危险的“手性”与“镜像生命”

易于人体吸收的维生素C形式叫“左旋维C”；能促进脂肪转化为能量的“撒手锏”叫“左旋肉碱”；提起常见的广谱抗菌药，大家会先想起氧氟沙星的左旋体“左氧氟沙星”……“左旋”这个词似乎总在生活中高频出现，它到底是什么？有没有“右旋”呢？这就不得不提到化学中的一个关键概念——手性。

手性描述了分子或离子在三维空间中的对称性特征。换言之，手性分子就是指那些在三维空间中与其镜像分子互为镜像却无法完全叠合的分子，如同人的左手和右手一样。以蛋白质的最小构成单元氨基酸为例，左旋的L-氨基酸是地球生命的基础，几乎所有生物都使用L-氨基酸来构建蛋白质；右旋的D-氨基酸则相对罕见，在某些细菌和病毒中有所体现。L-氨基酸和D-氨基酸二者结构完全对称，但由于生物体内的酶和受体对L－、D-氨基酸的识别与作用方式不同，二者功能大相径庭。

由于分子的大小、形状和分子间作用力都是一样的，手性分子通常与其镜像分子拥有相同的物理性质，如熔点、沸点、溶解度。而从光学特性的角度来说，手性分子中的一个对映异构体可使偏振光向左旋转，另一个对映异构体则可使偏振光向右旋转。这种旋光性是手性分子的重要特征，也是“左旋”和“右旋”说法的来源。

在药物化学研究中，手性分子的对映异构体可能具有完全不同的药理活性。以左氧氟沙星为例，它是氧氟沙星的左旋异构体，其抗菌活性显著高于氧氟沙星的右旋异构体，且副作用相对较小。因此，针对呼吸道感染等细菌感染的患者，医生通常会开具左氧氟沙星而不是氧氟沙星。

现在你理解了“手性”，不妨做个大胆的设想：假设以地球上现有的“左旋”分子为蓝本，精确复制出结构完全相同的“右旋”分子。没错，就好比参照“左手”来创造“右手”那样，给DNA、蛋白质及各类生物分子都复制出镜像版，那么是否可以创造出“镜像生命”呢？

恭喜你，你的想法与科学家不谋而合。但同时，这也是一个非常危险的想法。

首先，手性镜像分子可能引发意料之外的不良反应。20世纪60年代，一种名为“反应停”的药物在欧洲风靡一时，被孕妇们视作抑制孕吐反应的“神药”。不幸的是，这个“反应停”正是一种手性药物，其右旋体（R-沙利度胺）能够镇静止痛，而左旋体（S-沙利度胺）会引发“海豹胎”——使婴儿畸形，像海豹一样四肢缺失，手脚直接连在躯干上，酿成了人类药物治疗史上一场重大悲剧。

其次，手性镜像生命或将“免疫”现有的药物攻击。科学家指出，免疫系统依赖于手性分子间的识别与互动，但镜像细菌的蛋白和核酸因分子手性完全颠倒，很可能轻易就突破现有生物的免疫系统。就像影视作品中演绎的“丧尸围城”那样，镜像生命一旦从实验室逃逸，便可能在自然环境中迅速繁殖，对现有生态系统造成不可预测的破坏，引发颠覆性的生化危机……

2024年12月11日，来自9个国家的38位顶尖科学家联合撰写了一篇题为《应对“镜像生物”风险》的文章，指出制造“镜像生命”可能带来包括生态影响、生物安全和伦理问题在内的一系列潜在风险，呼吁研究“镜像生命”必须审慎，充分评估和防范潜在风险。前沿科技既蕴含着巨大的潜力，又潜藏着难以预料的风险，在直面未知的道路上，我们每个人都应怀有一颗敬畏之心。