镜像生命是一种假设的生命形式，其分子结构是地球生命分子的镜像版本。镜像生命的分子手性与目前的地球生命完全相反，这一特性将对现有生物的免疫系统构成极大的挑战。 免疫系统依赖于手性分子之间的精确识别和相互作用，例如天然氨基酸和糖构成的抗原能够被免疫系统高效处理。然而，镜像蛋白和核酸由于其分子结构的手性完全颠倒，无法被现有的免疫机制有效分解。 例如，实验表明，镜像蛋白能够抵抗常规酶的降解，无法产生短肽片段供主要组织相容性复合体（MHC）呈递，这直接导致了抗原识别的障碍。此外，适应性免疫系统中的T细胞和B细胞需要依赖抗原信号启动，但面对镜像分子时，它们无法识别这些信号，进而阻碍了抗体生成和细胞免疫反应。 图片由AI生成 如果镜像微生物侵入人体或其他生物，由于免疫系统几乎完全无法识别其结构，它们可能绕过免疫防线并迅速在宿主体内扩散。健康个体的免疫系统能够清除侵入的天然手性细菌，但镜像微生物却能够逃避包括先天性免疫（如补体系统）和适应性免疫的多种防御机制。例如，镜像细菌不会激活补体系统中的经典途径或旁路途径，进而避免溶解或被标记吞噬。此外，许多抗菌肽因对手性高度敏感，无法与镜像微生物发生有效作用，进一步削弱了先天免疫的保护功能。 在这种情况下，镜像微生物的生存和繁殖可能对宿主造成严重损害。特别是在屏障组织如皮肤、肠道和呼吸道受损时，镜像微生物可能轻松跨越这些天然屏障并进入体内深层组织。一旦到达这些部位，镜像微生物将可能利用宿主体内的营养物质快速增殖。由于没有有效的免疫反应来控制感染，它们在体内的扩散可能引发致命性疾病。 《科学》的文章内容还表示，镜像微生物不仅对宿主个体的健康构成直接威胁，还可能在种群层面引发更广泛的感染扩散。由于其独特的免疫逃逸能力，一旦传播开来，镜像微生物可能成为生物防御领域中难以控制的重大风险。这种现象也突显了镜像生命研究在伦理、安全和治理方面的重要性生态系统的入侵和破坏。 当然，考虑到我们体内部分营养物质分子也是手性的，正如左手无法舒适地适应右手手套，镜像微生物可能无法正常利用这些营养物质，从这个角度来看，或许镜像微生物的繁殖速度会打折扣，但前面说的这些风险仍然不容忽视。 镜像生命，科学界现在做到哪了？ 镜像生命由左旋核苷酸组成DNA，由右旋氨基酸组成蛋白质，这种生命形式在地球自然界中尚未发现，但可能通过合成生物学技术在实验室中实现。 首先是镜像生物分子的化学合成，在 2022 年，研究人员成功化学合成了一种约 100 千道尔顿（kDa）的镜像 T7 RNA 聚合酶。这种酶能够高效、准确地转录全长长达 2900 个碱基的镜像 5S、16S 和 23S 核糖体 RNA，这些 RNA 构成了镜像核糖体的结构，而催化核心镜像蛋白质的合成也取得了突破。 有了镜像 RNA 和核糖体，就该合成蛋白质了。免疫原性是蛋白质治疗领域的主要挑战之一，尤其是长期使用蛋白质治疗药物会导致抗药抗体（ADAs）的生成，从而降低药物疗效并引发不良反应。解决这一问题的一种有前景的方法是使用由 D-型氨基酸组成的镜像蛋白，这类蛋白对免疫细胞中的蛋白酶降解具有抗性。最近有研究表明，抗体重链可变区的对映体形式（d-VHH）的化学合成，这种新型 d-VHH 筛选平台在开发具有低免疫原性和更高疗效的蛋白质治疗剂中的潜在应用价值。 既然可以合成镜像的 RNA、蛋白质等生命分子，合成镜像细胞还会远吗？当前的合成生物学项目正在尝试从非生命物质中构建完全人工的细胞，科学家们正在尝试使用镜像分子（如镜像 DNA、蛋白质和脂质）组装完整的合成细胞。此外，有研究正试图改造天然细菌，使其能够在体内生成镜像分子，作为逐步转变为镜像生命的过渡阶段。镜像生命的核心障碍在于合成复杂分子系统和解决高成本问题。 总结 镜像生命的研究无疑揭开了科学前沿的一角，但它也带来了巨大的伦理、安全与生态挑战。这项研究从分子基础到系统构建的进展，展现了人类对未知生命形式的探索热情，同时也提醒科学家们谨慎行事。 这种探索既可能为医学、生物技术等领域带来革命性突破，也可能因技术滥用或疏忽而引发不可预见的风险。正如《科学》文章中所呼吁的，我们应在开放研究的同时，建立健全的监管框架，确保科学进步与社会安全的平衡。 镜像生命，或许是一个潘多拉魔盒，但掌控开盒之匙的关键，仍在于科学家和全社会的共同智慧与理性思考。好消息是，镜像生命在短期内并不会成为威胁，因为目前的技术仍然不足以构建完整的镜像生命，既然科学界已经早早意识到了可能的风险，在真正实现镜像生命技术之前（可能需要 10~30 年），我们来得及做好充分准备。