病者生存:疾病曾经延长人类寿命

大爆奖

2018-10-08 10:45:52

□本报记者 徐敏

高血压、糖尿病、高胆固醇、疟疾、蚕豆病……这些我们连提都不愿提的负面字眼,实际上是生命进化过程中的独特奇迹。比如,血色素沉积症在黑死病暴发的年代里拯救了大量缺铁的儿童和妇女;糖尿病帮助我们的祖先从冰河世纪的严寒中幸存下来。

美国医学博士沙龙・莫勒姆所著的《病者生存》,揭示了进化道路上神奇而令人惊诧的生命奇观――疾病曾经拯救人类。在过去很多时候,正是遗传至今的疾病让我们的祖先在地球生存竞赛中占据了上风。

人类和疾病的关系十分复杂

沙龙・莫勒姆是多伦多大

学哲学博士、纽约西奈山医学院医学博士,专攻稀有疾病、神经遗传学和生物技术,他的学术研究和医学工作主要围绕进化、遗传、生物学和医学如何革命性地改变我们理解疾病的方式。

把这些课题作为研究领域,源于沙龙十五岁时,祖父被诊断出患有阿尔茨海默症。沙龙反复思考为何祖父会得这种疾病――他发现祖父“热衷”于献血。之所以说“热衷”,是因为祖父喜欢献血带给他的容光焕发的感觉。据祖父说,无论身体任何部分受到伤害,他所需要的仅仅是一次放血,便能驱散所有的痛苦。为何身体失去一些赖以生存的东西会感觉如此美好?沙龙去医学图书馆寻找答案。

沙龙研读了所有关于“铁”的书籍,因为他清楚地知道,献血时铁是身体损失的重要元素。结果,沙龙找到了一种此前闻所未闻的遗传病:血色素沉积症。这是一种铁在体内沉积的疾病,当体内铁沉积过多时,就会损伤胰腺和肝脏等器官,而放血,就是减少体内铁负荷的最有效途径。祖父献血,实际上是在治疗他的血色素沉积症。沙龙进一步怀疑祖父患有阿尔茨海默病和血色素沉积症也有关系,大学时便选择了生物学专业,后来的学业中,沙龙证明了当初的猜想,并因此获得了博士学位。

然而,沙龙发现自己也遗传了祖父的血色素沉积症。他十分不解,进化本应是优胜劣汰的过程,为什么有如此潜在危害性的致病基因能流传至今?为什么进化会让这种可怕的基因继续存在?多年研究之后,他写下了《病者生存》。

生命的进化永远在继续,而人类与疾病的关系,远比我们以前认为的复杂得多。胆固醇帮助热带地区深色皮肤的人带来人体所必需的维生素D;高血压帮助从非洲移民或被贩卖到美洲的黑人在恶劣条件下合成更多的盐分和水分;土豆、曼陀罗、小麦、苜蓿,为了抵御天敌进犯而进化出“毒素”……《病者生存》深入研究了人类的进化史,以

一种全新的视角审视生存、人类的身体及我们对疾病的理解,揭示了在过去很多时候,疾病曾经拯救人类。疾病不是生物进化的bug,而是人类为抗击恶劣环境而进化出的一种生存技能。

糖尿病:人类挺过冰河时期的秘密武器

糖尿病是世界上最常见的慢性病之一,而且变得日益普遍。从全世界范围来看,芬兰是世界上青少年糖尿病发

病率最高的国家,瑞典排第二,英国和挪威并列第三。在

非洲、亚洲南部和西班牙后裔的人群中,糖尿病是很罕

见的。由此可见,越是靠近南方,糖尿病的发病率就越

低。沙龙医生认为,这几乎意味着,导致该疾病的某些遗传性状,曾经帮助那一特定人群的祖先在历史进化线上存活了下来。

气候学资料显示,在距今约年前的新仙女木时期,在仅仅十年左右的时间里,全球年平均气温骤降近30摄氏度,整个世界发生了天翻地覆的变化。成千上万的人在这场灾难中被冻死或饿死,考古结果也显示,这段时间北欧人口迅速下降,其他的人类活动也急剧减少。不过,人类终究还是存活了下来。人类到底如何挺过了冰河时期?从一种小生物林蛙身上可以找到玄机。

