科学家在爱尔兰威克洛过滤水样。图片来源：Jenny Whilde

本报讯 河道中、沙滩上、海洋里，乃至空气中，人们通过咳嗽、吐痰、排泄、冲马桶等途径将DNA带到了地球的每个角落。美国科学家的一项新研究发现，除了人迹罕至的孤岛和遥远的山顶，人类的痕迹几乎无处不在。

研究人员对这种广泛存在的人类DNA进行了测序，他们认为这种普遍性既是科学上的福音，也是道德上的困境。这些广泛存在的DNA质量非常高，可以让科学家识别与疾病相关的突变，并确定附近人群的遗传血统。相关研究近日发表于《自然-生态与进化》。

该项目领导者、佛罗里达大学野生动物疾病基因组学教授David Duffy认为，基于伦理处理环境DNA样本可以使医学、环境科学、考古学和刑事法医学等多个领域受益。例如，研究人员可从废水中追踪癌症突变，通过检查隐藏的人类DNA发现未见天日的考古遗址，或通过犯罪现场空气中飘浮的DNA识别嫌疑人。

但这种级别的个人信息处理必须非常谨慎。现在，科学家和监管机构必须努力摆脱有意或无意测序人类基因信息的伦理困境，因为这些基因不是来自血液样本，而是来自一勺沙子、一瓶水或一个人的呼吸。

新研究发现可以很容易地在几乎所有地方收集到人类DNA。“整个项目中，我们一直对发现的人类DNA的数量和质量感到惊讶。”Duffy说，“大多数情况下，其质量几乎等同于从人身上提取的样本。”

由于可能涉及个人隐私，研究人员说，道德护栏对这种研究来说是必要的。据悉，该研究是在佛罗里达大学机构审查委员会的批准下进行的，该委员会旨在确保一项研究能够符合相关伦理。

“公开这些基因序列是科学的原则。但这也意味着，如果不对这些信息进行屏蔽，任何人都可以获取它们。”Duffy说，“这就引发了是否需要征得同意才能获取那些样本，或者是否需要制定一些控制措施来删除这些信息的疑问。”

Duffy在佛罗里达大学惠特尼海洋生物科学实验室和海龟医院的团队已经成功利用环境DNA（eDNA）研究了濒临灭绝的海龟及其易患的病毒性癌症。他们从沙滩上的海龟足迹中提取了有用的DNA，大大加快了研究进展。

研究者知道，人类的eDNA最终会出现在他们的海龟样本中，也可能出现在他们曾探索过的其他许多地方。有现代基因测序技术加持，研究人员很容易测出相关序列。

研究团队在惠特尼实验室周围的海洋和河流中发现了高质量的人类DNA。在美国国家公园管理局资助的一项研究中，他们还前往一个人迹罕至的偏远岛屿，那里没有人类DNA。但他们却从志愿者在沙滩上的脚印中提取到DNA，并在获得许可后，对部分基因组进行了测序。

Duffy还在家乡爱尔兰测试了这项技术。他追溯了一条穿过城镇流入海洋的蜿蜒河流，发现其中充满了人类的DNA。只有那些远离人类文明的偏远山间溪流尚未被人类DNA污染。

他们还从一家兽医院收集了室内空气样本，并找到了与工作人员、动物和常见动物病毒相匹配的DNA。

由于人类eDNA很容易取样，Duffy说，现在是决策者和科学界认真对待测序同意权和隐私权的时候了。

“每当我们取得技术进步时，它就像一把双刃剑，这项研究也没有什么不同。”Duffy说，“我们试图尽早提出这些问题，以便政策制定者和社会有时间制定法规。”（冯丽妃）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41559-023-02056-2