應負責任地處理論文的安保風險問題，提高識別此類問題的能力，并考慮設計適當?shù)某绦蛞詫彶榇嬖谏锇脖Ｃ舾行缘恼撐?。③Journal Editors and Authors Group,“Statement on Scientific Publication and Security,”Science, Vol.299,2003,p.1149.與此同時，美國國家生物安全科學咨詢委員會也建議，科技期刊和審稿人應提高對兩用性研究的認識，在兩用性科技論文發(fā)表之前評估風險和收益?；谏锇脖栴}的考量，期刊編輯可以要求作者修改文章，刪除部分關鍵數(shù)據(jù)信息，也可以延遲發(fā)表或完全拒絕發(fā)表論文。④National Science Advisory Board for Biosecurity,Strategic Plan for Outreach and Education on Dual Use Issues,Bethesda,MD:National Institutes of Health,2008,p.6.

合成生物學是典型的兩用性研究領域，出版或發(fā)表前的安保審查可能很難確定哪些研究結果具有風險。合成生物學所伴隨的風險具有高度的不確定性，是潛在的且難以預測的。當風險模糊但實驗結果清晰可見且令人興奮的時候，不難預見，幾乎所有科學家皆傾向于將研究結果公之于眾。①Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.542.此外，科學自由和獲取信息對于科技創(chuàng)新至關重要，限制出版可能將減緩針對生物威脅的醫(yī)療對策的發(fā)展。②National Academy of Sciences (US),Science and Security in a Post 9/11 World:A Report Based on Regional Discussions between the Science and Security Communities,Washington,DC:National Academies Press,2007,p.20.更何況兩用性研究帶來的益處幾乎遠大于潛在風險。③[美] 克雷格·文特爾：《生命的未來：從雙螺旋到合成生命》，賈擁民譯，杭州：浙江人民出版社 2016年版，第205 頁。因此，針對科學信息出版或發(fā)表前的安保審查應當審慎且保持在最低限度，僅僅對那些公布后在很大程度上會被惡意行為體用來危害社會的信息，予以一定程度的限制或禁止公布，以免因過度的信息控制而影響有益科學信息的自由傳播。

當然，迄今為止，上述舉措僅是一些期刊針對生物安保問題實施的負責任的管理措施，而要從法律規(guī)范層面建立科學信息發(fā)布前的審查體系，則需要打破現(xiàn)有制度，創(chuàng)建監(jiān)督組織以監(jiān)控合規(guī)性，同時構建懲罰機制和措施以確保制度得以落實。同時，此類限制性制度的構建與實施不單依賴于國內立法，更需要構建國際性法律框架，但國際共識的達成往往極為困難且成本高昂。在構建該制度過程中也會在公眾之間建立起不信任的壁壘，由此造成的傷害可能遠大于通過該制度的構建提供的安全感所獲收益。有鑒于此，美國國家科學院的專家組在探討對病原體基因組數(shù)據(jù)的發(fā)表進行限制的利弊之后認為，該類限制性制度從實際操作和效果來看可能會適得其反。④National Research Council,Seeking Security:Pathogens,Open Access,and Genome Databases, Washington,D.C.:National Academies Press,2004,pp.54-55.但無論如何，在期刊和出版社層面，期刊編輯以及審稿人負責任地對相關論文信息進行審慎性審查，警惕性地限制敏感信息的發(fā)布，仍然有助于營造一種負責任的研究文化，無疑是一種補充性的軟性治理選擇。

（6）社區(qū)實驗室的建立

為解決生物安保和生物安全問題，業(yè)余或“自己動手型”生物學家群體還采用了聚集建立社區(qū)實驗室的模式。該模式旨在減輕公眾對業(yè)余或“自己動手型”生物學研究人員單獨在“車庫”實驗室從事不為人知的研究活動的強烈擔憂。⑤Michele Garfinkle and Lori Knowles,“Synthetic Biology,Biosecurity,and Biosafety,” in Ronald Sandler,ed.,Ethics and Emerging Technologies,Boston:Northeastern University,2014,p.538.例如，2010年，美國舊金山灣區(qū)就出現(xiàn)了社區(qū)實驗室，以每月200 美元會員費用的價格向對生物研究感興趣的民間科學家開放。隨后，全球多地效仿此模式，創(chuàng)立各種社區(qū)實驗室。①[美] 喬治·丘奇、[美] 艾德·里吉西：《再創(chuàng)世紀：合成生物學將如何重新創(chuàng)造自然和我們人類》，周東譯，北京：電子工業(yè)出版社2017年版，第305-306 頁。此類社區(qū)實驗室的建立，一方面吸引了大量非專業(yè)人士加入到合成生物學研究中，另一方面實際上有助于將合成生物學業(yè)余愛好者或“自己動手型”生物學家聚集在一起，有利于風險管控，減少單獨研究人員從事危險研究的風險。

