医学科普抗病基因的秘密

翻译及编辑：奥莲健服

即使在最严重的疫情中，总有人幸存下来埋葬死者，这些幸存者为何与众不同？这种看似随机的天择又如何决定人类的样貌呢？答案就在基因里。科学家对人类基因体的探索日新月异，目标是解开我们基因遗传、免疫系统的秘密，找到方法抵御现今炮火猛烈的入侵者。

由古至今，人类均受到各大疾病的侵袭，从-年间的黑死病，19世纪的霍乱，到-年间的SARS，再到年末的伊波拉病毒，这些具有高传染性或致死率的疾病都曾引起大众的恐慌，也给人类敲起了一记记的警钟，然而这些疾病却也点出了令人玩味的重要事实，那就是在还没有现代医学插手的年代，无论是再要命的疾病、再严重的疫情，都有人存活；因此「杀不死我的，使我更坚强」这句话其实能得到科学背书，至少以物种来说是如此。

疾病形塑人类

无论我们愿不愿意承认，疾病都是形塑人类今日样貌的一大推力。我们都知道人类起源于非洲，但约10万年前出现了一个扭转乾坤的事件，将当时的人类数量削减到少于1万人。而现代人类则从中演化而来，数量剧增，取代了尼安德塔人等其他早期的人种。

针对这所谓的演化瓶颈和随之而来的指数性人口成长，各界提出不少理论，包括基因突变、语言文化发展，以及大型火山爆发等气候变迁事件，然而还有另一项可能的重要因素，那就是疾病。

目前有美国科学家认为，在10万到20万年前间的某段时期，曾出现横扫早期智人的流行病，使智人的数量锐减，仅有具特定突变基因的人存活下来。‘

但就像许多科学问题一样，没有这么简单，人类的演化瓶颈很可能是多重因素交互作用的结果。

深入了解免疫力

人类战胜疾病不只需要好基因还受到年龄、地理环境和种族等各种复杂因素的影响。而我们对疾病的抵抗可分为两个层次，分别是免疫系统和遗传适应。

免疫系统是第一道防线，因为免疫系统能在被攻击时快速调适、演化，所以免疫反应能迅速处理多数感染。免疫防御机制的关键之一就是白血球。其中两种白血球能合力揪出入侵者并加以摧毁──吞噬细胞能吞噬外来的毒素、细菌、病毒、寄生虫和真菌类；由骨髓制造的淋巴细胞则帮助身体辨识曾经入侵的外来分子，并分泌一批批抗体，拦截外来的抗原，阻止入侵。

美国布洛德研究所（BroadInstitute）爱丽诺·卡尔森博士（DrElinorKarlsson）解释：「我们已经发现许多传染病改变人类基因体的案例，而现今的健康问题其实正与这现象有关。」

卡尔森说，「演化其实就是持续千万年的浩大临床试验，我们不断随机调整基因体，看看能否变得更健康，而较健康的人通常会存活下来，没这么健康的人则被淘汰。」科学日新月异，如今我们已能细细追溯人类历史悠久的疾病大战。「现在我们有新的基因体技术，能研究整个基因体，这是人类第一次有能力回溯演化史的临床试验带来了什么样的成果。」

侵入者和宿主

尽管致命疾病看似想歼灭所有病人，但其实并非如此。以疟疾为例，人类免疫反应和疟原虫的交互作用，维系了人类和寄生虫之间的平衡。如果一种具备特定基因的寄生虫变得普遍，就会有比较多人接触到这种寄生虫，从而演化出免疫力，如此这种寄生虫就比较难在群体中传播而存活，这会对该种寄生虫施加选择压力，使其调整基因结构。