整个冬天,只有五厘米大小的林蛙会进入冬眠状态。冬眠状态的林蛙看上去犹如一个小冰块,随着气温的下降,它的心跳、呼吸和大脑活动都会停止。但是春暖花开时,林蛙又活蹦乱跳起来。科学家研究发现秘密在于,在林蛙的皮肤感知到温度即将降至冰点附近几分钟后,它的肝脏将大量的葡萄糖释放到血液中,并辅以释放额外的糖醇,使林蛙体内的血糖水平上升了数百倍。所有这些变化都大大降低了林蛙血液中残留水分的冰点,并有效地将其转化为一种含糖的防冻剂。

使血糖水平上升以对抗寒冷,林蛙如此,部分人类是不是也如此?在新生儿和一些成年人身上存在一种专门产生热量的特殊组织,被称为“棕色脂肪”。当身体暴露于寒冷环境中时,这种脂肪组织就会被激活。当血糖被输送到棕色脂肪细胞中时,棕色脂肪细胞就会将其转化为热量。这些人利用身体的棕色脂肪来燃烧血液中过量的糖以产生热量,或许他们体内也会产生额外的凝血因子,帮助修复强寒流袭击造成的组织损伤。严寒条件下,这些人比其他人更有生存优势。如果体内血糖的峰值只是暂时性的话,他们就更有可能活到生育年龄。

沙龙医生的结论是,当环境突然发生有可能导致种族灭绝的变化时,比如一种新的传染病、一种新的捕食者,或者一个冰期,自然选择便会直奔那些能够提高生存概率的遗传性状而去。

天然抵抗疟疾的蚕豆病

蚕豆病是一种遗传性酶缺乏症,也是世界上最常见的酶缺乏症,大约有4亿人患有这种疾病。在极少情况下,患有蚕豆病的人在进食蚕豆或服用某些药物以后会迅速出现严重的贫血,并且经常会导致死亡。

蚕豆病的原理并不复杂。吃蚕豆会将自由基(化学术语,一种原子或者基团)释放到血液中,患有蚕豆病的人身体内缺乏能有效保护红细胞的G6DP酶,因而不能有效地清除体内的自由基,最终会导致红细胞破裂并引发贫血症。而有趣的是,蚕豆病最常见的发病地区与蚕豆广泛种植地区完全一致。在地中海周围的北非和南欧地区,蚕豆都是最常见的作物,也是最致命的。这里恰好也是历史上广泛种植食用蚕豆的区域。沙龙医生认为,像蚕豆病这样普遍存在于4亿多人中的基因突变,曾经给它的携带者带来的益处必定大于害处。

那么,在非洲以及地中海地区广泛存在,并且与红细胞有关系,危及人类生存的到底是什么?答案是疟疾。疟疾是一种传染病,每年的感染者多达5亿人,其中会有一百多万人死亡。今天,许多研究人员认为,能保护人们免受疟疾侵袭的就是G6DP酶缺乏症。实验室的实验结果也证实了这一点:如果需要在正常的红细胞和G6DP酶缺乏的红细胞之间进行选择,导致疟疾的寄生虫总是会优先选择正常的红细胞。而G6DP酶缺乏,正是蚕豆病人的特征。也就是说,患有蚕豆症的人,比正常人对疟疾有更强的抵抗力。

医学研究表明,恶性疟原虫实际上是一种脆弱的小生物,它只有在非常干净的红细胞中才能旺盛地生长、发育和繁殖。G6DP酶缺乏症患者的红细胞不仅不适合疟原虫寄生、繁殖,而且还能更快地把疟原虫从血液循环中清除出去,由此便破坏了寄生虫的生命周期。这就解释了为什么易受疟疾侵袭的人群在进化时会选择蚕豆病。

即便如此,医学上也并不是完全肯定蚕豆病给人类进化带来的益处,毕竟在大多数人类进化周期里仍是致命疾病。可以肯定的是,在疟疾太过普遍和致命的时期内,蚕豆病确实挽救了一些人的生命。

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