代谢物与你：海量化学物质
代谢物与你：海量化学物质
你的分子「尾流」可能会泄露你的秘密
基因可以泄露你的隐私，包括你的祖先是谁，你患各种疾病的几率多大等等。而且未来可能还会泄露更多信息，比如你的性格类型，或者智力水平。正因如此，很多国家都制定了相关法律，限制雇主和保险公司对遗传信息的使用。例如，美国的《遗传信息反歧视法案》(Genetic Information Nondiscrimination Act) 规定，医疗保险公司和雇主利用遗传信息区别对待客户和雇员是非法行为。
然而，还是有很多信息无法通过基因获知。基因无法透露你吃了什么，怎样锻炼身体，居住地是否安全，一天下来如何放松自己，以及你信奉哪位神明等等。你可能会觉得，幸好如此，因为要从唾液、汗液或毛发中获取 DNA 样本简直易如反掌，而且分析这些样本的成本也日益降低。但是，人们在日常活动时，散播到空气中的可不只有 DNA。他们还会通过呼吸、尿液、粪便及汗液等排出其他各种化学物质。这些分子被统称为代谢物 (尽管可能不太准确)。它们有些确实是人体代谢活动的产物，其他一些则是人们接触、消耗或吸入的物质。不过，所有这些物质都承载着这样或那样的信息。
血、泪和汗
以前这些物质一直无关紧要，但近来情况不同了，原因有二。首先，在实际操作中，采集用于分析的样本要么需要人们自愿配合，要么需要依法强制执行，无法暗中进行。其次，代谢物结构复杂，要分辨清楚并非易事。而现在，这两个关卡都在被攻克。
分析代谢物成分最常见的方法是气相色谱-质谱法。这种方法根据质量对分子分类，产生一个图谱，其中的各色谱峰与不同的物质相对应。但因为很多分子的质量相同，所以结果可能并不明确。即便分子能被明确地识别出来，某一位研究人员也不总能从中看出更多意义。
不过，信息来源已有很多，以代谢物数据库的形式开放给公众。去年，加州大学圣迭戈分校的皮耶特·德伦斯坦 (Pieter Dorrestein) 领导的研究小组发明了一种他们称之为「代谢物搜索引擎」的方法，将这些数据库连接起来，从而可以将一个样本与所有数据库中的所有样本同时加以比对。
数据库本身也在不断完善。德伦斯坦表示，就在四年前，该领域的研究人员还只能识别出样本中 2% 的代谢物，如今已经增长到 6%，而且正在迅速攀升。他说：「基于目前取得的进展，我们可以合理地认为，再过四年就能识别出所遇到的分子标记物的 20%。」
另外，可分析样本在种类、数量和保存状态等方面都有了进展。样本不再局限于血液、尿液或呼出的气体。汗液、泪水、唾液，甚至牙菌斑都可以。例如，西班牙科尔多瓦大学 (University of Cordoba) 的费利西亚诺·普里戈-卡波特 (Feliciano Priego-Capote) 刚刚发表的一项研究表明，即使是一滴干了的汗液，也可能从中提取出很多有意义的信息。普里戈-卡波特甚至能从干掉的汗液中发现在刚排出状态下检测不到的物质。
这类信息可以揭示很多东西。你信奉哪位神明？通过探测烟尘中的化学物质，能知道你定期接触焚香，进而知道你经常去使用这种焚香的教堂。你不是基督徒？犹太教和伊斯兰教禁忌的某些食物会让你缺乏某些代谢物，由此可知你是按这些教派的教规饮食。你下班后干了什么？大量化学物质泄露了饮酒、吸烟或吸食毒品的习惯，而不仅仅是带来相应快感或低落情绪的有效药物。你的运动量够不够？亮氨酸、三元醇和苯丙氨酸等物质低于正常水平，就该引起注意了。你居住地的环境怎样？吸入被污染的空气会对你的代谢物档案产生显著影响。你的健康状况大体上如何？各种疾病都会留下大量的代谢痕迹：帕金森病会改变酪氨酸和色氨酸指标，糖尿病会改变血糖和鞘磷脂指标。「很快就会有这么一天，」在俄克拉荷马大学研究这一课题的分子人类学家塞西尔·刘易斯 (Cecil Lewis) 表示，「用棉签抹一下某个人的办公桌、方向盘或手机，就可能得到关于他方方面面的极为私密的信息。」
一抹便知
相比 DNA，对代谢物数据的可能用途还没有什么法律限制。刘易斯和他的同行们都担心这会带来什么后果。比如，由于涉及血液、尿液和呼吸检测，目前对饮酒或服用违禁药物的采样必须公开进行。不管收集样本的是警察还是雇主都一样。这也让采样的目的清楚明白。公司可能认为自己有权检测员工是否吸毒，而法律可能支持它这样做。然而正如刘易斯所说，像普里戈-卡波特研发的那些技术让暗中采样变得更加容易，会诱使一些人扩大搜寻的信息范围。例如，如果公司真要调查员工是否服用抗抑郁药之类的隐私，这些技术就会派上用场。
代谢物数据——即使是公开获得的那一类——也会让医疗保险公司感兴趣。它们可能会坚持让客户提供样本，作为投保的必要条件。它们也会关注客户饮食和锻炼的情况，对那些不遵循规定的健康方案的人另眼相待。
警方也可能忍不住要越界执法。美国宪法第四修正案保护公民免受无端的搜查和取证。这意味着很难强迫他人提供样本。但是，如果只需在公共场所擦拭一下某个物体的表面——或许是刚用过的键盘，那么修正案就不大管用了。
如果这样做能抓到更多罪犯并给他们定罪，倒也未必是件坏事。但还是需要考虑周全，因为很多代谢物是有黏性的。可卡因就是这样。研究表明，在美国，流通中的美钞有多达三分之二都沾有些许可卡因，所以指尖沾了可卡因的既可能是罪犯，也可能是无辜的人。
这就可能事与愿违，反倒帮了那些真正的瘾君子。许多司法辖区的法律允许雇主解雇有非法行为的员工，即使这种行为发生在工作场所之外。但是，正如洛杉矶 WKS 律师事务所 (WKS Law) 的米歇尔·特里 (Michelle Terry) 所言，由于研究表明可卡因代谢物的黏性很强，如果有人因为检测结果呈阳性而失业，而他本人却声称从未有意接触过可卡因，很难想象法院会如何判决。
更正：在 2 月 1 日的《 纳米非小事 》(No small matter) 中，我们提到查尔斯·李波在哈佛的研究与伊隆·马斯克的脑机接口项目有关。而事实上，马斯克的 Neuralink 公司与李波的研究毫不相干。
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