如上所述，科學家能夠提出各種技術措施，以盡可能地降低合成生物學所附帶的生物安全和安保風險，同時，科學共同體能夠自行制定一些行業(yè)規(guī)范或行為準則以自我約束。然而，隨著合成生物學的發(fā)展，市場需求導向下的商業(yè)利益、國際競爭下的軍事壓力或是出于反人類的目的等多重因素，未來會使單一的自我監(jiān)管無法系統(tǒng)性地解決潛在的生物安全和安保問題。自我監(jiān)管存在透明度低、有效監(jiān)督缺乏或公眾無法參與等問題，因而前述政府監(jiān)管的介入，劃定規(guī)范范圍并強行實施顯得更加重要。②[美] 弗朗西斯·福山：《我們的后人類未來：生物技術革命的后果》，黃立志譯，桂林：廣西師范大學出版社2016年版，第183-184 頁。

3．多層面的國際合作與對話

在全球范圍內管理生物安全和安保問題的重要性是顯而易見的，因為這是一個全球性問題。從2014～2016年的西非埃博拉疫情，以及當前全球正在蔓延的新冠肺炎疫情來看，生物安全的危害不受國界限制。安全危害始于一國，很快就會波及他國，從而造成全球性的負面影響。合成生物學的一大特點是設計與制造相分離。這一特性在網(wǎng)絡全球化和生物技術知識民主化的背景下將逐漸加強，合成生物學將形成全球互動網(wǎng)絡。有鑒于此，任何消除或者降低合成生物學風險的嘗試，最終都必須是國際性的。

各國政府、科學界應積極開展立法、監(jiān)管、行業(yè)以及技術等多個層面的國際合作與對話，采用協(xié)調一致的監(jiān)管機制和措施，以便全球共同應對合成生物學時代所帶來的生物安全和安保風險，構建起人類社會生物安全和安保的屏障。首先，各國政府間以及與跨國組織之間應定期溝通、對話，各國政府廣泛參與雙邊、多邊以及區(qū)域性的合作，特別是關于生物安全和安保防控能力建設和財政資源方面的對話與合作。這些互動將為各國借鑒他國經(jīng)驗和教訓提供機會。其次，在保障國家安全的前提下，科學界積極的國際交流合作與對話，也將有助于合成生物學領域科研水平、技術能力、平臺建設和人才隊伍等綜合性的發(fā)展，使科學共同體能夠站在應對生物安全、安保挑戰(zhàn)的最前沿，應對潛在的風險。最后，國際科學界的接觸和交流，也將是提升科學家生物安全、安保意識的重要途徑。大多數(shù)生命科學家在生物武器或生物恐怖主義問題上幾乎沒有經(jīng)驗，因而也不會考慮其科學發(fā)現(xiàn)及技術被誤用的可能性。因此，不僅需要通過教育和培訓提高科學家的生物安全和安保意識，還需要加強國際交流合作，使他們了解生物安全、安保風險的性質，了解國際生物安全、安保發(fā)展動向，共享風險防控經(jīng)驗，共同研究提出應對策略。

五 結語

合成生物學的快速發(fā)展正在顛覆生物學研究的傳統(tǒng)范式，也使相關生物安全和生物安保問題日趨凸顯。合成生物學的生物安全問題主要體現(xiàn)在生物錯誤、合成生物的意外暴露以及無意釋放三個方面，且呈現(xiàn)出風險概率提升、潛在危害性增加、風險監(jiān)測和評估難度加大等特征。合成生物學知識的民主化以及開源程度的加深，使得更多的生物黑客或“自己動手型”生物學家進入該領域，進而致使生物安全和安保問題變得更加復雜。合成生物學的發(fā)展增加了生物恐怖和生物武器威脅的可能性，使攻擊類型增多，監(jiān)測、評估和防御的難度不斷攀升。此外，隨著合成生物學和信息科學、網(wǎng)絡技術的深度融合，網(wǎng)絡生物安保問題也逐漸浮出水面。在生物安全和生物安保問題日益復雜且嚴峻的當下，其有效治理不能僅依靠某單一主體或單一形式或措施，而是需要綜合運用多個層面的應對策略并廣泛吸收多方治理主體的參與。審慎警惕性治理是綜合性、靈活性的治理模式，在合成生物學風險和收益皆處于高度不確定的發(fā)展初期，要求長期持續(xù)性地評估風險和收益，靈活調整治理策略，“硬法”和“軟法”相結合，充分發(fā)揮國家強有力的法律規(guī)范調整作用，加強警惕性制度的構建和政府審慎的監(jiān)管，輔之以科學共同體自治等，充分考量多方主體的利益，同時加強政府之間、科學共同體之間的國際合作和對話，從而實現(xiàn)多層次全方位一體化的綜合治理，以最終實現(xiàn)生物安全和安保風險的最小化，并推動合成生物學領域的健康有序發(fā)展。