危險的“手性”與“鏡像生命”

易于人體吸收的維生素C形式叫“左旋維C”；能促進脂肪轉化為能量的“撒手锏”叫“左旋肉堿”；提起常見的廣譜抗菌藥，大家會先想起氧氟沙星的左旋體“左氧氟沙星”……“左旋”這個詞似乎總在生活中高頻出現，它到底是什么？有沒有“右旋”呢？這就不得不提到化學中的一個關鍵概念——手性。

手性描述了分子或離子在三維空間中的對稱性特征。換言之，手性分子就是指那些在三維空間中與其鏡像分子互為鏡像卻無法完全疊合的分子，如同人的左手和右手一樣。以蛋白質的最小構成單元氨基酸為例，左旋的L-氨基酸是地球生命的基礎，幾乎所有生物都使用L-氨基酸來構建蛋白質；右旋的D-氨基酸則相對罕見，在某些細菌和病毒中有所體現。L-氨基酸和D-氨基酸二者結構完全對稱，但由于生物體內的酶和受體對L－、D-氨基酸的識別與作用方式不同，二者功能大相徑庭。

由于分子的大小、形狀和分子間作用力都是一樣的，手性分子通常與其鏡像分子擁有相同的物理性質，如熔點、沸點、溶解度。而從光學特性的角度來說，手性分子中的一個對映異構體可使偏振光向左旋轉，另一個對映異構體則可使偏振光向右旋轉。這種旋光性是手性分子的重要特征，也是“左旋”和“右旋”說法的來源。

在藥物化學研究中，手性分子的對映異構體可能具有完全不同的藥理活性。以左氧氟沙星為例，它是氧氟沙星的左旋異構體，其抗菌活性顯著高于氧氟沙星的右旋異構體，且副作用相對較小。因此，針對呼吸道感染等細菌感染的患者，醫生通常會開具左氧氟沙星而不是氧氟沙星。

現在你理解了“手性”，不妨做個大膽的設想：假設以地球上現有的“左旋”分子為藍本，精確復制出結構完全相同的“右旋”分子。沒錯，就好比參照“左手”來創造“右手”那樣，給DNA、蛋白質及各類生物分子都復制出鏡像版，那么是否可以創造出“鏡像生命”呢？

恭喜你，你的想法與科學家不謀而合。但同時，這也是一個非常危險的想法。

首先，手性鏡像分子可能引發意料之外的不良反應。20世紀60年代，一種名為“反應停”的藥物在歐洲風靡一時，被孕婦們視作抑制孕吐反應的“神藥”。不幸的是，這個“反應停”正是一種手性藥物，其右旋體（R-沙利度胺）能夠鎮靜止痛，而左旋體（S-沙利度胺）會引發“海豹胎”——使嬰兒畸形，像海豹一樣四肢缺失，手腳直接連在軀干上，釀成了人類藥物治療史上一場重大悲劇。

其次，手性鏡像生命或將“免疫”現有的藥物攻擊。科學家指出，免疫系統依賴于手性分子間的識別與互動，但鏡像細菌的蛋白和核酸因分子手性完全顛倒，很可能輕易就突破現有生物的免疫系統。就像影視作品中演繹的“喪尸圍城”那樣，鏡像生命一旦從實驗室逃逸，便可能在自然環境中迅速繁殖，對現有生態系統造成不可預測的破壞，引發顛覆性的生化危機……

2024年12月11日，來自9個國家的38位頂尖科學家聯合撰寫了一篇題為《應對“鏡像生物”風險》的文章，指出制造“鏡像生命”可能帶來包括生態影響、生物安全和倫理問題在內的一系列潛在風險，呼吁研究“鏡像生命”必須審慎，充分評估和防范潛在風險。前沿科技既蘊含著巨大的潛力，又潛藏著難以預料的風險，在直面未知的道路上，我們每個人都應懷有一顆敬畏之心。