这种过程称为平衡性天择，我们与古老的病原体之间常有这种关系。越是古老的人类寄生虫，与我们一起演化的历史较长，对人类产生病重或致死的可能性也较低。这似乎也能说明为何新近的伊波拉病毒如此致命。伊波拉病毒和人类之间尚未彼此适应，因此病起来会非常严重，致死率很高，高致死率就会对人类的基因体施加选择压力──可能也就会对伊波拉的基因体施加选择压力，因为对病原体来说，通常杀死宿主并不是理想的演化结果。

代代相传

无论在哪个人类群体中，感染疾病的人口百分比很大一部分取决于病原体传播的难易度。流行性感冒传播迅速，且多数人都经常接触这种病毒，因此通常只会产生温和的感染症状；某些突变的流感病毒对人则更有杀伤力，如一战后逾5亿人罹患的「西班牙流感」，当时共造成万到1亿人死亡，另外新型流感（H1N1）更在年的大流行中夺走超过20万人的性命。通常这些疾病首次感染会导致很高的死亡率，经过遗传适应，到第二次患病时的死亡机率就会大幅下降，待罹病三到五次后，致死率慢慢趋向近乎零。

当然也有人无论在多恶劣的条件下都不会感染。不久前，人类基因体的解码揭示了抵抗疾病能力的惊人事实。声誉卓著的《自然》期刊于年10月发表一篇由瑞士科学家主导的跨国团队研究，此研究说明了为何某些人能迅速中和流感病毒。

原来中和病毒的是一些会附着在血球凝集素上的抗体。这种抗体通过牢结于血凝素蛋白的特定部位而产生中和病毒的作用。制造这种抗体需要一种叫VH1-69的基因片段，这种基因片段以两种形式出现在人体中，其中一种可以产生前述能中和多种病毒的抗体──而拥有这种基因的人颇多。有些人缺乏这种基因片段，无法产生此抗体。科学家现在希望运用这项发现来研发疫苗，诱发广效性的流感抗体反应。

但同时，我们仍得感谢祖先已经赐给我们能抵御多种感染的抵抗力，我们之所以拥有与生俱来的遗传抵抗力，是因为先人接触过这种病原体或其近亲。

种族抵抗力？

要明白战胜疾病的关键，就是找出哪些人对抗疾病的表现最好，然后再研究原因。比如说，伊波拉病毒横扫西非，俨然所向披靡，各界也持续殷切研发疫苗和有效的治疗方法，但非洲加蓬的乡村聚落却似乎对伊波拉病毒有与生俱来的抵抗力。科学家认为，这些人很可能接触过伊波拉病毒，或许是接触了带原狐蝠的唾液。

不同种族对疾病的抵抗力各有差异。英国研究发现，来自印度半岛的男性罹患心血管疾病的比例较高，而出身爱尔兰和苏格兰的人则有较高机率死于癌症。出生于加勒比海的男性死于中风的机率比一般人口高50%，但华裔的男女性罹患心绞痛和中风的比例较低。在这些研究中，抽烟、血压、肥胖和胆固醇等已知的风险因子都无法解释上述族群差异。

纽约西奈山医学院的博士后研究员柯瑞．渥森（CoreyWatson）表示：「我们以现有知识为基础进行研究，发现人类基因体中免疫球蛋白重链基因座的DNA序列有些区段会缺失或新增插入──该区域正决定了抗体基因数量和多样性。而这特征很可能有种族差异。」

渥森说，目前他没有发现整个族群对特定疾病有抵抗力的例子。「但大家确实推测，群体中就是有人对特定疾病的抵抗力高人一等。」他补充说明，在某些情况下，遗传变异有时在各族群中发生的频率也会有差异。「但抵抗力是来自遗传或其他潜在因素则说不准，」他指出。

穆勒也同意。「一个族群接触一种新的病原体后会发生什么事，很大一部分取决于病原体的类型，以及我们（包括个人与族群）是否曾接触过相近的病原体，」他表示，「甚至面对一些我们已经逐渐了解的疾病，好比地中海贫血，我们知道越多，便发现有待探索推敲的也越多。」

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